Дихромат калия
Ошибка скрипта: Модуля «hatnote» не существует.{{#if: | }} Шаблон:Вещество
Дихрома́т ка́лия (двухромовокислый калий, бихромат калия, техн. хро́мпик) — неорганическое соединение, калиевая соль дихромовой кислоты с химической формулой K2Cr2O7, имеет вид оранжевых кристаллов. Обладает сильными окислительными свойствами, в связи с чем широко применяется во всех сферах химии, а также в фотографии, пиротехнике и различных областях промышленности. Высокотоксичен и канцерогенен.
Иногда хромпиком также называют смесь дихромата калия с концентрированной серной кислотой (хотя это неверно, см. далее), или дихромат натрия (Na2Cr2O7).
Физические и химические свойства
Оранжевые кристаллы с температурой плавления 396 °C. Разлагается при нагреве выше 500 °C. Растворим в воде (г / 100 г): 4,6 (0 °C), 15,1 (25 °C), 37,7 (50 °C), незначительно растворим в этаноле. Сильный окислительШаблон:Sfn.
В водной среде существует в равновесии с другими полиоксохроматами, причём равновесие сильно сдвигается в сторону образования хромата в щелочной среде, а в кислой — наоборот:
<chem>CrO4^2- <=>[H^+][OH^-] Cr2O7^2-</chem>
На практике это хорошо заметно: при добавлении щёлочи к раствору дихромата цвет моментально меняется с оранжевого на жёлтый, при подкислении — наоборот.
В кислой среде окислительные свойства дихромата выражены наиболее сильно. В процессе окислительно-восстановительной реакции ионы дихромата восстанавливаются до фиолетовых или зелёных (в зависимости от координационного окружения) [[Хлорид хрома(III)|солей хрома(III)Шаблон:Sfn]] Например, дихромат калия окисляет галогенид-ионы галогенводородных кислот (кроме плавиковой — фтороводородной) до свободных галогенов:
- <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 14HCl \rightarrow 2CrCl_3 + 3Cl_2\uparrow + 2KCl + 7H_2O}</math>
Или окисляет муравьиную кислоту до углекислого газа:
<chem>K2Cr2O7 + 3HCOOH + 4H2SO4 -> K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3CO2</chem>
Также в кислой среде при pH 3,0—3,5 обладает способностью окислять металлическое сереброШаблон:Sfn:
- <math>\mathsf{6Ag + Cr_2O_7^{2-} +14H^+ + 6e^- \rightarrow 6Ag^+ + 2Cr^{3+} + 7H_2O}</math>
Кристаллический дихромат калия при нагревании с серой и углеродом восстанавливается до оксида хрома (III)Шаблон:Sfn:
- <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7 + S \rightarrow Cr_2O_3 + K_2SO_4}</math>
- <math>\mathsf{2K_2Cr_2O_7 + 3C \rightarrow 2Cr_2O_3 + 2K_2CO_3 + CO_2\uparrow}</math>
Дихромат калия — исходное вещество для получения хромокалиевых квасцов. Их тёмно-фиолетовые кристаллы образуются в результате восстановления сернистым газом или этиловым спиртом раствора бихромата, подкисленного серной кислотой:
- <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 3SO_2 + H_2SO_4 + 23H_2O \rightarrow 2KCr(SO_4)_2*12H_2O\downarrow}</math>
- <math>\mathsf{K_2Cr_2O_7 + 3C_2H_5OH + 4H_2SO_4 + 17H_2O \rightarrow 2KCr(SO_4)_2*12H_2O\downarrow + 3CH_3COH}</math>
Водные растворы дихромата калия обладают дубящими свойствами, в частности, задубливают желатинуШаблон:Sfn.
Дихромат калия в кислой среде легко окисляет многие органические соединения, например, алкены, алкины, углерод в альфа-положении к бензольному кольцу и другие группировки до максимально возможной степени окисления с образованием кетонов, карбоновых кислот или углекислого газа.
В сильнокислой среде превращается в ангидрид соответствующей (дихромовой) кислоты — триоксид хрома, который выпадает в виде тёмно-красного осадка:
<chem>K2Cr2O7 + H2SO4 -> 2CrO3v + K2SO4 + H2O</chem>
Получение
Действие хлорида калия на дихромат натрия:
- <math>\mathsf{2KCl + Na_2Cr_2O_7 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + 2NaCl}</math>
Подкисление раствора хромата калия:
- <math>\mathsf{2K_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + K_2SO_4 + H_2O}</math>
Применение
Применяется при производстве красителей, при дублении кож и овчин, как окислитель в спичечной промышленности, пиротехнике, фотографии, живописи. Хромпик калиевый добавляют в охлаждающую жидкость для предохранения двигателя от коррозии и накипеобразования<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Раствор хромпика в серной кислоте (так называемую хромовую смесь) применяют для мытья стеклянной посуды в лабораториях. В лабораторной практике используется в качестве окислителя, в том числе в аналитической химии (хроматометрия).
В чёрно-белой фотографии применяется в качестве отбеливателя для удаления металлического серебра из эмульсии. Не применяется в цветной фотографии, так как для отбеливания требует кислой среды, а при pH ⩽ 4 красители, образовавшиеся в эмульсии при цветном проявлении, обесцвечиваются. Вместо этого в цветной фотографии для отбеливания используются составы на основе гексацианоферрата(III) калия и железной соли трилона БШаблон:Sfn.
Безопасность
ВысокотоксиченШаблон:Sfn, канцерогенен, аллерген, брызги его раствора разрушают кожные покровы, дыхательные пути и хрящевые ткани. Среди соединений шестивалентного хрома наиболее токсичен. ПДК составляет 0,01 мг/м³ (в пересчёте на CrO3)Шаблон:Sfn. При работе с дихроматом калия необходимо применять защиту органов дыхания и кожи.