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重铬酸钾:修订间差异

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'''{{zy|重|chóng|ㄔㄨㄥˊ}}铬酸钾'''({{lang-en|potassium dichromate}})又名'''二鉻酸鉀'''<ref>{{cite web|url=http://www.tdvs.ntct.edu.tw/mediafile/1040/g02/16/202057105611_1.pdf|title=同德高中國中教育會考考前大特搜|type=PDF|author=黃冠|language=zh-tw|access-date=2024-01-16|archive-date=2024-01-16|archive-url=https://web.archive.org/web/20240116081538/http://www.tdvs.ntct.edu.tw/mediafile/1040/g02/16/202057105611_1.pdf|dead-url=no}}</ref>,是一种有[[毒]]且有[[致癌性]]的强[[氧化剂]],[[化学式]]為{{化學式|钾|2|铬|2|氧|7}},在[[室温]]下为橙红色[[固体]]。它被[[国际癌症研究机构]]划归为[[1类致癌物|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:
'''重铬酸钾'''([[钾|K]]<sub>2</sub>[[铬|Cr]]<sub>2</sub>[[氧|O]]<sub>7</sub>)是一种剧毒的强[[氧化剂]]。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。
:<math>{\rm \ Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6 {\mathit{e}}^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O} ; \ \ \varphi^{\ominus} = 1.36 \ \rm V</math>

== 制备 ==
由[[重铬酸钠]]与[[氯化钾]]混合以后通过重结晶分离得到纯品。<ref name="zb">《无机化合物制备手册》.朱文祥 主编.化学工业出版社. P<sub>244</sub>.【VI-56】重铬酸钾(potassium dichromate).ISBN 7-5025-8537-0</ref><ref name=wjhxx>《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. P<sub>397</sub>. 2.铬酸盐和重铬酸盐.[[Special:网络书源/9787040053876|ISBN 978-7-04-005387-6]]</ref>
:K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> → 2&nbsp;K<sup>+</sup> + {{chem|Cr|2|O|7|2−}}
:{{chem|Cr|2|O|7|2−}} + H<sub>2</sub>O ⇌ 2&nbsp;{{chem|CrO|4|2−}} + 2&nbsp;H<sup>+</sup>

==物理性质==

橙红色三斜晶系板状结晶体。有苦味及金属性味。密度2.676g/cm<sup>3</sup>。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==
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 ===
在重铬酸钾的溶液中加入Ba<sup>2+</sup>、Pb<sup>2+</sup>和Ag<sup>+</sup>时,形成相应的铬酸盐沉淀<ref name=wjhxx />:
: 2 Ba<sup>2+</sup> + Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O ⇌ 2 BaCrO<sub>4</sub>↓ + 2H<sup>+</sup>
: 2 Pb<sup>2+</sup> + Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O ⇌ 2 PbCrO<sub>4</sub>↓ + 2H<sup>+</sup>
: 4 Ag<sup>+</sup> + Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> + H<sub>2</sub>O ⇌ 2 Ag<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub>↓ + 2H<sup>+</sup>

=== 氧化反应 ===
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Cr<sup>3+</sup><ref name=wjhxx /><ref name=r />:
:K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 6 KI + 7H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + 3 I<sub>2</sub> + 7 H<sub>2</sub>O + 4 K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
:K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 3 K<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> + 4 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + 4 K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 4 H<sub>2</sub>O
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 3SO<sub>2</sub> → K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>·Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 3 H<sub>2</sub>S + 4 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + 3 S↓ + 7 H<sub>2</sub>O + K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 3 NaNO<sub>2</sub> + 4 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → 3 NaNO<sub>3</sub> + Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 4 H<sub>2</sub>O
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 6 KBr + 7 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + 4 K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 3 Br<sub>2</sub> + 7 H<sub>2</sub>O
:5 K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>(浓) + 6 KI —<sup><u>煮沸</u></sup>→ 8 K<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> + Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3 I<sub>2</sub>
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:
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 6 FeSO<sub>4</sub> + 7 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> → 3 Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + Cr<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> + K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 7 H<sub>2</sub>O
需要注意的是,重铬酸钾可以和热的浓盐酸反应,放出[[氯气]]:

: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 14 HCl(浓) → 2 CrCl<sub>3</sub> + 2 KCl + 3 Cl<sub>2</sub>↑ + 7 H<sub>2</sub>O
若鹽酸濃度較低,則可能生成橘紅色的氯鉻酸鉀 :
:
K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2 HCl(較稀) → 2 KCrO<sub>3</sub>Cl + H<sub>2</sub>O

在高温下,重铬酸钾可以被[[硫]]、[[碳]]等单质还原:<ref name=r>《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.P<sub>282</sub>.【K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub>】</ref>
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + S → Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2 C → Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> + 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]]。<ref name="org">《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</ref>

=== 过氧化物的形成 ===
重铬酸钾能和冷的[[过氧化氢]]反应,形成深藍色且不穩定的[[过氧化铬]]:
: Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub><sup>2-</sup> + 4 H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> + 2 H<sup>+</sup> → 2 CrO<sub>5</sub> + 5 H<sub>2</sub>O
该化合物可以被[[乙醚]]或[[異戊醇]]萃取。

=== 铬酸根的形成 ===
重铬酸钾在碱性条件下会转化为铬酸钾:
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2 KOH → 2 K<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O
和浓、热的氨水反应,冷却后得到复盐:
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2 NH<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O(浓、热) —<sup><u>冷却</u></sup>→ 2 NH<sub>4</sub>KCrO<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O<ref name=r />
和碳酸钾反应,也能形成铬酸钾:
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> → 2 K<sub>2</sub>CrO<sub>4</sub> + CO<sub>2</sub>↑

=== 铬酰盐的形成 ===
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:
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 2 CaF<sub>2</sub> + 3 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(发烟) —<u><sup>Δ</sup></u>→ 2 CrO<sub>2</sub>F<sub>2</sub> + 2 CaSO<sub>4</sub> + K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 3 H<sub>2</sub>O
: K<sub>2</sub>Cr<sub>2</sub>O<sub>7</sub> + 4 KCl(适量) + 3 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>(过量) —<u><sup>Δ</sup></u>→ 2 CrO<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>↑ + 3 K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + 3 H<sub>2</sub>O

== 应用 ==
[[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。<ref>{{cite news | url = http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=385 | title = 呼氣酒測器如何測出我喝了多少酒呢? | publisher = 科学人杂志 | date = 2004 | accessdate = 2013-03-10 | archive-date = 2016-03-04 | archive-url = https://web.archive.org/web/20160304105736/http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=385 | dead-url = no }}</ref>

== 参考文献 ==
{{Reflist|2}}

== 外部連結 ==
* [http://www.periodicvideos.com/videos/mv_potassium_dichromate.htm Potassium Dichromate] {{Wayback|url=http://www.periodicvideos.com/videos/mv_potassium_dichromate.htm |date=20201225050657 }} at ''{{link-en|The Periodic Table of Videos|The Periodic Table of Videos}}'' (University of Nottingham)
* [http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics1371.htm International Chemical Safety Card 1371] {{Wayback|url=http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics1371.htm |date=20201225050650 }}
* [https://web.archive.org/web/20060203090143/http://www.npi.gov.au/database/substance-info/profiles/25.html National Pollutant Inventory – Chromium VI and compounds fact sheet]
* [http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0138.html NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards] {{Wayback|url=http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0138.html |date=20210505165902 }}
* [https://web.archive.org/web/20040701090041/http://www-cie.iarc.fr/htdocs/monographs/vol49/chromium.html IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"]
* [http://www.goldrecovery.us/goldrecovery/documents/reactions.pdf Gold refining article listing color change when testing metals with Schwerter's Solution] {{Wayback|url=http://www.goldrecovery.us/goldrecovery/documents/reactions.pdf |date=20180403160333 }}


==制法==
由重铬酸钠与氯化钾混合以后通过重结晶分离得到纯品。
== 参见 ==
== 参见 ==
* [[重铬酸钠]]
* [[重铬酸钠]]


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[[Category:无机盐]]
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{{Authority control}}
[[de:Kaliumdichromat]]
[[Category:钾化合物]]
[[en:Potassium dichromate]]
[[Category:重铬酸盐]]
[[es:Dicromato de potasio]]
[[Category:照相药品]]
[[fr:Dichromate de potassium]]
[[Category:IARC第1类致癌物质]]
[[ja:二クロム酸カリウム]]
[[Category:光敏化学品]]
[[ru:Хромпик]]
[[Category:氧化剂]]
[[Category:易制爆化学品]]

2024年4月19日 (五) 13:18的最新版本

重鉻酸钾
IUPAC名
Potassium dichromate(VI)
别名 二鉻酸鉀
识别
CAS号 7778-50-9  checkY
PubChem 24502
ChemSpider 22910
SMILES
 
  • [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O
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 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
ΔfHm298K -2033 kJ/mol
S298K 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
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 過锰酸钾
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

chóng铬酸钾(英語:potassium dichromate)又名二鉻酸鉀[2],是一种有且有致癌性的强氧化剂化学式為K2Cr2O7,在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:

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][3]

K2Cr2O7 → 2 K+ + Cr
2
O2−
7
Cr
2
O2−
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

若鹽酸濃度較低,則可能生成橘紅色的氯鉻酸鉀 :

K2Cr2O7 + 2 HCl(較稀) → 2 KCrO3Cl + H2O

在高温下,重铬酸钾可以被等单质还原:[4]

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[5]

过氧化物的形成

[编辑]

重铬酸钾能和冷的过氧化氢反应,形成深藍色且不穩定的过氧化铬

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

该化合物可以被乙醚異戊醇萃取。

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[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。[6]

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. ^ 黃冠. 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(臺灣)). 
  3. ^ 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. ^ 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
  5. ^ 《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
  6. ^ 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). 

外部連結

[编辑]

参见

[编辑]