Дихромат калия

Дихромат калия
Имена


Название ИЮПАК Дихромат калия (VI)
Другие имена бихромат калия бихромат калия, дихромат калия, дихромовая кислота, дикалиевая соль, хромовая кислота, дикалиевая соль лопезит ^[1]
Идентификаторы
Количество CAS	7778-50-9^Y
3D модель ( JSmol )	Интерактивное изображение
ЧЭМБЛ	ChEMBL1374101
ChemSpider	22910^Y
ECHA InfoCard	100.029.005
Номер ЕС	231-906-6
PubChem CID	24502
Номер RTECS	HX7680000
UNII	T4423S18FM^Y
Номер ООН	3288
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID5025948
ИнЧИ InChI = 1S / 2Cr.2K.7O / q ;; 2 * + 1 ;;;;;; 2 * -1^Y Ключ: KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N^Y
Улыбки [K +]. [K +]. [O -] [Cr] (= O) (= O) O [Cr] ([O -]) (= O) = O
Характеристики
Химическая формула	К ₂ Cr ₂ O ₇
Молярная масса	294,185 г / моль
Внешность	красно-оранжевое кристаллическое твердое вещество
Запах	без запаха
Плотность	2,676 г / см ³ , твердый
Температура плавления	398 ° С (748 ° F, 671 К)
Точка кипения	500 ° С (932 ° F, 773 К) разлагается
Растворимость в воде	4,9 г / 100 мл (0 ° C) 13 г / 100 мл (20 ° C) 102 г / 100 мл (100 ° C)
Растворимость	не растворим в спирте , ацетоне .
Показатель преломления ( n _D )	1,738
Структура
Кристальная структура	Triclinic (α-форма, <241,6 ° C)
Координационная геометрия	Тетраэдр (для Cr)
Термохимия
Теплоемкость ( C )	219 Дж / моль ^[2]
Стандартная мольная энтропия ( S ^o₂₉₈ )	291,2 Дж / (К · моль)
Std энтальпия формации (Δ _FH ^⦵₂₉₈ )	−2033 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности	ICSC 1371
Пиктограммы GHS	^[3]
NFPA 704 (огненный алмаз)	4 0 1 OX
точка возгорания	Негорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD ₅₀ ( средняя доза )	25 мг / кг (перорально, крысы) ^[4]
Родственные соединения
Другие анионы	Хромат калия Молибдат калия Вольфрамат калия
Другие катионы	Дихромат аммония Дихромат натрия
Родственные соединения	Перманганат калия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Y проверить ( что есть ?)^YN
Ссылки на инфобоксы

Дихромат калия , К
2Cr
2О
7, является обычным неорганическим химическим реагентом, наиболее часто используемым в качестве окислителя в различных лабораторных и промышленных применениях. Как и все соединения шестивалентного хрома , он хронически опасен для здоровья. Это кристаллическое ионное твердое вещество очень яркого красно-оранжевого цвета. Соль популярна в лаборатории, потому что она не расплывается , в отличие от более промышленной соли дихромата натрия . ^[5]

Химия [ править ]

Производство [ править ]

Дихромат калия обычно получают реакцией хлорида калия на дихромат натрия . Альтернативно, его также можно получить из хромата калия путем обжига хромитовой руды с гидроксидом калия . Он растворим в воде и в процессе растворения ионизирует:

К ₂ Cr ₂ O ₇ → 2 К ⁺ + Cr
₂О^2-
₇

Cr
₂О^2-
₇+ H ₂ O ⇌ 2 CrO^2-
₄+ 2 H ⁺

Реакции [ править ]

Дихромат калия является окислителем в органической химии и мягче перманганата калия . Используется для окисления спиртов . Он превращает первичные спирты в альдегиды и, в более жестких условиях, в карбоновые кислоты. Напротив, перманганат калия имеет тенденцию давать карбоновые кислоты в качестве единственных продуктов. Вторичные спирты превращаются в кетоны . Например, ментон можно получить окислением ментола подкисленным дихроматом. ^[6] Третичные спирты не окисляются.

В водном растворе проявленное изменение цвета можно использовать для проверки отличия альдегидов от кетонов. Альдегиды восстанавливают дихромат со степени окисления +6 до +3 , меняя цвет с оранжевого на зеленый. Это изменение цвета возникает из-за того, что альдегид может окисляться до соответствующей карбоновой кислоты. Кетон не покажет такого изменения, потому что он не может быть окислен дальше, и поэтому раствор останется оранжевым.

При сильном нагревании он разлагается с выделением кислорода.

4 K ₂ Cr ₂ O ₇ → 4 K 2 CrO 4 + 2 Cr 2 O 3 + 3 O ₂

При добавлении щелочи к оранжево-красному раствору, содержащему дихромат-ионы, получается желтый раствор из-за образования хромат- ионов ( CrO2-
4). Например, хромат калия производят в промышленных масштабах с использованием поташа :

K ₂ Cr ₂ O ₇ + K 2 CO 3 → 2 K ₂ CrO ₄ + CO ₂

Реакция обратимая.

Обработка холодной серной кислотой дает красные кристаллы хромового ангидрида (триоксида хрома, CrO ₃ ):

K ₂ Cr ₂ O ₇ + 2 H ₂ SO ₄ → 2 CrO ₃ + 2 KHSO 4 + H ₂ O

При нагревании с концентрированной кислотой выделяется кислород:

2 K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8 H ₂ SO ₄ → 2 K 2 SO 4 + 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 + 8 H ₂ O + 3 O ₂

Использует [ редактировать ]

Дихромат калия имеет несколько основных применений, поскольку в промышленности преобладает натриевая соль. Основное применение - это предшественник хромовых квасцов калия , используемых при дублении кожи . ^[5]^[7]

Очистка [ править ]

Как и другие соединения хрома (VI) ( триоксид хрома , дихромат натрия ), дихромат калия использовался для приготовления « хромовой кислоты » для очистки стеклянной посуды и травильных материалов. Из-за проблем безопасности, связанных с шестивалентным хромом, эта практика в значительной степени прекращена.

Строительство [ править ]

Он используется в качестве ингредиента в цементе, в котором он замедляет схватывание смеси и улучшает ее плотность и текстуру. Такое использование обычно вызывает контактный дерматит у строительных рабочих . ^[8]

В 1839 году Мунго Понтон обнаружил, что бумага, обработанная раствором дихромата калия, заметно загорелась под воздействием солнечного света, а обесцвечивание оставалось после смывания бихромата калия. В 1852 году Генри Фокс Талбот обнаружил, что воздействие ультрафиолета в присутствии дихромата калия укрепляет органические коллоиды, такие как желатин и гуммиарабик , делая их менее растворимыми.

Эти открытия вскоре привели к созданию углеродной печати , бихромата камеди и другим процессам фотопечати, основанным на дифференциальном отверждении. Обычно после экспонирования незатвердевший участок смывали теплой водой, оставляя тонкий рельеф, который либо содержал пигмент, включенный во время изготовления, либо впоследствии окрашивался красителем. Некоторые процессы зависели только от отверждения в сочетании с дифференциальным поглощением определенных красителей затвердевшими или незатвердевшими участками. Поскольку некоторые из этих процессов позволяли использовать высокостабильные красители и пигменты, такие как технический углерод , можно было получать отпечатки с чрезвычайно высокой степенью сохранности в архиве и устойчивостью к выцветанию от длительного воздействия света.

Дихромированные коллоиды также использовались в качестве фоторезистов в различных промышленных приложениях, наиболее широко при создании металлических печатных форм для использования в процессах фотомеханической печати.

Для обработки слабых и тонких негативов черно-белых фотопленок используется дихромат калия вместе с равными частями концентрированной соляной кислоты, разбавленной примерно до 10% об. / Об., Для усиления хрома или фотохромирования . Этот раствор повторно превращает элементарные частицы серебра в пленке в хлорид серебра . После тщательной промывки и воздействия актиничного света пленку можно повторно проявить до конечной точки, в результате чего получится более сильный негатив, позволяющий получить более удовлетворительную печать.

Раствор дихромата калия в серной кислоте можно использовать для получения обратного негатива (то есть позитивной прозрачности из негативной пленки). Это достигается проявлением черно-белой пленки, но с продолжением проявления более или менее до конечной точки. Затем проявление останавливают обильной промывкой и затем обрабатывают пленку в растворе дихромата кислоты. Это превращает серебряный металл сульфата серебра, соединение, нечувствительное к свету. После тщательной промывки и воздействия актиничного света пленка снова проявляется, позволяя восстановить ранее неэкспонированный галогенид серебра до металлического серебра. Полученные результаты могут быть непредсказуемыми, но иногда получаются отличные результаты, позволяющие получить изображения, которые иначе были бы недостижимы. Этот процесс можно сочетать с соляризацией, чтобы конечный продукт напоминал негатив и подходил для печати обычным способом.

Соединения Cr (VI) обладают свойством дубления животных белков при воздействии яркого света. Это качество используется в фотографической трафаретной печати .

При трафаретной печати тонкий трафарет из плотного шелка или аналогичного материала натягивается на раму так же, как холст подготавливается перед рисованием. Коллоидный сенсибилизированный с дихроматом наносятся равномерно на экран тугого. Как только смесь дихроматов высохнет, полноразмерный фотографический позитив надежно прикрепляется к поверхности экрана, и вся сборка подвергается воздействию сильного света - время варьируется от 3 минут до получаса при ярком солнечном свете - отверждение экспонированного коллоида. . Когда позитив удален, неэкспонированную смесь на трафарете можно смыть теплой водой, оставляя затвердевшую смесь нетронутой, действуя как точная маска желаемого рисунка, который затем можно напечатать с помощью обычного процесса трафаретной печати .

Аналитический реагент [ править ]

Поскольку он негигроскопичен, дихромат калия является обычным реагентом в классических «влажных испытаниях» в аналитической химии.

Определение этанола [ править ]

решение

Концентрацию этанола в образце можно определить обратным титрованием подкисленным дихроматом калия. При реакции образца с избытком дихромата калия весь этанол окисляется до уксусной кислоты :

СН ₃ СН ₂ ОН + 2 [О] → СН ₃ СООН + Н ₂ О

Полная реакция превращения этанола в уксусную кислоту:

3 C ₂ H ₅ OH + 2 K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8 H ₂ SO ₄ → 3 CH ₃ COOH + 2 Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 2 K ₂ SO ₄ + 11 H ₂ O

Избыток дихромата не определяется титрованием по тиосульфату натрия . Добавление избытка дихромата из начального количества дает количество присутствующего этанола. Точность можно повысить путем калибровки раствора дихромата по холостому раствору.

Одно из основных применений этой реакции - старые полицейские тесты алкотестера . Когда пары спирта контактируют с оранжевыми кристаллами, покрытыми дихроматом, цвет меняется с оранжевого Cr (VI) на зеленый Cr (III). Степень изменения цвета напрямую зависит от уровня алкоголя в дыхании подозреваемого.

Серебряный тест [ править ]

Растворенный приблизительно в 35% растворе азотной кислоты, он называется раствором Швертера и используется для проверки наличия различных металлов, в частности, для определения чистоты серебра. Чистое серебро сделает раствор ярко-красным, стерлинговое серебро - темно-красным, серебро для монет низкого качества (чистота 0,800) станет коричневым (в основном из-за присутствия меди, которая делает раствор коричневым) и даже зеленым для серебра 0,500. Латунь становится темно-коричневой, медь становится коричневой, свинец и олово становятся желтыми, а золото и палладий не меняются.

Тест на диоксид серы [ править ]

Бумагу с бихроматом калия можно использовать для проверки на диоксид серы , так как он заметно меняет цвет с оранжевого на зеленый. Это типично для всех окислительно-восстановительных реакций, в которых шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного хрома. Следовательно, это не окончательный тест на диоксид серы. Образующийся конечный продукт представляет собой Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ .

${\ Displaystyle {\ ce {SO2 + K2Cr2O7 + 3H2SO4 -> K2SO4 + Cr2 (SO4) 3 + 3H2O}}}$

Обработка дерева [ править ]

Дихромат калия используется для окрашивания некоторых пород древесины путем затемнения дубильных веществ в древесине. Он дает глубокий насыщенный коричневый цвет, которого невозможно добиться с помощью современных цветных красок. Это особенно эффективное средство для ухода за красным деревом . ^[9]

Естественное явление [ править ]

Кристалл дихромата калия размером ~ 10 мм в той же форме, что и минерал лопезит.

Дихромат калия встречается в природе как редкий минерал лопезит . Сообщалось только о заполнении каверн в нитратных отложениях пустыни Атакама в Чили и в вулканическом комплексе Бушвельд в Южной Африке . ^[10]

Безопасность [ править ]

Патч-тест

В 2005–2006 годах дихромат калия был 11-м наиболее распространенным аллергеном в патч-тестах (4,8%). ^[11]

Дихромат калия - одна из наиболее частых причин хромового дерматита ; ^[12] хром с высокой вероятностью вызывает сенсибилизацию, ведущую к дерматиту, особенно кистей и предплечий, который является хроническим и трудно поддающимся лечению. Токсикологические исследования дополнительно продемонстрировали его высокую токсичность. У кроликов и грызунов при концентрациях до 14 мг / кг летальность среди тестовых групп составила 50%. ^[13] Водные организмы особенно уязвимы при воздействии, поэтому рекомендуется ответственная утилизация в соответствии с местными экологическими нормами.

Как и другие соединения Cr (VI) , дихромат калия канцерогенен . ^[14] Соединение также вызывает коррозию, и его воздействие может вызвать серьезное повреждение глаз или слепоту. ^[15] Воздействие на человека также включает нарушение фертильности, наследственные генетические повреждения и вред нерожденным детям.

Ссылки [ править ]

^ "ПЕРЕЧЕНЬ ДИХРОМАТА КАЛИЯ" (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. 2015-07-23.
^ Binnewies, M .; Милке, Э. (2002). Термохимические данные элементов и соединений (2-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH . п. 405. ISBN 978-3-527-30524-7.
^ Sigma-Aldrich Co. , Оксид хрома (VI) . Проверено 15 июня 2014.
^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7778-50-9 - KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N - Дихромат калия - Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации» .
^ Б Герд Anger, Jost Halstenberg, Клаус Hochgeschwender, Кристоф Scherhag, Ульрих Korallus, Герберт Кнопф, Питер Шмидт, Манфред Ohlinger, "Соединения хрома" в энциклопедии Ульмана промышленной химии, Wiley-VCH, Weinheim, 2005 DOI : 10.1002 / 14356007.a07_067
^ LT Sandborn. « л- ментон» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 340
^ М. Саха; CR Srinivas; С.Д. Шеной; К. Балачандран (май 1993 г.). «Обувной дерматит». Контактный дерматит . 28 (5): 260–264. DOI : 10.1111 / j.1600-0536.1993.tb03428.x . PMID 8365123 .
^ Пекка Рото; Ханнеле Сайнио; Тимо Реунала; Пекка Лайппала (январь 1996 г.). «Добавление сульфата железа в цемент и риск хромового дерматита у строительных рабочих». Контактный дерматит . 34 (1): 43–50. DOI : 10.1111 / j.1600-0536.1996.tb02111.x . PMID 8789225 .
^ Джевитт, Джефф (1997). Ручная отделка . Ньютаун, Коннектикут, США: ISBN The Taunton Press, Inc. 978-1-56158-154-2.
^ "Лопезит: информация и данные о минералах лопезита" .
^ Zug К.А., Warshaw Е.М., Fowler JF Jr, Майбах HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Сторрс FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo В.А., Rietschel RL, результаты Marks J. Patch-тест североамериканской Контакты Группа дерматитов 2005–2006 гг. Дерматит. 2009 май – июнь; 20 (3): 149-60.
^ Фарох J. Master (2003). Заболевания кожи . Нью-Дели: B Jain Pub Pvt Ltd. стр. 223. ISBN 978-81-7021-136-5.
^ "Дихромат калия MSDS" . Сигма-Олдрич . Проверено 20 июля 2011 .
^ IARC (2012) [17-24 марта 2009]. Том 100C: Мышьяк, металлы, волокна и пыль (PDF) . Лион: Международное агентство по изучению рака. ISBN 978-92-832-0135-9. Проверено 5 января 2020 . Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) для людей. Соединения хрома (VI) вызывают рак легких. Также наблюдалась положительная связь между воздействием соединений хрома (VI) и раком носа и носовых пазух. Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) на экспериментальных животных. Соединения хрома (VI) канцерогенны для человека (группа 1) .
^ "Дихромат калия MSDS" . Дж. Т. Бейкер.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме дихромата калия .

Дихромат калия в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
Международная карта химической безопасности 1371
Национальный реестр загрязнителей - фактологический бюллетень по хрому VI и соединениям
Карманный справочник NIOSH по химической опасности
Монография МАИР «Хром и соединения хрома»
В статье об аффинировании золота указано изменение цвета при испытании металлов с помощью раствора Швертера

[1] "ПЕРЕЧЕНЬ ДИХРОМАТА КАЛИЯ" (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. 2015-07-23.

[2] Binnewies, M .; Милке, Э. (2002). Термохимические данные элементов и соединений (2-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH . п. 405. ISBN 978-3-527-30524-7.

[sigma-3] Sigma-Aldrich Co. , Оксид хрома (VI) . Проверено 15 июня 2014.

[4] Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7778-50-9 - KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N - Дихромат калия - Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации» .

[Ullmann-5] Б Герд Anger, Jost Halstenberg, Клаус Hochgeschwender, Кристоф Scherhag, Ульрих Korallus, Герберт Кнопф, Питер Шмидт, Манфред Ohlinger, "Соединения хрома" в энциклопедии Ульмана промышленной химии, Wiley-VCH, Weinheim, 2005 DOI : 10.1002 / 14356007.a07_067

[6] LT Sandborn. « л- ментон» . Органический синтез .; Сборник , 1 , стр. 340

[7] М. Саха; CR Srinivas; С.Д. Шеной; К. Балачандран (май 1993 г.). «Обувной дерматит». Контактный дерматит . 28 (5): 260–264. DOI : 10.1111 / j.1600-0536.1993.tb03428.x . PMID 8365123 .

[8] Пекка Рото; Ханнеле Сайнио; Тимо Реунала; Пекка Лайппала (январь 1996 г.). «Добавление сульфата железа в цемент и риск хромового дерматита у строительных рабочих». Контактный дерматит . 34 (1): 43–50. DOI : 10.1111 / j.1600-0536.1996.tb02111.x . PMID 8789225 .

[9] Джевитт, Джефф (1997). Ручная отделка . Ньютаун, Коннектикут, США: ISBN The Taunton Press, Inc. 978-1-56158-154-2.

[10] "Лопезит: информация и данные о минералах лопезита" .

[11] Zug К.А., Warshaw Е.М., Fowler JF Jr, Майбах HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Сторрс FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo В.А., Rietschel RL, результаты Marks J. Patch-тест североамериканской Контакты Группа дерматитов 2005–2006 гг. Дерматит. 2009 май – июнь; 20 (3): 149-60.

[12] Фарох J. Master (2003). Заболевания кожи . Нью-Дели: B Jain Pub Pvt Ltd. стр. 223. ISBN 978-81-7021-136-5.

[13] "Дихромат калия MSDS" . Сигма-Олдрич . Проверено 20 июля 2011 .

[book100C-14] IARC (2012) [17-24 марта 2009]. Том 100C: Мышьяк, металлы, волокна и пыль (PDF) . Лион: Международное агентство по изучению рака. ISBN 978-92-832-0135-9. Проверено 5 января 2020 . Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) для людей. Соединения хрома (VI) вызывают рак легких. Также наблюдалась положительная связь между воздействием соединений хрома (VI) и раком носа и носовых пазух. Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) на экспериментальных животных. Соединения хрома (VI) канцерогенны для человека (группа 1) .

[MSDS-15] "Дихромат калия MSDS" . Дж. Т. Бейкер.

[1]