重铬酸钾
| 重铬酸钾 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Potassium dichromate(VI) | |
| 别名 | 二铬酸钾 |
| 识别 | |
| CAS号 | 7778-50-9 
|
| PubChem | 24502 |
| ChemSpider | 22910 |
| SMILES |
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| UN编号 | 3086 |
| 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（水） | 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 | |
| ΔfHm⦵298K | -2033 kJ/mol |
| S⦵298K | 291,2 J.K−1.mol−1 |
| 危险性 | |
欧盟危险性符号 有毒 T 氧化性 O 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 |
 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 | 过锰酸钾 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
酸性溶液中重铬酸根还原为铬(III)离子的半反应式为：
制备
[编辑]由重铬酸钠与氯化钾混合以后通过重结晶分离得到纯品。[1][3]
- K2Cr2O7 → 2 K+ + Cr
2O2−
7 - Cr
2O2−
7 + H2O ⇌ 2 CrO2−
4 + 2 H+
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和铬酸钾。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[3]：
- 2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 BaCrO4↓ + 2H+
- 2 Pb2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 PbCrO4↓ + 2H+
- 4 Ag+ + 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+[3][4]：
- 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
若盐酸浓度较低，则可能生成橘红色的氯铬酸钾 :
K2Cr2O7 + 2 HCl(较稀) → 2 KCrO3Cl + H2O
- 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醛，若继续反应，则醛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。[5]
过氧化物的形成
[编辑]重铬酸钾能和冷的过氧化氢反应，形成深蓝色且不稳定的过氧化铬：
- Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O
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[4]
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，重铬酸钾可将醇氧化为醛、羧酸或酮，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。[6]
参考文献
[编辑]- ^ 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
- ^ 黄冠. 同德高中國中教育會考考前大特搜 (PDF) (PDF). [2024-01-16]. （原始内容存档 (PDF)于2024-01-16） （中文（台湾））.
- ^ 3.0 3.1 3.2 《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
- ^ 4.0 4.1 4.2 《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】
- ^ 《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
- ^ 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]. （原始内容存档于2016-03-04）.
外部链接
[编辑]- Potassium Dichromate （页面存档备份，存于互联网档案馆） at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
- International Chemical Safety Card 1371 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- National Pollutant Inventory – Chromium VI and compounds fact sheet
- NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"
- Gold refining article listing color change when testing metals with Schwerter's Solution （页面存档备份，存于互联网档案馆）
