クロム（英: chromium [ˈkroʊmiəm]、独: Chrom [ˈkroːm]、羅: chromium、中: 鉻)は原子番号24の元素。元素記号は Cr。クロム族元素の1つ。

概要

クロムは銀白色の金属で、硬く、融点は1903 °C、沸点は2200 °C（他に融点に関しては1857 °C、沸点に関しては2670 °C、2690 °Cという値がある）。常温、常圧で安定な結晶構造は、体心立方構造 (BCC)。表面はすぐさま酸化皮膜に覆われ不動態を形成するのでさびにくく、鉄のめっきによく用いられる（クロムめっき）。希塩酸、希硫酸には溶けるが、濃硝酸、王水など酸化力の強い酸には不動態をつくり反応しにくい。クロムに1%程度のマンガンを混ぜると反強磁性金属となる。南アフリカ共和国やカザフスタンが主な産地で、合金としてめっきなどに用いられる場合が多い^[2]。 別名：クロミウム。

歴史

1797年にフランスのルイ＝ニコラ・ヴォークランによってシベリア産の紅鉛鉱（クロム酸鉛、PbCrO₄）から発見され、酸化状態によってさまざまな色を呈することからギリシャ語のχρωμα（chrōma、色）にちなんでルネ＝ジュスト・アユイにより命名された。ヴォークランはこの翌年（1798年）ルビーが赤いこと、エメラルドが緑色であることについて、クロムが不純物として入っているためであることを発見した。

一方で秦の始皇帝の兵馬傭坑より出土した青銅の剣や矛・戟・弓矢にもクロムメッキが施されており、それらは2000年以上経った発掘時にも錆びた痕跡が無いほどであった。このクロム技術は秦の古文書には一切残っておらず、その後の時代の出土品にはクロム技術が伝承されていないことから、なぜ秦の時代にクロムが用いられ、そして以後の歴史で失われたのかは兵馬俑の数ある謎の一つとなっている。

用途

金属としての利用は、光沢があること、硬いこと、耐食性があることを利用するクロムめっきとしての用途が大きい。また、鉄とニッケルと10.5%以上のクロムを含む合金（フェロクロム）はステンレス鋼と呼ぶ。ステンレス鋼ではクロムが不動態皮膜を形成するため、ほとんど錆を生じないので車両や機械といった重工業製品から流し台、包丁などの台所用品まで幅広い用途がある。

この金属は、日本国内において産業上、重要性が高いものの、産出地に偏りがあり供給構造が脆弱である。日本では、国内で消費される鉱物資源の多くが他国からの輸入で賄われている実情から、万一の国際情勢の急変に対する安全保障策として、国内消費量の最低60日分を国家備蓄すると定められている。

必須元素としてのクロム

インスリンが体内でレセプターと結合するのを助ける働きをしている耐糖因子を構成する材料となる3価のクロムが体内で不足すると、糖代謝の異常が起こり糖尿病の発症に至る可能性があることが明らかにされている。この方面の研究によって、人間にとって必須の栄養素であることがわかってきた。

1日の必要量は、50-200 µg。クロムを多く含む食品は、ビール酵母、レバー、エビ、未精製の穀類、豆類、キノコ類、黒胡椒などである。

もともと、クロムは体内に吸収されにくいミネラルであるが、穀物を精製するとクロムが大幅に失われてしまう問題が存在する。小麦粉の場合、精白すると98%のクロムが失われ、米を精米すると92%のクロムが失われるとされている。そのため、体内へのクロム吸収率の向上を図ったサプリメントなども開発・販売されている。また精製された砂糖にはクロムの体外排出を促進してしまう働きがあるため、クロムを効率よく摂取する際にはこれらを極力控える必要がある。

クロムの毒性

クロム単体および3価のクロムには毒性が知られていない。ステンレスなどの工業製品として出回っている物の中に含まれているクロムは毒性を持たない。3価のクロムは人体の必須栄養素でもある。

6価のクロム化合物（六価クロム）は極めて毒性が高い。かつては六価クロムをめっき用途として使うことが多かったが、土壌汚染を起こすなどでしばしば問題視され、使われなくなってきている。また、4価のクロム化合物は WHO の下部機関 IARC より発癌性があると (Type1) 勧告されている。

RoHS規制物質としてのクロム

EU-RoHS においては6価クロムの濃度を1000 ppm以下に抑えること、中国版 RoHS においては意図的添加、処理を対象としている。検出方法としてはジフェニルカルバジド法を用いる。これは6価クロムが1,5-ジフェニルカルボノヒドラジドと酸性溶液中で反応してクロム‐ジフェニルカルバゾン錯体を形成することを利用したもので、紫外可視分光光度計を用いて吸光度を測定し、濃度を求める。この際、共存元素（3価鉄、5価バナジウム、6価モリブデン）の影響を受ける。

クロムの化合物

• 酸化クロム - 5種類が存在する。
  • 酸化クロム(II) (CrO) - 酸化クロムの1種。
  • 酸化クロム(III) (Cr₂O₃) - 同上。
  • 酸化クロム(VI) (CrO₃) - 同上。
• クロム酸カリウム (K₂CrO₄) - 6価の化合物で、強力な酸化剤。劇物として扱われ、6価クロムによる汚染の際、問題になる事も多い。
• 二クロム酸カリウム (K₂Cr₂O₇) - クロム酸カリウムと同じく、強力な酸化剤。
• クロム酸鉛 (PbCrO₄) - 紅鉛鉱として天然に産するほか、黄色顔料・黄鉛（クロムイエロー）として使われる。
• クロム酸亜鉛 (ZnCrO₄) - 黄色顔料・ジンククロメート（亜鉛黄、ジンクイエロー）として使われる。
• クロム酸カルシウム (CaCrO₄) - 黄色顔料・カルシウム黄（カルシウムイエロー）として使われる。
• クロム酸ストロンチウム (SrCrO₄) - 黄色顔料・ストロンチウムクロメート（ストロンシャンイエロー、ストロンチウムイエロー）として使われる。
• クロム酸バリウム (BaCrO₄) - 黄色顔料・バリウムクロメート（バリウムイエロー、バリウム黄）として使われる。

同位体

国別の産出量

2011年における国別の産出量は以下の通りである^[3]。

出典

関連項目