Дихрома́т ка́лия (двухромовокислый калий, бихромат калия, техн. хро́мпик) — неорганическое соединение , калиевая соль дихромовой кислоты с химической формулой K ₂ Cr ₂ O ₇ , 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 (Na ₂ Cr ₂ O ₇ ).

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 окислитель .

В водной среде существует в равновесии с другими полиоксохроматами, причём равновесие сильно сдвигается в сторону образования хромата в щелочной среде, а в кислой — наоборот:

${\displaystyle {\ce {CrO4^2- <=>[H^+][OH^-] Cr2O7^2-}}}$

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) солей хрома(III) Например, дихромат калия окисляет галогенид-ионы галогенводородных кислот (кроме плавиковой — фтороводородной) до свободных галогенов:

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+14HCl\rightarrow 2CrCl_{3}+3Cl_{2}\uparrow +2KCl+7H_{2}O}}}$

Или окисляет муравьиную кислоту до углекислого газа:

${\displaystyle {\ce {K2Cr2O7 + 3HCOOH + 4H2SO4 -> K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3CO2}}}$

Также в кислой среде при pH 3,0—3,5 обладает способностью окислять металлическое серебро :

${\displaystyle {\mathsf {6Ag+Cr_{2}O_{7}^{2-}+14H^{+}+6e^{-}\rightarrow 6Ag^{+}+2Cr^{3+}+7H_{2}O}}}$

Кристаллический дихромат калия при нагревании с серой и углеродом восстанавливается до оксида хрома (III) :

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+S\rightarrow Cr_{2}O_{3}+K_{2}SO_{4}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {2K_{2}Cr_{2}O_{7}+3C\rightarrow 2Cr_{2}O_{3}+2K_{2}CO_{3}+CO_{2}\uparrow }}}$

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 :

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+3SO_{2}+H_{2}SO_{4}+23H_{2}O\rightarrow 2KCr(SO_{4})_{2}*12H_{2}O\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {K_{2}Cr_{2}O_{7}+3C_{2}H_{5}OH+4H_{2}SO_{4}+17H_{2}O\rightarrow 2KCr(SO_{4})_{2}*12H_{2}O\downarrow +3CH_{3}COH}}}$

Водные растворы дихромата калия обладают дубящими свойствами , в частности, задубливают желатину .

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:

${\displaystyle {\ce {K2Cr2O7 + H2SO4 -> 2CrO3v + K2SO4 + H2O}}}$

Получение

Действие хлорида калия на дихромат натрия :

${\displaystyle {\mathsf {2KCl+Na_{2}Cr_{2}O_{7}\rightarrow K_{2}Cr_{2}O_{7}+2NaCl}}}$

Подкисление раствора хромата калия :

${\displaystyle {\mathsf {2K_{2}CrO_{4}+H_{2}SO_{4}\rightarrow K_{2}Cr_{2}O_{7}+K_{2}SO_{4}+H_{2}O}}}$

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 . Раствор хромпика в серной кислоте (т. н. 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 Б .

Безопасность

Высокотоксичен , 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 CrO ₃ ) . При работе с дихроматом калия необходимо применять защиту органов дыхания и кожи.

Примечания

Литература

• Егоров А.С. Химия: современный курс для подготовки к ЕГЭ. — Ростов-на-Дону: Феникс, 2013. — 699 с. — ISBN 978-5-222-21137-3 .
• , , — 3-е изд., испр — М. : Химия , 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0
• Редько А. В. Химия фотографических процессов. — СПб. : НПО "Профессионал", 2006. — С. 837—954. — 1464 с. — (Новый справочник химика и технолога / ред. Москвин А. В. ; вып. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
• Рипан Р. , Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М. : Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М. — Л. : Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л. : Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Степин Б. Д. Калия дихромат : статья // Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М. : Советская энциклопедия , 1990. — Т. 2: Даффа—Меди. — С. 287—288. — 671 с. — ISBN 5-85270-035-5 .

• Неорганическая химия / под ред. Ю.Д. Третьякова. — М. : Академия, 2007. — Т. 3. — 352 с.