Дихромат калия

Дихромат калия
Имена
	Название ИЮПАК Дихромат калия(VI)
	Другие имена бихромат калия ; бихромат калия ; дихромат калия ; дихромовая кислота, двухкалиевая соль ; хромовая кислота, двукалиевая соль ; лопезит ;
Идентификаторы
Номер CAS	7778-50-9 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
ЧЕМБЛ	ХЕМБЛ1374101 ;
ХимическийПаук	22910 ;
Информационная карта ECHA	100.029.005
Номер ЕС	231-906-6 ;
ПабХим CID	24502 ;
номер РТЭКС	HX7680000 ;
НЕКОТОРЫЙ	Т4423С18ФМ ;
Число	3288
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID5025948 ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	K2Cr2OK2Cr2O7
Молярная масса	294.185 g/mol
Появление	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 ° C (932 ° F; 773 К) разлагается.
Растворимость в воде	4,9 г/100 мл (0 °С) ; 13 г/100 мл (20 °С) ; 102 г/100 мл (100 °С)
Растворимость	нерастворим в спирте , ацетоне .
Показатель преломления ( n D )	1.738
Структура
Кристаллическая структура	Триклиника (α-форма, <241,6 °C)
Координационная геометрия	Тетраэдрический (для Cr)
Термохимия
Теплоемкость ( С )	219 Дж/моль
Стандартный моляр ; энтропия ( S ⦵ 298 )	291,2 Дж/(К·моль)
Стандартная энтальпия ; образование (Δ f H ⦵ 298 )	−2033 кДж/моль
Опасности
	Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH):
Основные опасности	канцерогенный, коррозионный
	СГС Маркировка :
Пиктограммы
NFPA 704 (огненный алмаз)	4 0 1 БЫК
точка возгорания	Невоспламеняющийся
	Летальная доза или концентрация (LD, LC):
ЛД 50 ( средняя доза )	25 мг/кг (перорально, крыса)
Паспорт безопасности (SDS)	КМГС 1371
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 стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

дихромат калия , K ₂ Cr ₂ O ₇ — распространенный неорганический химический реагент, чаще всего используемый в качестве окислителя в различных лабораторных и промышленных целях. Как и все соединения шестивалентного хрома , он остро и хронически вреден для здоровья. Это кристаллическое ионное твердое вещество очень яркого красно-оранжевого цвета. Соль популярна в лабораториях, поскольку она не разжижается , в отличие от более промышленно используемой соли дихромата натрия . ^[6]

Химия

Производство

Бихромат 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 О ₇ → 2 К ⁺ + Кр
₂2О ²⁻
₇

Кр
₂2О ²⁻
₇ + H ₂ O ⇌ 2 CrO ²⁻
₄ + 2 часа ⁺

Реакция

Дихромат калия является окислителем в органической химии и мягче перманганата калия . Его используют 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. ^[7] Третичные спирты не окисляются.

В водном растворе наблюдаемое изменение цвета можно использовать для проверки различия альдегидов от кетонов. +6 до +3 Альдегиды восстанавливают дихромат со степени окисления , меняя цвет с оранжевого на зеленый. Такое изменение цвета возникает потому, что альдегид может окисляться до соответствующей карбоновой кислоты. Кетон не будет проявлять таких изменений, поскольку он не может окисляться дальше, и поэтому раствор останется оранжевым.

При сильном нагревании разлагается с выделением кислорода.

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

При добавлении щелочи к оранжево-красному раствору, содержащему дихромат-ионы, получается желтый раствор за счет образования хромат- ионов ( CrO 2− 4 ). Например, хромат калия производят в промышленных масштабах с использованием поташа :

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

Реакция обратима.

Обработка холодной серной кислотой дает красные кристаллы хромового ангидрида (триоксид 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

Использование

Дихромат калия имеет мало основных применений, поскольку в промышленности преобладает натриевая соль. Основное применение — в качестве предшественника калийно-хромовых квасцов , используемых при дублении кожи . ^[6]^[8]

Очистка

Как и другие хрома (VI) соединения ( триоксид хрома , дихромат натрия ), дихромат калия использовался для приготовления « хромовой кислоты » для чистки 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 цементе , замедляет схватывание смеси и улучшает ее плотность и текстуру. Такое использование обычно вызывает контактный дерматит у строителей . ^[9]

Фотография и печать

В 1839 году Мунго Понтон обнаружил, что бумага, обработанная раствором дихромата калия, заметно загорала под воздействием солнечного света, причем обесцвечивание оставалось после того, как дихромат калия был смыт. В 1852 году Генри Фокс Талбот обнаружил, что воздействие ультрафиолетового света в присутствии дихромата калия затвердевает органические коллоиды, такие как желатин и гуммиарабик , делая их менее растворимыми.

Эти открытия вскоре привели к созданию углеродной печати , бихромата камеди и других процессов фотографической печати, основанных на дифференциальном отверждении. Обычно после экспонирования незатвердевшую часть смывали теплой водой, оставляя тонкий рельеф, который либо содержал пигмент, включенный при изготовлении, либо впоследствии окрашивался красителем. Некоторые процессы зависели только от закалки в сочетании с дифференциальным поглощением некоторых красителей закаленными или незакаленными участками. Поскольку некоторые из этих процессов позволяли использовать высокостабильные красители и пигменты, такие как углеродная сажа , можно было создавать отпечатки с чрезвычайно высокой степенью архивной стойкости и устойчивостью к выцветанию от длительного воздействия света.

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

В хромовой интенсификации или фотохромосе используется дихромат калия вместе с равными частями концентрированной соляной кислоты, разбавленной примерно до 10% об./об., для обработки слабых и тонких негативов черно-белых фотографий. Этот раствор преобразует частицы элементарного серебра в пленке в хлорид серебра . После тщательной промывки и воздействия актиничного света пленку можно повторно проявить до конечной точки, получив более сильный негатив, на котором можно получить более удовлетворительный отпечаток.

Раствор дихромата калия в серной кислоте можно использовать для получения обратного негатива (то есть положительной прозрачности негативной пленки). Это достигается путем проявления черно-белой пленки, но позволяет проявке дойти более или менее до конечной точки. Затем проявление останавливают обильным промыванием и затем обрабатывают пленку раствором бихромата кислоты. преобразуется При этом металлическое серебро в 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, позволяющие получить изображения, которые в противном случае были бы недоступны. Этот процесс можно сочетать с соляризацией , чтобы конечный продукт напоминал негатив и был пригоден для печати обычным способом.

Соединения Cr(VI) обладают свойством дубить животные белки при воздействии сильного света. Это качество используется в фототрафаретной печати .

При трафаретной печати тонкая трафаретная печать из шелка или аналогичного материала туго натягивается на раму аналогично тому, как холст подготавливается перед покраской. На натянутый экран равномерно наносят коллоид , сенсибилизированный дихроматом. Когда дихроматная смесь высыхает, полноразмерный фотографический позитив надежно прикрепляется к поверхности экрана, и вся сборка подвергается воздействию яркого света (время варьируется от 3 минут до получаса при ярком солнечном свете) для затвердевания экспонированного коллоида. . После удаления позитива неэкспонированную смесь на экране можно смыть теплой водой, оставив затвердевшую смесь неповрежденной, действуя как точную маску желаемого рисунка, который затем можно напечатать обычным процессом трафаретной печати .

Аналитический реагент

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

Определение этанола

Концентрацию этанола в образце можно определить методом обратного титрования подкисленным дихроматом калия. При взаимодействии 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 определяют титрованием тиосульфатом натрия . Добавление количества избыточного дихромата к исходному количеству дает количество присутствующего этанола. Точность можно повысить путем калибровки раствора дихромата по холостому образцу.

Одним из основных применений этой реакции являются старые полицейские тесты на алкотестере . Когда пары спирта вступают в контакт с кристаллами, покрытыми оранжевым дихроматом, цвет меняется с оранжевого Cr (VI) на зеленый Cr (III). Степень изменения цвета напрямую связана с уровнем алкоголя в дыхании подозреваемого.

Серебряный тест

При растворении примерно в 35%-ном растворе азотной кислоты он называется раствором Швертера и используется для проверки наличия различных металлов, особенно для определения чистоты серебра. Чистое серебро сделает раствор ярко-красным, стерлинговое серебро сделает его темно-красным, монетное серебро низкого качества (проба 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 — коричневой, свинец и олово желтеют, а золото и палладий не изменяются.

Тест на диоксид серы

Бумагу с дихроматом калия можно использовать для проверки на диоксид серы , поскольку она меняет цвет с оранжевого на зеленый. Это типично для всех окислительно-восстановительных реакций, в которых шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного хрома. Таким образом, это не окончательный тест на диоксид серы. Конечным образующимся продуктом является Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ .

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

Обработка древесины

Дихромат калия используется для окрашивания определенных пород древесины путем затемнения дубильных веществ в древесине. Он дает глубокие, насыщенные коричневые оттенки, которых невозможно добиться с помощью современных цветных красителей. Это особенно эффективное средство для обработки красного дерева . ^[10]

Естественное явление

Бихромат калия встречается в природе в виде редкого минерала лопезита . Сообщалось только о заполнении каверн в нитратных отложениях пустыни Атакама в Чили и в магматическом комплексе Бушвельд в Южной Африке . ^[11]

Безопасность

В 2005–2006 годах дихромат калия был 11-м по распространенности аллергеном в патч-тестах (4,8%). ^[12]

Дихромат калия является одной из наиболее частых причин хромового дерматита ; ^[13] хром с высокой вероятностью вызывает сенсибилизацию, приводящую к дерматиту, особенно кистей и предплечий, который является хроническим и трудно поддается лечению. Токсикологические исследования еще раз продемонстрировали его высокую токсичность. У кроликов и грызунов даже такие низкие концентрации, как 14 мг/кг, показали уровень смертности в 50% среди тестовых групп. ^[14] 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 . ^[15] Соединение также является коррозионным , и его воздействие может привести к серьезному повреждению глаз или слепоте. ^[16] Воздействие на человека также включает нарушение фертильности.

Ссылки

^ «ПЕРЕЧЕНЬ ДИХРОМАТА КАЛИЯ» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. 23 июля 2015 г.
^ Бинньюис, М.; Мильке, Э. (2002). Термохимические данные элементов и соединений (2-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH . п. 405. ИСБН 978-3-527-30524-7 .
^ Sigma-Aldrich Co. , Оксид хрома (VI) . Проверено 15 июня 2014 г.
^ Как и все соединения шестивалентного хрома, дихромат калия канцерогенен.
^ Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7778-50-9 - KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N - Дихромат калия - Поиск подобных структур, синонимы, формулы, ссылки на ресурсы и другая химическая информация» .
^ Jump up to: ^а ^б Герд Ангер, Йост Хальстенберг, Клаус Хохгешвендер, Кристоф Шерхаг, Ульрих Кораллус, Герберт Кнопф, Петер Шмидт, Манфред Олингер, «Соединения хрома» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a07_067
^ LT Сэндборн. « л -Ментон» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 1, с. 340 .
^ М. Саха; Ч.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 . ПМИД 8365123 . S2CID 23159708 .
^ Пекка Рото; Ханнеле Сайнио; Тимо Реунала; Пекка Лайппала (январь 1996 г.). «Добавление сульфата железа в цемент и риск хромового дерматита среди строителей». Контактный дерматит . 34 (1): 43–50. дои : 10.1111/j.1600-0536.1996.tb02111.x . ПМИД 8789225 . S2CID 27027304 .
^ Джуитт, Джефф (1997). Ручная отделка . Ньютаун, Коннектикут, США: The Taunton Press, Inc. ISBN 978-1-56158-154-2 .
^ «Лопезит: Информация и данные о минералах Лопезита» .
^ Цуг К.А., Уоршоу Э.М., Фаулер Дж.Ф. младший, Майбах Х.И., Белсито Д.Л., Пратт М.Д., Сассвилл Д., Сторрс Ф.Дж., Тейлор Дж.С., Матиас К.Г., Делео В.А., Ритшель Р.Л., Маркс Дж. Результаты патч-тестов североамериканского контакта Группа дерматитов 2005–2006 гг. Дерматит. 2009, май – июнь; 20 (3): 149–60.
^ Фарох Дж. Мастер (2003). Болезни кожи . Нью-Дели: B Jain Pub Pvt Ltd. 223. ИСБН 978-81-7021-136-5 .
^ «Паспорт безопасности калия дихромат» . Сигма-Олдрич . Проверено 20 июля 2011 г.
^ МАИР (2012) [17-24 марта 2009 г.]. Том 100C: Мышьяк, металлы, волокна и пыль (PDF) . Лион: Международное агентство по исследованию рака. ISBN 978-92-832-0135-9 . Проверено 05 января 2020 г. Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) для человека. Соединения хрома (VI) вызывают рак легких. Также наблюдалась положительная связь между воздействием соединений хрома (VI) и раком носа и носовых пазух. Имеются достаточные доказательства канцерогенности соединений хрома (VI) на экспериментальных животных. Соединения хрома (VI) канцерогенны для человека (группа 1) .
^ «Паспорт безопасности калия дихромат» . Джей Ти Бейкер.

Внешние ссылки

[1] «ПЕРЕЧЕНЬ ДИХРОМАТА КАЛИЯ» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США. 23 июля 2015 г.

[2] Бинньюис, М.; Мильке, Э. (2002). Термохимические данные элементов и соединений (2-е изд.). Вайнхайм: Wiley-VCH . п. 405. ИСБН 978-3-527-30524-7 .

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

[4] Как и все соединения шестивалентного хрома, дихромат калия канцерогенен.

[5] Чемберс, Майкл. «ChemIDplus - 7778-50-9 - KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N - Дихромат калия - Поиск подобных структур, синонимы, формулы, ссылки на ресурсы и другая химическая информация» .

[Ullmann-6] Jump up to: ^а ^б Герд Ангер, Йост Хальстенберг, Клаус Хохгешвендер, Кристоф Шерхаг, Ульрих Кораллус, Герберт Кнопф, Петер Шмидт, Манфред Олингер, «Соединения хрома» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a07_067

[7] LT Сэндборн. « л -Ментон» . Органические синтезы ; Сборник томов , т. 1, с. 340 .

[8] М. Саха; Ч.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 . ПМИД 8365123 . S2CID 23159708 .

[9] Пекка Рото; Ханнеле Сайнио; Тимо Реунала; Пекка Лайппала (январь 1996 г.). «Добавление сульфата железа в цемент и риск хромового дерматита среди строителей». Контактный дерматит . 34 (1): 43–50. дои : 10.1111/j.1600-0536.1996.tb02111.x . ПМИД 8789225 . S2CID 27027304 .

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

[11] «Лопезит: Информация и данные о минералах Лопезита» .

[12] Цуг К.А., Уоршоу Э.М., Фаулер Дж.Ф. младший, Майбах Х.И., Белсито Д.Л., Пратт М.Д., Сассвилл Д., Сторрс Ф.Дж., Тейлор Дж.С., Матиас К.Г., Делео В.А., Ритшель Р.Л., Маркс Дж. Результаты патч-тестов североамериканского контакта Группа дерматитов 2005–2006 гг. Дерматит. 2009, май – июнь; 20 (3): 149–60.

[13] Фарох Дж. Мастер (2003). Болезни кожи . Нью-Дели: B Jain Pub Pvt Ltd. 223. ИСБН 978-81-7021-136-5 .

[14] «Паспорт безопасности калия дихромат» . Сигма-Олдрич . Проверено 20 июля 2011 г.

[book100C-15] МАИР (2012) [17-24 марта 2009 г.]. Том 100C: Мышьяк, металлы, волокна и пыль (PDF) . Лион: Международное агентство по исследованию рака. ISBN 978-92-832-0135-9 . Проверено 05 января 2020 г. Имеется достаточно доказательств канцерогенности соединений хрома (VI) для человека. Соединения хрома (VI) вызывают рак легких. Также наблюдалась положительная связь между воздействием соединений хрома (VI) и раком носа и носовых пазух. Имеются достаточные доказательства канцерогенности соединений хрома (VI) на экспериментальных животных. Соединения хрома (VI) канцерогенны для человека (группа 1) .

[MSDS-16] «Паспорт безопасности калия дихромат» . Джей Ти Бейкер.

[1]

[2]

[4]

[3]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

v т и Соединения калия
H, (pseudo)halogens	KF KHF₂ KH KCl KClO KClO₃ KClO₄ KBr KBrO₃ KI KIO₃ KIO₄ KAt KCN KCNO KOCN KSCN
chalcogens	K₂O KOH K₂O₂ KO₂ KO₃ K₂S KHS K₂SO₃ KHSO₃ K₂SO₄ KHSO₄ KHSO₅ K₂S₂O₃ K₂S₂O₅ K₂S₂O₇ K₂S₂O₈ K₂Se K₂SeO₃ K₂SeO₄ K₂Te K₂TeO₃ K₂TeO₄ K₂Po
pnictogens	K₃N KNH₂ KN₃ KNO₂ KNO₃ K₃P KH₂PO₃ K₃PO₄ K₂HPO₄ KH₂PO₄ KPF₆ KAsO₂ K₃AsO₄ K₂HAsO₄ KH₂AsO₄
B, C group	B₄K₂O₇ K₂CO₃ KHCO₃ K₂SiO₃ K₂SiF₆ K₂Al₂O₄ K₂Al₂B₂O₇
transition metals	K₂PtCl₄ K₂Pt(CN)₄ K₂TiF₆ K₂PtCl₆ K₂ReCl₆ KAsF₆ K₂ZrF₆ K₄Fe(CN)₆ K₃Fe(CN)₆ K₃Fe(C₂O₄)₃ K₂FeO₄ K₂MnO₄ KMnO₄ K₃CrO₄ K₂CrO₄ K₃CrO₈ KCrO₃Cl K₂Cr₂O₇ K₂Cr₃O₁₀ K₂Cr₄O₁₃ K₄Mo₂Cl₈
organic	KHCO₂ KCH₃CO₂ KCF₃CO₂ K₂C₂O₄ KHC₂O₄ KC₁₂H₂₃O₂ KC₁₈H₃₅O₂ C₃H₂K₂O₄ C₄H₆KO₄ C₅H₇KO₄