Kyselina chromová - Chromic acid - Wikipedia

Kyselina chromová
Strukturní vzorce kyseliny dichromové (vlevo) a kyseliny chromové (vpravo)
Kyselina chromová 3D BallStick.png
Jména
Název IUPAC
Kyselina chromová
Systematický název IUPAC
Dihydroxidodioxidochromium
Ostatní jména
Kyselina chromová (VI)
Kyselina tetraoxochromová
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Informační karta ECHA100.028.910 Upravte to na Wikidata
Číslo ES
  • 231-801-5
25982
UNII
UN číslo1755 1463
Vlastnosti
H
2CrO
4

nebo H
2Cr
2Ó
7

VzhledTmavě červené krystaly
Hustota1,201 g cm−3
Bod tání 197 ° C (387 ° F; 470 K)
Bod varu 250 ° C (482 ° F; 523 K) (rozkládá se)
169 g / 100 ml
Kyselost (strK.A)-0,8 až 1,6
Konjugovaná základnaChroman a dichroman
Nebezpečí
Hlavní nebezpečívysoce toxický, karcinogenní, žíravý
Piktogramy GHSGHS03: OxidujícíGHS05: ŽíravýGHS06: ToxickýGHS07: Zdraví škodlivýGHS08: Nebezpečí pro zdravíGHS09: Nebezpečnost pro životní prostředí
Signální slovo GHSNebezpečí
H271, H300, H301, H310, H314, H317, H318, H330, H334, H340, H341, H350, H361, H372
P201, P202, P210, P220, P221, P260, P261, P262, P264, P270, P271, P272, P273, P280, P281, P283, P284, P285, P301 + 310, P301 + 330 + 331, P302 + 350, P302 + 352, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P304 + 341
NFPA 704 (ohnivý diamant)
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC):
51,9 mg / kg (H2CrO4· 2Na, krysa, orální)[2]
NIOSH (Limity expozice USA pro zdraví):
PEL (Dovolený)
PEL 0,005 mg / m3[1]
REL (Doporučeno)
PEL 0,001 mg Cr (VI) / m3[1]
IDLH (Okamžité nebezpečí)
15 mg Cr (VI) / m3[1]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

Termín kyselina chromová se obvykle používá pro směs vyrobenou přidáním koncentrovaného kyselina sírová do a dichroman, které mohou obsahovat různé sloučeniny, včetně pevných látek oxid chromitý. Tento druh kyseliny chromové lze použít jako čisticí směs na sklo. Kyselina chromová může také odkazovat na molekulární druhy, H2CrO4 z toho je oxid anhydrid. Kyselina chromová obsahuje chrom v oxidační stav +6 (nebo VI). Je silný a korozivní oxidační činidlo.

Molekulární kyselina chromová

Částečný diagram převahy pro chromát

Molekulární kyselina chromová, H2CrO4, má mnoho společného s kyselina sírová, H2TAK4. Jako součást 7 lze klasifikovat pouze kyselinu sírovou silné kyseliny seznam. Díky zákonům vztahujícím se k pojmu „ionizační energie prvního řádu“ se první proton ztratí nejsnadněji. Chová se extrémně podobně jako deprotonace kyseliny sírové. Vzhledem k tomu, že proces polyvalentní acidobazické titrace má více než jeden proton (zejména když kyselina je výchozí látkou a báze je titrant), mohou protony opouštět kyselinu pouze jeden po druhém. První krok je tedy následující:

H2CrO4 ⇌ [HCrO4]− + H+

The pK.A protože rovnováha není dobře charakterizována. Hlášené hodnoty se pohybují mezi asi -0,8 až 1,6.[3] Hodnota na nule iontová síla je obtížné určit, protože k poloviční disociaci dochází pouze ve velmi kyselém roztoku, přibližně při pH 0, tj. s koncentrací kyseliny přibližně 1 mol dm−3. Další komplikací je, že iont [HCrO4]− má výraznou tendenci dimerizovat se ztrátou molekuly vody za vzniku dichromanového iontu [Cr2Ó7]2−:

2 [HCrO4]− ⇌ [Cr2Ó7]2− + H2Ó      logK.D = 2.05.

Kromě toho může být dichroman protonován:

[HCr2Ó7]− ⇌ [Cr2Ó7]2− + H+      pK. = 1.8[4]

StrK. hodnota této reakce ukazuje, že ji lze při pH> 4 ignorovat.

Ztráta druhého protonu nastává v rozmezí pH 4–8, čímž vzniká iont [HCrO4]− A slabá kyselina.

Molekulární kyselinu chromovou lze v zásadě vyrobit přidáním oxidu chromitého do vody (srov. výroba kyseliny sírové ).

CrO3 + H2⇌ H2CrO4

ale v praxi k reverzní reakci dochází, když je molekulární kyselina chromová dehydratovaný. To se stane, když se do roztoku dichromanu přidá koncentrovaná kyselina sírová. Nejprve se barva změní z oranžové (dichroman) na červenou (kyselina chromová) a poté se ze směsi vysrážejí tmavě červené krystaly oxidu chromitého bez další změny barvy. Barvy jsou kvůli LMCT přechody.

Oxid chromitý je anhydrid molekulární kyseliny chromové. Je to Lewisova kyselina a může reagovat s Lewisovou bází, jako je pyridin v nevodném prostředí, jako je dichlormethan (Collinsovo činidlo ).

Kyselina dichromová

Kyselina dichromová, H2Cr2Ó7 je plně protonovaná forma dichromanového iontu a lze ji také považovat za produkt přidání oxidu chromitého k molekulární kyselině chromové. Kyselina dichromová se bude chovat stejně přesně při reakci s aldehydem nebo ketonem. Výhradou tohoto tvrzení však je, že sekundární keton nebude oxidován dále než keton a kyselina dichromová bude oxidovat pouze aldehyd. Aldehyd bude oxidován na keton pro první krok mechanismu a znovu oxidován na karboxylovou kyselinu, v závislosti na žádné významné sterické překážce bránící této reakci. Totéž by se stalo s PCC, pokud jde o oxidaci sekundárního ketonu, mírnějšího oxidačního činidla. Kyselina dichromová podléhá následující reakci:

[Cr2Ó7]2− + 2 hodiny+ ⇌ H2Cr2Ó7 ⇌ H2CrO4 + CrO3

Pravděpodobně je přítomen ve směsích pro čištění kyseliny chromové spolu se směsnou kyselinou chromosírovou H2CrSO7.[Citace je zapotřebí ]

Použití

Kyselina chromová je meziprodukt při chromování a používá se také v keramických glazurách a barevných sklech. Protože roztok kyseliny chromové v kyselině sírové (také známý jako a sulfochromní směs nebo kyselina chromosírová) je silný oxidační činidlo, dá se na to zvyknout čistý laboratorní sklo, zejména jinak nerozpustných organických zbytků. Tato aplikace odmítla z důvodu ochrany životního prostředí.[5] Kyselina dále zanechává stopová množství paramagnetické chromické ionty - Cr (III) - které mohou interferovat s určitými aplikacemi, jako je např NMR spektroskopie. To platí zejména pro NMR zkumavky.[6]

Kyselina chromová byla široce používána v průmyslu oprav hudebních nástrojů díky své schopnosti „rozjasnit“ syrově mosaz. Dip kyseliny chromové zanechává za sebou jasně žlutou patina na mosazi. Kvůli rostoucím obavám o zdraví a životní prostředí přestalo mnoho lidí používat tuto chemickou látku ve svých opravnách.

Bylo použito v Barva na vlasy ve čtyřicátých letech pod názvem Melereon.[7]

Používá se jako bělidlo v černobílém fotografickém zpracování obrácení.[8]

Reakce

Kyselina chromová je schopna oxidovat mnoho druhů organické sloučeniny a bylo vyvinuto mnoho variant tohoto činidla:

Ilustrativní transformace

Použití v kvalitativní organické analýze

v organická chemie, zředit řešení kyseliny chromové lze použít k oxidaci primární nebo sekundární alkoholy na odpovídající aldehydy a ketony. Terciární alkohol skupiny nejsou ovlivněny. Kvůli oxidace je signalizována změnou barvy z oranžové na modrozelenou, kyselina chromová se používá jako kvalitativní analytický test na přítomnost primárního nebo sekundární alkoholy.[9]

Alternativní činidla

V oxidacích alkoholy nebo aldehydy do karboxylové kyseliny, kyselina chromová je jedním z několika činidel, včetně několika, které jsou katalytické. Například soli niklu (II) katalyzují oxidaci pomocí bělidlo (chlornan).[14] Aldehydy jsou relativně snadno oxidovány na karboxylové kyseliny a jsou mírné oxidační činidla jsou dostatečné. K tomuto účelu byly použity sloučeniny stříbra. Každý oxidant nabízí výhody a nevýhody. Místo použití chemických oxidantů je často možná elektrochemická oxidace.

Bezpečnost

Šestimocný chrom sloučeniny (včetně oxidu chromitého, kyselin chromitých, chromanů, chlorchromanů) jsou toxický a karcinogenní. Z tohoto důvodu se oxidace kyseliny chromové nepoužívá v průmyslovém měřítku s výjimkou letecký a kosmický průmysl průmysl.

Oxid chromitý a kyseliny chromové jsou silná oxidační činidla a při smíchání se snadno oxidovatelnými organickými látkami mohou prudce reagovat. Mohlo by dojít k požáru nebo výbuchu.

Kyselina chromová popáleniny jsou ošetřeny ředidlem thiosíran sodný řešení.[15]

Poznámky

  1. ^ A b C NIOSH Kapesní průvodce chemickými nebezpečími. "#0138". Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  2. ^ „Kyselina chromová a chromany“. Koncentrace bezprostředně nebezpečné pro život a zdraví (IDLH). Národní institut pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (NIOSH).
  3. ^ Databáze IUPAC SC Komplexní databáze publikovaných údajů o rovnovážných konstantách kovových komplexů a ligandů
  4. ^ Brito, F .; Ascanioa, J .; Mateoa, S .; Hernándeza, C .; Araujoa, L .; Gili, P .; Martín-Zarzab, P .; Domínguez, S .; Mederos, A. (1997). „Rovnováhy chromanových (VI) druhů v kyselém prostředí a ab initio studie těchto druhů“. Mnohostěn. 16 (21): 3835–3846. doi:10.1016 / S0277-5387 (97) 00128-9.
  5. ^ J. M. McCormick (2006-06-30). „Čištění skla“. Trumanská státní univerzita. Archivovány od originál dne 7. 12. 2008. Citováno 2010-12-18.
  6. ^ „NMR-010: Správné postupy čištění pro zkumavky se vzorky NMR“. Wilmad. Archivovány od originál dne 2008-05-13. Citováno 2008-06-27.
  7. ^ „Watson v Buckley, Osborne, Garrett & Co Ltd a Wyrovoys Products Ltd [1940] 1 Vše ER 174“.
  8. ^ „Fomapan R“ (PDF). Fomapan R.. Foma. Citováno 6. dubna 2016.
  9. ^ A b C Freeman, F. Encyklopedie činidel pro organickou syntézu „Kyselina chromová“ (2001) John Wiley & Sons, doi:10.1002 / 047084289X.rc164
  10. ^ Kamm O .; Matthews, A. O. (1941). "pKyselina nitrobenzoová ". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 1, str. 392
  11. ^ Grummitt, O .; Egan, R .; Buck, A. „Kyselina homoftalová a anhydrid“. Organické syntézy.; Kolektivní objem, 3449 (1955
  12. ^ Eisenbraun, E. J. „Cyklooktanon“. Organické syntézy.; Kolektivní objem, 5, str. 310 (1973
  13. ^ Meinwald, J .; Crandall, J .; Hymans W. E. "Nortricyclanone". Organické syntézy.; Kolektivní objem, 5, str. 866
  14. ^ J. M. Grill; J. W. Ogle; S. A. Miller (2006). „Efektivní a praktický systém pro katalytickou oxidaci alkoholů, aldehydů a α, β-nenasycených karboxylových kyselin“. J. Org. Chem. 71 (25): 9291–9296. doi:10.1021 / jo0612574. PMID  17137354.
  15. ^ Hettiaratchy, Shehan; Dziewulski, Peter (12.6.2004). "Patofyziologie a typy popálenin". BMJ: British Medical Journal. 328 (7453): 1427–1429. doi:10.1136 / bmj.328.7453.1427. ISSN  0959-8138. PMC  421790. PMID  15191982.

Reference

externí odkazy