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Mecanismo e Perigos da Névoa de Cromo

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Mecanismo e Perigos da Névoa de Cromo
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De acordo com pesquisas arqueológicas, a tecnologia de cromagem química já era utilizada em armas de bronze na China há 2.200 anos. A tecnologia de cromagem eletrolítica foi relatada pela primeira vez pelo estudioso alemão Gerther em sua dissertação de doutorado em 1856. Na década de 1920, Sargent e Fink desenvolveram ainda mais a tecnologia de cromagem hexavalente utilizando cromato como eletrólito, o que subsequentemente industrializou o processo de cromagem. Até o momento, esta tecnologia tem uma história de desenvolvimento de quase 100 anos.
Hoje, os componentes metálicos de muitos produtos domésticos e bens industriais são cromados na superfície. Isso ocorre porque a camada cromada não apenas serve a um propósito estético, mas, mais importante, aumenta a dureza da superfície e reduz a corrosão do metal base. Embora existam atualmente várias tecnologias de decoração de superfície e anticorrosão, a cromagem ainda ocupa uma posição importante. Existem inúmeras fábricas de cromagem em todo o mundo, e a demanda por cromagem permanece forte.
Com base no tipo de eletrólito utilizado, os processos de cromagem são divididos em processos de cromo hexavalente e processos de cromo trivalente. O processo de cromo hexavalente (Cr(Ⅵ)), que foi desenvolvido até o presente, utiliza anidrido crômico (CrO₃) como eletrólito, e a solução concentrada de ácido crômico (CrO₃ + H₂SO₄) é preparada adicionando ácido sulfúrico. A solução do banho tem acidez extremamente alta; o cromo no ácido crômico é reduzido de Cr(Ⅵ) para Cr(Ⅲ), e finalmente para Cr(0). As equações de reação do eletrodo no cátodo e no ânodo durante o processo de cromagem são mostradas na Figura 1.
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No processo de galvanoplastia Cr(Ⅵ), uma vez que a eficiência da corrente catódica é de apenas 10% a 15% e o ânodo utiliza uma liga de chumbo insolúvel, uma grande quantidade de gás hidrogênio é gerada no cátodo e uma grande quantidade de gás oxigênio é gerada no ânodo. Quando esses gases sobem à superfície do líquido na forma de bolhas e são liberados no ar, eles carregam um grande número de gotículas contendo cromo, formando poluentes semelhantes a névoa, conforme mostrado na Figura 2, comumente conhecido como "névoa de cromo".
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O ácido crômico descarregado junto com a névoa de cromo representa de 20% a 40% do ácido crômico utilizado na cromagem, dependendo das condições de trabalho. A geração de névoa de cromo não apenas leva a uma grande perda de anidrido crômico, mas a forte corrosividade do ácido crômico também afeta seriamente a saúde dos trabalhadores da oficina, e sua emissão no ambiente atmosférico causará poluição por metais pesados. O cromo trivalente utiliza sais de cromo, como cloreto de cromo (CrCl3) ou sulfato de cromo [Cr2(SO4)3], como eletrólitos. Embora o processo Cr(Ⅲ) tenha as características de baixa concentração da solução de revestimento, ampla faixa de densidade de corrente e baixa toxicidade, devido a problemas como má tolerância a impurezas no processo, fácil ocorrência de furos e rachaduras nas peças revestidas e a possibilidade de Cr(Ⅲ) ser oxidado a Cr(Ⅵ) durante o processo de galvanoplastia, o que polui o eletrólito, o processo de cromo trivalente Cr(Ⅲ) não alcançou aplicação industrial até a década de 1970. Atualmente, embora o processo de cromo trivalente Cr(Ⅲ) esteja se desenvolvendo rapidamente, o processo maduro de cromo hexavalente Cr(Ⅵ) ainda é principalmente escolhido para cromagem industrial.
Referências: Aplicação de surfactantes fluorados como inibidores de névoa de cromo. Indústria de Flúor Orgânico, Edição 4, 2020.
 
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