Introduction
Le chrome, de symbole Cr et de numéro atomique 24, est un élément métallique appartenant au groupe 6 du tableau périodique. C'est un métal dur, cassant à température ambiante, mais qui devient malléable lorsqu'il est chauffé. Sa propriété la plus remarquable est sa résistance exceptionnelle à la corrosion et aux ternissures, ce qui en fait un composant clé dans de nombreux alliages industriels et applications de revêtement de surface. Bien que le chrome métallique soit gris argenté, ses composés chimiques présentent une palette de couleurs vives, d'où son nom.
Description
Le chrome est un métal de transition de haute densité (7,19 g/cm³) et possède un point de fusion élevé (1907 °C). À l'état pur, il présente une grande dureté et une grande résistance à l'usure. Il existe principalement sous deux états d'oxydation stables : le chrome(III) (Cr³⁺), qui est le plus courant dans la nature et considéré comme essentiel pour la biologie, et le chrome(VI) (Cr⁶⁺), un oxydant puissant et toxique souvent utilisé dans l'industrie. Le chrome métallique est rarement utilisé seul en raison de sa fragilité ; sa valeur réside dans sa capacité à former des alliages, notamment avec le fer, le nickel et le cobalt. Il est extrait commercialement du minerai de chromite (FeCr₂O₄), principalement par un procédé aluminothermique ou par réduction au silicium.
Histoire
Le chrome a été découvert en 1797 par le chimiste français Louis-Nicolas Vauquelin, alors qu'il analysait un minerai de plomb rouge de Sibérie (la crocoïte, ou chromate de plomb). Il isola l'oxyde de chrome (CrO₃) et parvint l'année suivante à produire le métal impur en réduisant cet oxyde avec du charbon de bois. Le nom 'chrome', proposé par les scientifiques français Haüy et René Just Haüy, fut adopté en référence aux couleurs vives de ses composés. La production industrielle de chrome et de ses alliages ne prit son essor qu'à la fin du 19ème et au début du 20ème siècle, avec le développement des aciers spéciaux. La découverte de l'acier inoxydable par Harry Brearley en 1913, contenant plus de 10,5% de chrome, marqua un tournant majeur dans son utilisation massive.
Caracteristiques
Les caractéristiques principales du chrome incluent : 1) Résistance à la corrosion : il forme spontanément une couche passive, fine et adhérente d'oxyde de chrome(III) (Cr₂O₃) à sa surface lorsqu'il est exposé à l'oxygène, le protégeant de toute oxydation ultérieure. C'est le principe de la 'passivation'. 2) Durcissement des alliages : il augmente significativement la dureté, la résistance à la traction et la tenue à haute température des aciers. 3) Aspect décoratif : le chromage par électrodéposition permet d'appliquer une couche mince, brillante et résistante à l'usure sur divers métaux. 4) Propriétés optiques : certains de ses oxydes, comme l'oxyde de chrome(III), sont utilisés comme pigments verts (vert émeraude, vert de chrome).
Importance
L'importance du chrome est immense dans l'industrie moderne. Environ 85% de la production mondiale est destinée à la métallurgie, principalement pour fabriquer des aciers inoxydables (contenant du chrome et du nickel) et des aciers alliés. Ces matériaux sont omniprésents dans la construction, l'automobile, l'aérospatiale, les couverts, les équipements médicaux et l'industrie chimique. Le chromage décoratif ou dur est utilisé pour les pièces automobiles, les robinetteries et les outils. Le chrome est également crucial dans les superalliages pour turbines, dans les réfractaires (briques de four à base de chromite) et dans le tannage du cuir (avec des sels de chrome(III)). D'un point de vue biologique, le chrome(III) est un oligo-élément essentiel impliqué dans le métabolisme du glucose, bien que ses mécanismes exacts et ses besoins fassent encore débat. À l'inverse, le chrome(VI) est un polluant industriel notoire, classé cancérigène, dont la gestion environnementale est stricte.
