โครเมียม (Chromium) คืออะไร

โครเมียม (Chromium) คือธาตุโลหะสีเงินวาว สัญลักษณ์ Cr เลขอะตอม 24 แข็งมาก และไม่เป็นสนิมง่าย จึงใช้ผสมเหล็กทำสแตนเลส และใช้ชุบผิวของให้เงาและทนทาน คนทั่วไปและวงการชุบมักเรียกว่า "โครเมี่ยม"

โครเมียมมีทั้งแบบที่จับได้ปลอดภัย และแบบที่เป็นสารก่อมะเร็ง ขึ้นกับว่าอยู่ในรูปไหน บทความนี้อธิบายให้แยกได้ พร้อมเล่าว่าโครเมียมอยู่ตรงไหนรอบตัวเรา

โครเมียม 3 แบบ ปลอดภัยไม่เท่ากัน

คำว่า "โครเมียม" ใช้เรียกของ 3 แบบที่ต่างกันมาก

เลข 3 กับ 6 คือจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมโครเมียมเสียไป ยิ่งเสียมาก ยิ่งดึงอิเล็กตรอนจากสิ่งรอบตัวแรง Cr⁶⁺ จึงทำลายเซลล์ในร่างกายได้ ส่วนโลหะโครเมียมที่ไม่ได้เสียอิเล็กตรอนเลย (Cr⁰) ไม่ทำปฏิกิริยากับผิวหนัง

สรุปแบบจำง่าย: ของที่ชุบเสร็จแล้วปลอดภัย ส่วนที่ต้องระวังคือน้ำยาในบ่อชุบและไอที่ลอยจากบ่อ

คุณสมบัติของโครเมียม

ฟิล์มออกไซด์คืออะไร: เมื่อโครเมียมเจออากาศ ผิวนอกสุดจะจับกับออกซิเจนเป็นชั้นโครเมียมออกไซด์ที่บางมากจนมองไม่เห็น แต่แน่นพอกันน้ำและอากาศไม่ให้เข้าถึงเนื้อโลหะข้างใน ถ้าผิวถูกขูด ชั้นนี้จะเกิดใหม่เองในอากาศ ต่างจากสนิมเหล็กที่ร่วนและหลุดออก ทำให้เนื้อข้างในผุต่อ

โครเมียมอยู่ตรงไหนรอบตัวเรา

• สแตนเลส: ช้อนส้อม หม้อ อ่างล้างจาน ราวบันได เป็นเหล็กที่ผสมโครเมียม
• ของชุบโครเมี่ยม: ก๊อกน้ำ ฝักบัว มือจับประตู ล้อแม็ก กระจกข้างรถ ชิ้นส่วนมอเตอร์ไซค์
• ชิ้นส่วนเครื่องจักร: แกนโช้คอัพ แกนกระบอกไฮดรอลิก ลูกสูบ ซึ่งชุบฮาร์ดโครมให้ผิวแข็งและลื่น
• ขดลวดฮีตเตอร์: ลวดนิโครม (นิกเกิลผสมโครเมียม) ทนความร้อนสูง ไม่ไหม้ง่าย ใช้ในเตารีด ไดร์เป่าผม และฮีตเตอร์บ่อชุบ
• เครื่องหนัง: หนังส่วนใหญ่ฟอกด้วยเกลือโครเมียมสาม ให้หนังนุ่มและไม่เน่า
• เหล็กเครื่องมือ: ดอกสว่าน ประแจ เหล็กทนความร้อน ผสมโครเมียมให้แข็งขึ้น

ทำไมโครเมียมทำให้สแตนเลสไม่เป็นสนิม

เหล็กธรรมดาเป็นสนิมเพราะเนื้อเหล็กเจอน้ำและอากาศโดยตรง เมื่อผสมโครเมียมลงไปอย่างน้อยประมาณ 10.5% โครเมียมในเนื้อเหล็กจะสร้างฟิล์มออกไซด์คลุมผิวไว้ทั้งชิ้น เหล็กจึงไม่เป็นสนิมง่าย และเรียกว่า "สแตนเลส"

• สแตนเลส 304 มีโครเมียมประมาณ 18% เป็นเกรดที่ใช้ทั่วไป
• สแตนเลส 316 มีโครเมียมใกล้เคียงกัน แต่เติมโมลิบดีนัม จึงทนเกลือและคลอรีนดีกว่า (อ่านสแตนเลส 304 กับ 316 ต่างกันอย่างไร)
• สแตนเลสก็เป็นสนิมได้ ถ้าฟิล์มถูกทำลายเร็วกว่าที่สร้างใหม่ทัน เช่น โดนเกลือ คลอรีน หรือกรดบางชนิดเป็นประจำ

โครเมียมมาจากไหน

โครเมียมได้จากแร่โครไมต์ (Chromite) ซึ่งเป็นแร่ที่มีเหล็ก โครเมียม และออกซิเจน แหล่งใหญ่ของโลกอยู่ที่แอฟริกาใต้ คาซัคสถาน อินเดีย และตุรกี แร่ที่ขุดได้ไปได้ 2 ทาง:

1. ถลุงเป็นเฟอร์โรโครม (เหล็กผสมโครเมียม) แล้วนำไปผสมทำสแตนเลสและเหล็กกล้า เป็นทางที่ใช้โครเมียมมากที่สุด
2. ทำเป็นสารเคมีโครเมียม เช่น กรดโครมิกสำหรับงานชุบ และเกลือโครเมียมสำหรับฟอกหนังและทำสี

โครเมียมในงานชุบโลหะ

การชุบโครเมี่ยมคือการใช้ไฟฟ้าดึงโครเมียมจากน้ำยาไปเกาะเป็นชั้นโลหะบางๆ บนชิ้นงาน แบ่งเป็น 2 งานหลัก

ในบ่อชุบแบบเฮกซะวาเลนต์ โครเมียมในน้ำยาเป็นรูป Cr⁶⁺ จากกรดโครมิก เมื่อไฟฟ้าผ่าน มันรับอิเล็กตรอนจนกลายเป็นโลหะ Cr⁰ เกาะบนชิ้นงาน ระหว่างนั้นมี Cr³⁺ เกิดขึ้นในน้ำยาด้วยแผ่นโครเมี่ยม (แอโนดตะกั่ว-ดีบุก)ช่วยเปลี่ยน Cr³⁺ กลับเป็น Cr⁶⁺ ให้น้ำยาใช้ต่อได้

อ่านต่อ: ชุบโครเมี่ยม คืออะไร · ชุบฮาร์ดโครม · น้ำยาชุบโครเมี่ยม

ดูยังไงว่าชุบโครเมี่ยมจริง หรือแค่สีเงา

ของที่ดูเงาเหมือนโครเมี่ยมมีหลายแบบ ลองดูจาก 3 ข้อนี้

พลาสติกชุบโครเมี่ยม เช่น กระจังหน้ารถหรือโลโก้ เป็นการชุบจริงบนพลาสติกที่ทำผิวให้นำไฟฟ้าก่อน ผิวเป็นโครเมียมจริง แต่ทนแรงกระแทกน้อยกว่าชุบบนโลหะ

ดูแลของชุบโครเมี่ยมให้เงานาน

• ล้างด้วยน้ำสบู่อ่อนๆ แล้วเช็ดให้แห้ง คราบน้ำที่ทิ้งไว้จะเป็นคราบขาวและดึงความเงาลง
• ไม่ใช้ฝอยขัดหรือผงขัดหยาบ ชั้นโครเมียมบางมาก ขัดแรงจนทะลุถึงนิกเกิลข้างใต้ได้
• เลี่ยงน้ำยาที่มีคลอรีนหรือกรด เช่น น้ำยาล้างห้องน้ำแรงๆ ซึ่งกัดรอยร้าวเล็กๆ ในผิวชุบ ทำให้ขึ้นสนิมเร็ว
• เห็นจุดสนิมเล็กๆ ให้รีบขัดด้วยน้ำยาขัดโครเมี่ยม ถ้าสนิมลามจนผิวชุบพอง ต้องลอกแล้วชุบใหม่ ขัดอย่างเดียวไม่หาย
• ของใช้ริมทะเล ควรล้างน้ำจืดบ่อยขึ้น เพราะไอเกลือเร่งให้เหล็กข้างใต้เป็นสนิม

ความปลอดภัยในโรงงานที่ใช้โครเมียม

อันตรายหลักมาจาก Cr⁶⁺ ในบ่อชุบเฮกซะวาเลนต์:

• ทางหายใจ: ฟองแก๊สที่ผุดจากบ่อระหว่างชุบพาละอองกรดโครมิกลอยขึ้นมา หายใจเข้าไปเป็นเวลานานเพิ่มความเสี่ยงมะเร็งปอด และทำให้เยื่อบุจมูกเป็นแผล บ่อต้องมีระบบดูดไอ
• ทางผิวหนัง: น้ำยาโดนผิวที่มีแผลทำให้เกิดแผลลึกรักษายาก ต้องใส่ถุงมือยาง แว่นตา และผ้ากันเปื้อนกันสารเคมี
• น้ำเสีย: น้ำล้างที่มีโครเมียมต้องบำบัดก่อนปล่อยทิ้งตามกฎหมาย

คำถามที่พบบ่อย

โครเมียม กับ โครเมี่ยม ต่างกันไหม

เป็นธาตุเดียวกัน "โครเมียม" เป็นคำที่ราชบัณฑิตยสภาบัญญัติ ส่วน "โครเมี่ยม" เป็นคำที่ใช้ทั่วไปในวงการชุบและร้านค้า บางคนเรียกสั้นๆ ว่า "โครม"

ของชุบโครเมี่ยมจับได้ปลอดภัยไหม

ปลอดภัย ผิวที่ชุบเสร็จแล้วเป็นโลหะโครเมียม (Cr⁰) ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยากับผิวหนัง ไม่ใช่ Cr⁶⁺ ที่อยู่ในน้ำยาชุบ

โครเมียมเป็นสนิมไหม

โครเมียมแทบไม่เป็นสนิม เพราะมีฟิล์มออกไซด์คลุมผิว แต่ของที่ชุบโครเมี่ยมอาจเห็นสนิมได้ เมื่อผิวชุบมีรอยร้าวหรือถลอกจนเหล็กข้างใต้โดนน้ำ สนิมที่เห็นจึงเป็นสนิมของเหล็ก ไม่ใช่ของโครเมียม

โครเมียมดูดแม่เหล็กไหม

ไม่ดูดแม่เหล็กแบบเหล็กหรือนิกเกิล แต่ของชุบโครเมี่ยมที่มีเนื้อเหล็กข้างในยังดูดแม่เหล็กได้ เพราะแม่เหล็กดูดเหล็กข้างใต้

ทำไมผิวชุบโครเมี่ยมถึงเงามาก

ความเงาส่วนใหญ่มาจากชั้นนิกเกิลเงาข้างใต้ โครเมียมเป็นชั้นบางใสด้านบนที่มีโทนฟ้าเล็กน้อย และกันไม่ให้ผิวหมองหรือเป็นรอยง่าย

Cr⁶⁺ ในน้ำอันตรายยังไง

Cr⁶⁺ ละลายน้ำได้ดี จึงไหลไปกับน้ำใต้ดินและแหล่งน้ำได้ไกล ถ้าดื่มหรือสัมผัสเป็นเวลานานเป็นอันตรายต่อสุขภาพ โรงงานจึงต้องบำบัดโดยเปลี่ยน Cr⁶⁺ เป็น Cr³⁺ แล้วตกตะกอนออกก่อนปล่อยน้ำ

แหล่งอ้างอิง

• Royal Society of Chemistry, Periodic Table: Chromium: rsc.org
• U.S. OSHA, "Hexavalent Chromium": osha.gov
• U.S. Geological Survey, "Chromium Statistics and Information": usgs.gov
• Products Finishing, "Chromium Plating": pfonline.com