Дихромовая кислота

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Дихромовая (двухромовая, бихромовая) кислота — сильная неорганическая кислота с формулой H₂Cr₂O₇. Образует соли — дихроматы — дихромат калия, дихромат натрия, дихромат аммония и др. Вторая из кислот, в которую входят атомы хрома в высшей степени окисления (+6). Структурная единица H₂Cr₂O₇ является продуктом конденсации (олигомеризации с выделением молекулы H₂O) двух структурных единиц хромовой кислоты H₂CrO₄ в кислой среде. Большинство солей дихромовой кислоты имеют оранжево-красный цвет. Данная кислота смертельно ядовита и канцерогенна как и другие соединения хрома со степенью окисления атомов хрома +6. Самая известная соль дихромовой кислоты — дихромат калия, или хромпик, являющийся сильным окислителем.

Получение

Получение дихромовой кислоты происходит, наряду с хромовой, трихромовой и тетрахромовой кислотами, при действии воды на оксид хрома(VI). Для избирательного получения дихромовой кислоты часто используется действие воды на избыток CrO₃, однако в растворе так или иначе присутствуют другие полихромовые кислоты.

$2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7$

Помимо гидролиза оксида хрома(VI), дихромовая кислота образуется в процессе окисления солей хрома(III) сильными окислителями, такими как метависмутаты, в сильнокислой среде:

$2\mathrm{C}\mathrm{r}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{B}\mathrm{i}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+6\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+3\mathrm{B}\mathrm{i}(\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3+3\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

При действии кислоты на хроматы или хромовую кислоту происходит конденсация анионов хромата с образованием анионов дихромата:

$2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Химические свойства

В сильнокислой среде анионы, содержащие хром(VI), олигомеризуются вплоть до тетрахромата (4 атома хрома(VI) в анионе) и, затем, гидратированного триоксида хрома полимерного строения:

$2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}\underset{-\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}}{\stackrel{2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}\underset{-\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}}{\stackrel{2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}_{10}{\phantom{A}}^{2-}\underset{-\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}}{\stackrel{2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_4\mathrm{O}{\phantom{A}}_{13}{\phantom{A}}^{2-}\underset{-\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}}{\stackrel{2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}}{\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}}}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\cdot n\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\downarrow$

Дихромовая кислота и её анион устойчивы только в подкисленном растворе, при добавлении достаточного количества щёлочи (основания) происходит расщепление аниона дихромата с образованием двух анионов хромата:

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+4\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶2\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

При добавлении небольшого количества основания возможно получение дихромата калия из дихромовой кислоты согласно кислотно-основному равновесию:

$2\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7⟶\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Аналогично кислоте, соли дихромовой кислоты — дихроматы — в щелочной среде переходят в хроматы, наблюдается пожелтение раствора:

$\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶2\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Применение

Реактив на серебро

Дихромовая кислота в смеси с серной применяется в качестве реактива на серебро. Данная реакция используется для обнаружения серебра: в присутствии ионов Ag⁺ выпадает тёмно-красный осадок дихромат серебра.

$\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+14\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+6\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}^{3+}+14\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$4\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+6\mathrm{A}\mathrm{g}+14\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}⟶3\mathrm{A}\mathrm{g}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}^{3+}+7\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Токсичность

Дихромовая кислота ядовита и канцерогенна, как и другие соединения шестивалентного хрома.