重铬酸钾

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重铬酸钾
IUPAC名
Potassium dichromate(VI)
识别
CAS号 7778-50-9
EINECS 231-906-6
RTECS HX7680000
性质
化学式 K2Cr2O7
摩尔质量 294.19 g·mol⁻¹
外观 橙红色晶体
密度 2.676 g/cm3 (固)
熔点 398℃[1]
沸点 500℃(分解)
溶解性 4.9 g/100 ml (0 °C)
结构
晶体结构 三斜晶系
(α-变体,< 241.6 °C)
配位几何 Cr原子为四面体
热力学
ΔfHmo298K -2033 kJ/mol
So298K 291,2 J.K−1.mol−1
危险性
欧盟危险性符号
有毒有毒 T
氧化性氧化性 O
危害环境危害环境N
警示术语 R:R8-R21-R25-R34-R42/43-R45-R46-R60-R61-R48/23-R50/53
安全术语 S:S53-S45-S60-S61
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
1
OX
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 铬酸钾钼酸钾
钨酸钾
其他阳离子 重铬酸铵重铬酸钠
相关化学品 高锰酸钾
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

重铬酸钾英语potassium dichromate化学式K2Cr2O7)是一种有且有致癌性的强氧化剂室温下为橙红色固体。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质,而且是强氧化剂,在实验室和工业中都有很广泛的应用。

酸性溶液中重铬酸根还原为铬(III)离子的半反應式为:

{\rm \ Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6 {\mathit{e}}^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O} ; \ \ \varphi^{\ominus} = 1.36 \ \rm V

制备[编辑]

重铬酸钠氯化钾混合以后通过重结晶分离得到纯品。[1][2]

物理性质[编辑]

橙红色三斜晶系板状结晶体。有苦味及金属性味。密度2.676g/cm3。熔点398℃。稍溶于冷水,水溶液呈酸性,易溶于热水,不溶于乙醇。有剧毒。

水中溶解度:0℃,4.3;20℃,11.7;40℃,20.9;60℃,31.3;80℃,42.0;100℃,50.2

化学性质[编辑]

重铬酸钾是一种强氧化剂,加热到241.6℃时三斜晶系转变为单斜晶系,强热约500℃时分解为三氧化二铬铬酸钾。不吸湿潮解,不生成水合物(不同于重铬酸钠)。遇浓硫酸有红色针状晶体铬酸酐析出,对其加热则分解放出氧气,生成硫酸铬,使溶液的颜色由橙色变成绿色。

复分解反应[编辑]

在重铬酸钾的溶液中加入Ba2+、Pb2+和Ag+时,形成相应的铬酸盐沉淀[2]

2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 BaCrO4↓ + 2H+
2 Pb2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 PbCrO4↓ + 2H+
4 Ag2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 Ag2CrO4↓ + 2H+

氧化反应[编辑]

在酸性溶液中,重铬酸钾是强氧化剂,可以和许多还原性物质反应,自身被还原为Cr3+[2][3]

K2Cr2O7 + 6 KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3 I2 + 7 H2O + 4 K2SO4
K2Cr2O7 + 3 K2SO3 + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 4 H2O
K2Cr2O7 + H2SO4 + 3SO2 → K2SO4·Cr2(SO4)3 + H2O
K2Cr2O7 + 3 H2S + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3 S↓ + 7 H2O + K2SO4
K2Cr2O7 + 3 NaNO2 + 4 H2SO4 → 3 NaNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4 H2O
K2Cr2O7 + 6 KBr + 7 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 3 Br2 + 7 H2O
5 K2Cr2O7(浓) + 6 KI —煮沸→ 8 K2CrO4 + Cr2O3 + 3 I2

因此分析化学上,重铬酸钾被用来作氧化剂来测定铁的含量:

K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O

需要注意的是,重铬酸钾可以和热的浓盐酸反应,放出氯气

K2Cr2O7 + 14 HCl(浓) → 2 CrCl3 + 2 KCl + 3 Cl2↑ + 7 H2O

在高温下,重铬酸钾可以被等单质还原:[3]

K2Cr2O7 + S → Cr2O3 + K2SO4
K2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + K2CO3 + CO↑

在有机反应中,重铬酸钾-硫酸可以将伯醇氧化成,若继续反应,则进一步被氧化为羧酸。而叔醇的反应则是先被硫酸脱水,再被重铬酸钾氧化。苯酚等酚类也能被酸化的重铬酸钾氧化,如产生黄色的对苯醌[4]

过氧化物的形成[编辑]

重铬酸钾能和冷的过氧化氢反应,形成过氧化铬

Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O

该化合物可以被乙醚萃取。

铬酸根的形成[编辑]

重铬酸钾在碱性条件下会转化为铬酸钾:

K2Cr2O7 + 2 KOH → 2 K2CrO4 + H2O

和浓、热的氨水反应,冷却后得到复盐:

K2Cr2O7 + 2 NH3·H2O(浓、热) —冷却→ 2 NH4KCrO4 + H2O[3]

和碳酸钾反应,也能形成铬酸钾:

K2Cr2O7 + K2CO3 → 2 K2CrO4 + CO2

铬酰盐的形成[编辑]

重铬酸钾在硫酸的作用下与其他物质反应可以形成铬酰盐,如:

K2Cr2O7 + 2 CaF2 + 3 H2SO4(发烟) —Δ→ 2 CrO2F2 + 2 CaSO4 + K2SO4 + 3 H2O
K2Cr2O7 + 4 KCl(适量) + 3 H2SO4(过量) —Δ→ 2 CrO2Cl2↑ + 3 K2SO4 + 3 H2O

应用[编辑]

有机合成中,根据条件不同,重铬酸钾可将氧化为羧酸,同时颜色由橙红色变为铬离子的绿色。也可用于鉴别醛和酮。

在实验室用来配置铬酸洗液清洗玻璃器皿。酸化的重铬酸钾可将乙醇氧化并变色,以检验司机是否酒后驾驶。[5]

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 《无机化合物制备手册》.朱文祥 主编.化学工业出版社. P244.【VI-56】重铬酸钾(potassium dichromate).ISBN 7-5025-8537-0
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 《无机化学》(第二版)下册.庞锡涛 主编.高等教育出版社. 二、铬(VI)的化合物. P397. 2.铬酸盐和重铬酸盐.ISBN 978-7-04-005387-6
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 《无机化学反应方程式手册》.曹忠良 王珍云 编.湖南科学技术出版社.第十一章 铬分族.P282.【K2Cr2O7
  4. ^ 《有机化学》第二版.谷亨杰 等.高等教育出版社.第八章 醇、酚、醚 消除反应. ISBN 978-7-04-008523-5
  5. ^ 呼氣酒測器如何測出我喝了多少酒呢?. 科学人杂志. 2004 [2013-03-10]. 

外部鏈接[编辑]

参见[编辑]