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Mecanismo y Peligros de la Niebla de Cromo

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Mecanismo y Peligros de la Niebla de Cromo
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Según investigaciones arqueológicas, la tecnología de cromado químico ya se utilizaba en armas de bronce en China hace 2200 años. La tecnología de cromado electrolítico fue reportada por primera vez por el erudito alemán Gerther en su tesis doctoral en 1856. En la década de 1920, Sargent y Fink desarrollaron aún más la tecnología de cromado hexavalente utilizando cromato como electrolito, lo que posteriormente industrializó el proceso de cromado. Hasta la fecha, esta tecnología tiene una historia de desarrollo de casi 100 años.
Hoy en día, los componentes metálicos de muchos productos domésticos y bienes industriales están cromados en la superficie. Esto se debe a que la capa cromada no solo tiene un propósito estético, sino que, lo que es más importante, mejora la dureza de la superficie y reduce la corrosión del metal base. Aunque actualmente existen varias tecnologías de decoración de superficies y anticorrosión, el cromado aún ocupa una posición importante. Hay numerosas fábricas de cromado en todo el mundo, y la demanda de cromado sigue siendo fuerte.
Según el tipo de electrolito utilizado, los procesos de cromado se dividen en procesos de cromo hexavalente y procesos de cromo trivalente. El proceso de cromo hexavalente (Cr(VI)), que se ha desarrollado hasta la actualidad, utiliza anhídrido crómico (CrO₃) como electrolito, y se prepara una solución concentrada de ácido crómico (CrO₃ + H₂SO₄) añadiendo ácido sulfúrico. La solución del baño tiene una acidez extremadamente alta; el cromo en el ácido crómico se reduce de Cr(VI) a Cr(II), y finalmente a Cr(0). Las ecuaciones de reacción del electrodo en el cátodo y el ánodo durante el proceso de cromado se muestran en la Figura 1.
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En el proceso de galvanoplastia de Cr(VI), dado que la eficiencia de la corriente del cátodo es solo del 10% al 15% y el ánodo utiliza una aleación de plomo insoluble, se genera una gran cantidad de gas hidrógeno en el cátodo y una gran cantidad de gas oxígeno en el ánodo. Cuando estos gases ascienden a la superficie del líquido en forma de burbujas y se liberan al aire, transportan una gran cantidad de gotitas que contienen cromo, formando contaminantes en forma de niebla, como se muestra en la Figura 2, comúnmente conocida como "niebla de cromo".
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El ácido crómico descargado junto con la niebla de cromo representa del 20% al 40% del ácido crómico utilizado en el cromado, dependiendo de las condiciones de trabajo. La generación de niebla de cromo no solo conduce a una gran pérdida de anhídrido crómico, sino que la fuerte corrosividad del ácido crómico también afecta gravemente la salud de los trabajadores del taller, y su emisión al medio ambiente atmosférico causará contaminación por metales pesados. El cromo trivalente utiliza sales de cromo como cloruro de cromo (CrCl₃) o sulfato de cromo [Cr₂(SO₄)₃] como electrolitos. Aunque el proceso de Cr(II) tiene las características de baja concentración de la solución de galvanoplastia, amplio rango de densidad de corriente y baja toxicidad, debido a problemas como la mala tolerancia a las impurezas en el proceso, la fácil aparición de poros y grietas en las piezas cromadas, y la posibilidad de que el Cr(II) se oxide a Cr(VI) durante el proceso de galvanoplastia, lo que contamina el electrolito, el proceso de cromo trivalente Cr(II) no logró la aplicación industrial hasta la década de 1970. En la actualidad, aunque el proceso de cromo trivalente Cr(II) se está desarrollando rápidamente, el proceso maduro de cromo hexavalente Cr(VI) sigue siendo la principal opción para el cromado industrial.
Referencias: Aplicación de tensioactivos fluorados como inhibidores de la niebla de cromo. Industria de Flúor Orgánico, Número 4, 2020.
 
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