クロムの化合物であり、有機化学で最も一般的な化学試薬の 1 つである二クロム酸カリウムは、強力な酸化剤として機能します。商用および実験室の設定で酸化が関係している場合は、さまざまな化学反応を引き起こすのに役立ちます。少しの不注意でも二クロム酸カリウムの危険につながる可能性があるため、この化合物は細心の注意を払って取り扱われます。
二クロム酸カリウムの発生
二クロム酸カリウムは、ロペザイトと呼ばれる希少鉱物の形で自然に発生します。チリのアタカマ砂漠の硝酸塩鉱床や、南アフリカのブッシュフェルト火成岩複合体で、生の詰め物として得られます。
二クロム酸カリウム処方
二クロム酸の二カリウム塩です。次の要素が含まれています:
- カリウム
- クロム
- 酸素
二クロム酸カリウムの式は K
- 重クロム酸カリウム
- 重クロム酸カリウム
- 二クロム酸カリ
- クロム酸二カリウム塩
二クロム酸カリウム構造
これは、2 つのカリウム陽イオンと負に帯電した二クロム酸陰イオンを含むイオン性化合物です。二クロム酸塩には 2 つの六価クロム原子 (6+ の酸化状態) があり、それらは酸素原子に結合しています。
二クロム酸カリウムの構造
2 つのカリウム陽イオンと二クロム酸陰イオンの間に 2 つのイオン結合が含まれています。二クロム酸アニオンには、各クロムが 4 つの酸素原子に結合するため、いくつかの共有結合があります。
重クロム酸カリウムの調製
ここでは、重クロム酸カリウムの段階的な調製を示します。次の手順と化学式は、二クロム酸カリウムの形成につながる変化を示しています。
ステップ 1: クロム鉄鉱石の処理とクロム酸ナトリウムへの変換
まず、鉱石を粉末状にします。次に、その混合物は、炭酸ナトリウムと生石灰または酸化カルシウムで調製されます。その後、混合物は大量の空気が供給された反射炉で高温で加熱されます。次の反応が起こります:
4 FeO.Cr2 O3 + 8 ナ2 CO3 + 7 O2 → 8ナ2 CrO4 + 2 Fe2 O3 + 8 CO2
ステップ 2: Na2 の変換 CrO4 Na2 へ Cr2 O7
最初のステップでは、クロム酸ナトリウム溶液が得られます。 2 番目のステップでは、酸化鉄と不純物を除去するために精製およびろ過されます。
次に、クロム酸ナトリウムを濃硫酸と反応させ、クロム酸ナトリウムを重クロム酸ナトリウムに変換します。
2ナ2 CrO4 + H2 SO4 → ナ2 Cr2 O7 + Na2 SO4 + H2 O
ステップ 3: 二クロム酸ナトリウムと二クロム酸カリウムの換算
最後のステップには、二クロム酸ナトリウムから二クロム酸カリウムへの変換が含まれます。高温の濃縮二クロム酸ナトリウム溶液を塩化カリウムと反応させて、目的の化合物を生成します。反応は次のように進行します:
ナ2 Cr2 O7 + 2 KCl → K
塩化ナトリウムとは異なり、重クロム酸カリウムは水にほとんど溶けません。したがって、溶液が冷却されると、結晶の形で分離します。
重クロム酸カリウムの性質
このコンパウンドは、驚くほど美しい鮮やかな赤オレンジ色をしています。それは、イオン固体結晶状態で発生します。二クロム酸カリウムが化学で広く使用されている主な理由の 1 つは、その非潮解性です。二クロム酸ナトリウムなどの他の塩とは異なり、水分を吸収しても容易に溶解しません。二クロム酸カリウムの主な特性の一部を以下に示します:
- 外観:赤橙色の結晶性固体
- 二クロム酸カリウム モル質量:294.185 g/mol
- におい:無臭
- 融点:398 °C (748 °F; 671 K)
- 密度:2.676 g/cm3、固体
- 沸点:500 °C (932 °F; 773 K) で分解
- 溶解度:アルコール、アセトンに不溶
- 水への溶解度:4.9 g/100 mL (0 °C)
- 状態:室温で固体
- 燃焼:不燃
- 性質:腐食性が高い
- 屈折率:1.738
- 中央のクロム原子の形状:四面体。
重クロム酸カリウムの化学的性質
以下は、重クロム酸カリウムが熱、金属、アルカリなどとどのように反応するかを示す化学反応の一部です.
暖房について
二クロム酸カリウムは加熱すると分解します。クロム酸カリウムと酸素を放出します。バランスのとれた反応は変化を示しました:
4 K
アルカリとの反応
アルカリとの興味深い反応があります。その橙赤色の溶液は、アルカリと反応すると黄色に変わります。黄色はクロム酸カリウムの形成を表します。化学反応は次のように進行します:
K
オレンジレッドイエロー
また、K
2K
オレンジレッド イエロー
酸化反応
- 二クロム酸カリウムは、K
K
- 以下に示すように、KI と反応してヨウ素を遊離します:
K
- 重クロム酸カリウムが第一鉄塩を酸化すると、第二鉄塩が得られます。この反応のバランスの取れた方程式は以下のとおりです:
K
- 次のように硫化水素を硫黄に酸化します:
K
塩化クロミル試験
塩化クロミル試験は、塩化物含有塩 (塩化物イオン) の一般的な実験室試験です。この試験では、二クロム酸カリウムと濃硫酸が塩化物塩と反応して、赤褐色の蒸気の形である塩化クロミルを生成します。反応の式は次のとおりです:
K
重クロム酸カリウムの使用
二クロム酸カリウムの基本的な用途は次のとおりです:
- 二クロム酸カリウムは、カリウム クロム ミョウバンの製造に一般的に使用されており、革なめし産業でも使用されています。
- この化合物は、クロム酸を製造するための原料として使用されます。次に、クロム酸はガラス製品の洗浄に使用され、ガラス製品のエッチング剤として機能します。ただし、危険な性質のため、その使用は非常に制限されています。
- この化合物は、染料、カーボン ブラック、ゼラチン、アラビアゴムなどの有機溶剤の硬化剤です。硬化した溶剤は、写真製版印刷プロセスで使用される金属印刷版の製造に使用されます。
- 建設業界では、コンクリート混合物の固化時間が長くなるため、セメントのブロックに使用され、密度と色が向上します。皮膚への長期暴露は、建設作業員に皮膚病を引き起こしますが.
- 写真業界では、二クロム酸カリウムを酸化剤として、また写真のスクリーン印刷に使用しています。
- 写真では、二クロム酸カリウムと希H2の溶液 SO4 ネガの作成に使用されます。
- スクリーン印刷業界でも、光にさらされると皮膚や革がなめされる性質があるため、これを使用しています。
- その非吸湿性により、優れた化学試薬となり、主にエタノール濃度の測定に使用されます。
- 35% 硝酸と二クロム酸カリウムの溶液は、シュベルター溶液と呼ばれます。銀などの金属とその純度の分析に使用されます。このテストでは、さまざまな純度の銀の色合いが異なります。
- 重クロム酸カリウムの紙がオレンジ色から緑色に変わり、二酸化硫黄の分析テストが行われます。
- 木材の研磨やなめしに使用され、表面に光沢のある仕上げが施されます。
重クロム酸カリウムの危険
この化合物は非常に有用ですが、厳重な注意が必要です。次のような二クロム酸カリウムの危険性があります:
- 発がん性が高いです。
- 長時間の暴露は、呼吸器官の損傷や死に至る可能性があります。
- 最大 40 グラム以上の経口摂取は、即死または人体への深刻な副作用につながります。
- 非常に腐食性が高く、摂取すると腸や胃の内壁をやけどする傾向があります。
- 光にさらされるだけでも、多尿、嘔吐、ゆるい動きなどの症状を引き起こす可能性があります。
- 重クロム酸カリウムに含まれるカリウムは、低血圧、心臓発作、心拍の機能不全、血管の詰まり、その他の合併症を引き起こす心臓病を引き起こす可能性があります。
- 重クロム酸カリウムを使用する実験室では、皮膚の火傷がよくある問題です。
- 重度の眼の損傷や失明の原因にもなります。
- 長期にわたる暴露は、生殖器疾患、胎児への害、男性の生殖能力の喪失、およびその他の遺伝的障害につながる可能性さえあります.
結論
二クロム酸カリウムは無臭の赤橙色の化合物で、実験室で酸化剤として広く使用されています。これは、塩化物イオンの分析に使用される有名な塩化クロミル試験の一部です。ただし、その腐食性により、試薬を使用する際には注意が必要です。わずかな暴露でも重大な危険を引き起こす可能性があるためです。
よくある質問
1.二クロム酸カリウムに触れるとどうなりますか?
A. 二クロム酸カリウムと接触すると、皮膚の火傷、発赤、および痛みを引き起こす可能性があります。目に入ると、角膜損傷や失明などの深刻な問題につながる可能性があります.
2.二クロム酸カリウムをどのように中和しますか?
A. 二クロム酸カリウムがこぼれた場合は、メタ重亜硫酸ナトリウムまたは重亜硫酸ナトリウムを使用して中和できます。
3.二クロム酸カリウムが優れた酸化剤である理由
A. 二クロム酸カリウムは、接触する元素がより電気陰性になり、それらの原子の酸化状態が増加するため、優れた酸化剤です。その酸化性は、酸性媒体で強化されます。
