Дихромат калия - Potassium dichromate

Не путать с Хромат калия.
Дихромат калия
Дихромат калия
Элементарная ячейка дихромата калия
Имена
Название ИЮПАК
Дихромат калия (VI)
Другие имена
бихромат калия

бихромат калия
дикарбонат калия
дихромовая кислота, дикалиевая соль
хромовая кислота, дикалиевая соль

лопезит[1]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.029.005 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 231-906-6
Номер RTECS
  • HX7680000
UNII
Номер ООН3288
Характеристики
K2Cr2О7
Молярная масса294,185 г / моль
Внешностькрасно-оранжевое кристаллическое твердое вещество
Запахбез запаха
Плотность2,676 г / см3, твердый
Температура плавления 398 ° С (748 ° F, 671 К)
Точка кипения 500 ° С (932 ° F, 773 К) разлагается
4,9 г / 100 мл (0 ° С)
13 г / 100 мл (20 ° С)
102 г / 100 мл (100 ° С)
Растворимостьне растворим в алкоголь, ацетон.
1.738
Структура
Триклиник (α-форма, <241,6 ° C)
Тетраэдр (для Cr)
Термохимия
219 Дж / моль[2]
291,2 Дж / (К · моль)
−2033 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 1371
Пиктограммы GHSGHS03: ОкисляющийGHS05: КоррозийныйGHS06: ТоксичноGHS08: Опасность для здоровьяGHS09: Опасность для окружающей среды[3]
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
25 мг / кг (перорально, крыса)[4]
Родственные соединения
Другой анионы
Хромат калия
Молибдат калия
Вольфрамат калия
Другой катионы
Дихромат аммония
Дихромат натрия
Родственные соединения
Перманганат калия
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Дихромат калия, K
2Cr
2О
7, является обычным неорганический химический реагент, чаще всего используемый в качестве окислитель в различных лабораторных и промышленных приложениях. Как и все шестивалентный хром соединений, это остро и хронически опасно для здоровья. Это кристаллическое ионное твердое вещество очень яркого красно-оранжевого цвета. Соль популярна в лаборатории, потому что расплывающийся, в отличие от более промышленной соли дихромат натрия.[5]

Химия

Производство

Дихромат калия обычно получают по реакции хлорид калия на дихромат натрия. В качестве альтернативы его также можно получить из хромат калия запеканием хромит руда с гидроксид калия. Он растворим в воде и в процессе растворения ионизирует:

K2Cr2О7 → 2 тыс.+ + Cr
2О2−
7
Cr
2О2−
7 + H2O ⇌ 2CrO2−
4 + 2 часа+

Реакции

Дихромат калия является окислителем в органическая химия, и мягче, чем перманганат калия. Он используется для окислять спирты. 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 может быть получен окислением ментол с подкисленным дихроматом.[6] Третичные спирты не окисляются.

В водном растворе проявленное изменение цвета можно использовать для проверки отличия альдегидов от кетонов. Альдегиды восстанавливают дихромат с +6 до +3 степень окисления, 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 окисляться дальше, и поэтому раствор останется оранжевым.

При сильном нагревании он разлагается с выделением кислорода.

4 К2Cr2О7 → 4 K2CrO4 + 2 Cr2О3 + 3 O2

Когда щелочь добавляется к оранжево-красному раствору, содержащему дихромат-ионы, получается раствор желтого цвета за счет образования хромат ионы (CrO2−
4). Например, хромат калия производят в промышленных масштабах с использованием поташ:

K2Cr2О7 + K2CO3 → 2 тыс.2CrO4 + CO2

Реакция обратимая.

Лечение простуды серная кислота дает красные кристаллы хромовый ангидрид (триоксид хрома, CrO3):

K2Cr2О7 + 2 часа2ТАК4 → 2 CrO3 + 2 ХСО4 + H2О

При нагревании с концентрированной кислотой выделяется кислород:

2 К2Cr2О7 + 8 часов2ТАК4 → 2 K2ТАК4 + 2 Cr2(ТАК4)3 + 8 часов2O + 3 O2

Использует

Дихромат калия имеет несколько основных применений, так как натриевая соль преобладает в промышленности. Основное использование - как предшественник калий-хромовые квасцы, используется в дубление кожи.[5][7]

Уборка

Как и другие хром (VI) соединения (триоксид хрома, дихромат натрия ), дихромат калия был использован для приготовления "хромовая кислота «для очистки стеклянной посуды и травильных материалов. Из соображений безопасности, связанных с шестивалентным хромом, эта практика в значительной степени прекращена.

Строительство

Он используется в качестве ингредиента в цемент в котором он замедляет схватывание смеси и улучшает ее плотность и текстуру. Это использование обычно вызывает контактный дерматит в строители.[8]


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

Эти открытия вскоре привели к углеродная печать, бихромат камеди и другие процессы фотопечати, основанные на дифференциальном упрочнении. Как правило, после экспонирования незатвердевший участок смывали теплой водой, оставляя тонкий рельеф, который либо содержал пигмент, включенный во время производства, либо впоследствии окрашивался красителем. Некоторые процессы зависели только от затвердевания в сочетании с дифференцированным поглощением определенных красителей затвердевшими или незатвердевшими участками. Поскольку некоторые из этих процессов позволяли использовать высокостабильные красители и пигменты, такие как черный карбон, могут быть получены отпечатки с чрезвычайно высокой степенью сохранности в архиве и устойчивостью к выцветанию от длительного воздействия света.

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

Усиление хрома или же Фотохромос использует дихромат калия вместе с равными частями концентрированного соляная кислота разбавляется примерно до 10% об. / об. для обработки слабых и тонких негативов черно-белых рулонов фотографий. Этот раствор повторно превращает элементарные частицы серебра в пленке в хлорид серебра. После тщательной стирки и воздействия актиничный света, пленка может быть повторно проявлена ​​до ее конечной точки, что дает более сильный негатив, который может производить более удовлетворительную печать.

Раствор дихромата калия в серная кислота может использоваться для создания 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, а затем пленку обрабатывают раствором дихромата кислоты. Это преобразует серебро металл к сульфат 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 превосходные результаты, дающие изображения, которые иначе были бы недостижимы. Этот процесс можно сочетать с соляризация чтобы конечный продукт напоминал негатив и был пригоден для печати обычным способом.

Cr (VI) соединения обладают свойством дубление животное белки при воздействии яркого света. Это качество используется в фотографической снимок экрана.

В снимок экрана тонкая сетка из скрепляющего шелка или аналогичного материала натягивается на раму так же, как холст готовится перед рисованием. А коллоид сенсибилизированный дихроматом равномерно наносится на натянутый экран. Как только смесь дихроматов высохнет, полноразмерный фотографический позитив надежно прикрепляется к поверхности экрана, и вся сборка подвергается сильному свету - время варьируется от 3 минут до получаса при ярком солнечном свете - затвердевает экспонированный коллоид. . Когда позитив удален, неэкспонированную смесь на экране можно смыть теплой водой, оставив затвердевшую смесь нетронутой, действуя как точная маска желаемого рисунка, который затем можно напечатать обычным способом. снимок экрана процесс.

Аналитический реагент

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

Определение этанола

решение

Концентрация этанола в образце может быть определена с помощью обратное титрование с подкисленным дихроматом калия. При взаимодействии образца с избытком дихромата калия весь этанол окисляется до уксусная кислота:

CH3CH2ОН + 2 [О] → СН3COOH + H2О

Полная реакция превращения этанола в уксусную кислоту:

3 С2ЧАС5ОН + 2 К2Cr2О7 + 8 часов2ТАК4 → 3 канала3COOH + 2 Cr2(ТАК4)3 + 2 тыс.2ТАК4 + 11 часов2О

Избыток дихромата не определяется титрованием против тиосульфат натрия. Добавление избытка дихромата из начального количества дает количество присутствующего этанола. Точность можно повысить путем калибровки дихромат решение против бланка.

Одно из основных приложений для этого реакция находится в старой полиции алкотестер тесты. Когда пары спирта контактируют с оранжевыми кристаллами, покрытыми дихроматом, цвет меняется с Cr (VI) от оранжевого до зеленого Cr (III). Степень изменения цвета напрямую связана с уровнем алкоголя в дыхании подозреваемого.

Серебряный тест

При растворении примерно в 35% азотная кислота раствор он называется раствором Швертера и используется для проверки на присутствие различных металлов, особенно для определения чистоты серебра. Чистое серебро превратит раствор в ярко-красный, серебро 925 пробы превратит его в темно-красный, низкий монета серебро (Чистота 0,800) станет коричневым (в основном из-за наличия меди, которая превращает раствор в коричневый) и даже зеленым при 0,500 серебра. Латунь становится темно-коричневой, медь становится коричневой, свинец и олово становятся желтыми, а золото и палладий не меняются. .

Тест на диоксид серы

Бумагу с бихроматом калия можно использовать для проверки диоксид серы, поскольку он отчетливо 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. Полученный конечный продукт - Cr2(ТАК4)3.

Обработка древесины

Дихромат калия используется для окрашивания некоторых пород древесины путем затемнения танинов в древесине. Он дает глубокий насыщенный коричневый цвет, которого невозможно добиться с помощью современных цветных красок. Это особенно эффективное лечение красное дерево.[9]

Естественное явление

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

Дихромат калия встречается в природе как редкий минеральная лопезит. Сообщалось только как пустота начинки в нитрат депозиты Пустыня Атакама из Чили и в Бушвельдский магматический комплекс из Южная Африка.[10]

Безопасность

Патч-тест

В 2005–2006 годах дихромат калия был 11-м по распространенности. аллерген в патч-тесты (4.8%).[11]

Дихромат калия - одна из наиболее частых причин хрома. дерматит;[12] хром с высокой вероятностью вызывает сенсибилизацию, ведущую к дерматиту, особенно кистей и предплечий, который является хроническим и трудно поддающимся лечению. Токсикологические исследования еще раз подтвердили 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 в случае с другими Cr (VI) соединения, дихромат калия канцерогенный.[14] Состав также разъедающий а воздействие может вызвать серьезное повреждение глаз или слепоту.[15] Воздействие на человека также включает нарушение фертильности, наследственные генетические повреждения и вред нерожденным детям.

Рекомендации

  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: Вайли-ВЧ. п. 405. ISBN  978-3-527-30524-7.
  3. ^ Сигма-Олдрич Ко., 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".
  5. ^ а б Герд Энгер, Йост Хальстенберг, Клаус Хохгешвендер, Кристоф Шерхаг, Ульрих Кораллус, Герберт Кнопф, Петер Шмидт, Манфред Олингер, «Соединения хрома» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. Дои:10.1002 / 14356007.a07_067
  6. ^ Л. Т. Сандборн. "л-Ментон ». Органический синтез.; Коллективный объем, 1, п. 340
  7. ^ М. Саха; К. Р. Шринивас; С. Д. Шеной; К. Балачандран (май 1993 г.). «Обувной дерматит». Контактный дерматит. 28 (5): 260–264. Дои: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. Дои:10.1111 / j.1600-0536.1996.tb02111.x. PMID  8789225.
  9. ^ Джевитт, Джефф (1997). Ручная отделка. Ньютаун, Коннектикут, США: The Taunton Press, Inc. ISBN  978-1-56158-154-2.
  10. ^ "Лопезит: информация и данные о минералах лопезита".
  11. ^ Zug KA, Warshaw EM, Fowler JF Jr, Maibach HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Storrs FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo VA, Rietschel RL, Marks J. Результаты патч-теста североамериканского контактного дерматита Группа 2005–2006 гг. Дерматит. 2009 май – июнь; 20 (3): 149-60.
  12. ^ Фарох Дж. Мастер (2003). Заболевания кожи. Нью-Дели: B Jain Pub Pvt Ltd. p. 223. ISBN  978-81-7021-136-5.
  13. ^ «Паспорт безопасности материалов для бихромата калия». Сигма-Олдрич. Получено 2011-07-20.
  14. ^ МАИР (2012) [17-24 марта 2009 г.]. Том 100C: мышьяк, металлы, волокна и пыль (PDF). Лион: Международное агентство по изучению рака. ISBN  978-92-832-0135-9. Получено 2020-01-05. Есть достаточные доказательства у людей из-за канцерогенности соединений хрома (VI). Соединения хрома (VI) вызывают рак легких. Также наблюдалась положительная связь между воздействием соединений хрома (VI) и раком носа и носовых пазух. Есть достаточные доказательства у экспериментальных животных на канцерогенность соединений хрома (VI). Соединения хрома (VI) являются канцерогенный для человека (Группа 1).
  15. ^ «Паспорт безопасности материалов для бихромата калия». Дж. Т. Бейкер.

внешняя ссылка