Дихромат калію

Шаблон:Речовина Дихрома́т ка́лію, ка́лій дихрома́т — неорганічна сполука, калієва сіль ряду дихроматів складу K₂Cr₂O₇. Речовина є помаранчево-червоними кристалами із гірким смаком і великою токсичністю. В природі знаходиться у вигляді рідкісного мінералу лопециту. Проявляє сильні окисні властивості.

Застосовується у виготовленні піротехніки, сірників, фотоплівки, пігментів і барвників. Як ефективний окисник використовується в органічному синтезі, а також у складі хромової суміші для миття лабораторного посуду.

Фізичні властивості

Дихромат калію добре розчиняється у воді, рідкому діоксиді сірки, фосфорилхлориді POCl₃, погано розчиняється в аміаці, у спиртах.

Розчинність дихромату калію у воді (у відсотках)

0 °C	10 °C	20 °C	25 °C	30 °C	40 °C	50 °C	60 °C	70 °C	80 °C	90 °C	100 °C
4,30	7,12	10,9	13,1	15,5	20,8	26,3	31,7	36,9	41,5	45,5	48,9

За звичайних умов дихромат перебуває в α-модифікації — у вигляді триклинних кристалів. За температури вище 241,6 °C α-модифікація переходить у β-форму (моноклинні кристали).

Отримання

Дихромат калію синтезують взаємодією гарячих концентрованих розчинів хлориду калію і дихромату натрію:

$\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{⟶}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Оскільки дихромат калію є найменш розчинним із солей, що беруть участь в реакції та утворюються, він першим кристалізуватиметься з розчину.

Іншим способом є добування дихромату з хромових руд, що містять оксид хрому(III). На першій стадії метод полягає у прожарюванні суміші оксиду хрому та карбонатом калію (або гідроксидом калію) із доступом кисню:

$\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{4}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

Згодом утворений хромат калію переводиться у підкислений розчин, де він утворює дихромат:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{r}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Хімічні властивості

Дихромат калію калію розкладається при нагріванні вище за 500 °C:

$\mathrm{4}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\stackrel{500-600^C}{\to }\mathrm{4}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

У водних розчинах дихромат частково гідролізується, утворюючи іон HCrO₄^-:

$\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{O}_{\mathrm{7}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{r}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{-}}$

В концентрованих розчинах дихромату калію, доведених до кипіння, утворюються поліхромати складу K₂Cr_nO_3n+1: трихромат калію K₂Cr₃O₁₀ і тетрахромат калію K₂Cr₄O₁₃.

Дихромат калію розкладається концентрованою сульфатною кислотою та галідними кислотами, наприклад, хлоридною:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\stackrel{90^{o}C}{\to }\mathrm{K}\mathrm{H}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{4}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Частково розкладається лугами:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{⟶}\mathrm{2}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Дихромат калію є надзвичайно сильним окисником, як у розчинах, так і при спіканні.

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{6}\mathrm{K}\mathrm{I}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{K}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{K}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Він ефективно окиснює органічні сполуки:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\stackrel{boiling}{\to }\mathrm{3}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{7}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{8}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}{\mathrm{C}}_{\mathrm{1}\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{1}\mathrm{1}}\stackrel{120-450^{o}C}{\to }\mathrm{8}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{8}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{1}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

За високих температур дихромат відновлюється алюмінієм, коксом, воднем, а також сіркою:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{A}\mathrm{l}\stackrel{800-900^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{A}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{A}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{C}\stackrel{800^{o}C}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{C}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}\stackrel{800-1000^{o}C}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}$

При взаємодії у кислому розчині із концентрованим пероксидом водню утворюється перекисний координаційний комплекс складу CrO₅·H₂O, забарвлений у синій колір:

${\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{7}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{)}\mathrm{O}\mathrm{(}{O}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}\mathrm{+}{\mathrm{K}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Токсичність

Дихромат калію є надзвичайно токсичною речовиною. Потенційна летальна доза для людини коливається в межах 50—500 мг/кг маси тіла.

Контакт дихромату зі шкірою може залишать почервоніння, опіки; при його вдиханні з'являється утруднене дихання, кашель, печіння в горлі. Потрапляючи до організму через стравохід дихромат спричинить нудоту, болі в животі, діарею.

У випадку вдихання пари дихромату калію необхідно дати доступ свіжому повітрю, можливо знадобиться проведення штучного дихання. При потраплянні речовини на шкіру і в очі необхідно промити місце великою кількістю води; якщо дихроматом забруднено одяг, його слід зняти і промити шкіру ще раз. Після проковтування дихромату треба промити ротову порожнину і випити кілька склянок води, далі очікувати на медичну допомогу. Забороняється викликати блювоту.

Застосування

Дихромат калію є сильним окисником, тому його широко використовують у виготовленні піротехніки, сірників; він є окисником в органічному синтезі і компонентом так званої хромової суміші, яка застосовується для миття лабораторного посуду.

Дихромат використовується у виробництві фотоплівок, пігментів і барвників, інгібіторів корозії металу.

Див. також

• Хромат калію
• Хромова суміш

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru