stringtranslate.com

Дихромат аммония

Дихромат аммония — неорганическое соединение с формулой (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 . В этом соединении, как и во всех хроматах и ​​дихроматах, хром находится в степени окисления +6 , обычно известной как шестивалентный хром . Это соль, состоящая из ионов аммония и ионов дихромата .

Дихромат аммония иногда называют Везувианским огнем из-за его использования в демонстрациях настольных «вулканов». [2] Однако эта демонстрация стала непопулярной в школах из-за канцерогенной природы соединения. Он также использовался в пиротехнике и на заре фотографии .

Характеристики

При комнатной температуре и давлении соединение существует в виде оранжевых, кислотных кристаллов, растворимых в воде и спирте . Образуется при воздействии хромовой кислоты на гидроксид аммония с последующей кристаллизацией. [3]

Кристалл (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (C2/c, z  = 4) содержит один тип иона аммония в узлах симметрии C 1 (2,3). Каждый NH+
4центр нерегулярно окружен восемью атомами кислорода на расстояниях N—O в диапазоне от примерно 2,83 до примерно 3,17 Å, что типично для водородных связей . [4]

Использует

Он использовался в пиротехнике и на заре фотографии, а также в литографии , как источник чистого азота в лаборатории и как катализатор . [5] Он также используется в качестве протравы для окрашивания пигментов, в производстве ализарина , хромовых квасцов , дубления кожи и очистки масла. [3]

Фоточувствительные пленки, содержащие поливиниловый спирт , дихромат аммония и фосфор, наносятся методом центрифугирования в виде водных суспензий при производстве фосфорного растра телевизионных экранов и других устройств. Дихромат аммония действует как фотоактивный участок. [6]

Реакции

Настольные вулканы и термическое разложение

Несколько капель этанола добавляют к небольшой кучке дихромата аммония ((NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ) и поджигают. Вылетают искры и образуется подобный пеплу продукт. Явление напоминает извержение вулкана. Реакция начинается при 180 °С, становясь самоподдерживающейся примерно при 225 °С. [7]
Разложение дихромата аммония

Демонстрация вулкана включает в себя поджигание кучи соли, что инициирует следующее экзотермическое превращение: [ 8]

(Нью-Гэмпшир)
4)
2Кр
2О
7 ( с ) → Кр
2О
3 ( с ) + Н
2 ( г ) + 4  Н
2O  ( г )  (Δ H = -429,1 ± 3 ккал/моль)

Как и нитрат аммония , он термодинамически нестабилен. [9] [10] Его реакция разложения завершается после начала, образуя объемный темно-зеленый порошкообразный оксид хрома (III) . Не весь дихромат аммония разлагается в этой реакции. Когда зеленый порошок вносится в воду, из оставшегося дихромата аммония получается желто-оранжевый раствор.

Наблюдения, полученные с помощью микроскопии с относительно большим увеличением во время кинетического исследования термического разложения дихромата аммония, предоставили доказательства того, что разложение соли происходит с участием промежуточной жидкой фазы, а не твердой фазы. Характерное потемнение (NH
4)
2Кр
2О
7кристаллов в результате начала разложения можно объяснить диссоциативной потерей аммиака, сопровождающейся прогрессирующей конденсацией анионов до Cr
3О2−
10, Кр
4О2−
13и т.д., в конечном итоге получая CrO
3. CrO
3был идентифицирован как возможный расплавленный промежуточный продукт, участвующий в (NH
4)
2Кр
2О
7разложение. [11]

Реакции окисления

Дихромат аммония является сильным окислителем и реагирует, часто бурно, с любым восстановителем . Чем сильнее восстановитель, тем бурнее реакция. [9] Он также использовался для ускорения окисления спиртов и тиолов . Дихромат аммония в присутствии Mg(HSO4 ) 2 и влажного SiO2 может действовать как очень эффективный реагент для окислительной связи тиолов в условиях без растворителя. Реакции дают достаточно хорошие выходы в относительно мягких условиях. [12] Соединение также используется при окислении алифатических спиртов до соответствующих им альдегидов и кетонов в ZrCl4 / влажном SiO2 в условиях без растворителя, снова с относительно высокими выходами. [13] [14]

Безопасность

Дихромат аммония, как и все соединения хрома (VI), очень токсичен и является доказанным канцерогеном. [15] Он также является сильным раздражителем.

Инциденты

В герметичных контейнерах дихромат аммония может взорваться при нагревании. [9] В 1986 году двое рабочих погибли и 14 получили ранения на предприятии Diamond Shamrock Chemicals в Аштабуле, штат Огайо , когда 2000 фунтов (910 кг) дихромата аммония взорвались во время сушки в нагревателе. [16]

Ссылки

  1. ^ abc Sigma-Aldrich Co. , Дихромат аммония. Получено 20 июля 2013 г.
  2. ^ "Вулкан дихромата аммония". Химия оживает! . J. Chem. Educ.(ссылка не работает 29 марта 2021 г.)
  3. ^ ab Richard J. Lewis Hawley's Condensed Chemical Dictionary . Wiley & Sons, Inc: Нью-Йорк, 2007 ISBN 978-0-471-76865-4 
  4. ^ Keresztury, G.; Knop, O. (1982). "Инфракрасные спектры иона аммония в кристаллах. Часть XII. Низкотемпературные переходы в дихромате аммония, (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ". Can. J. Chem. 60 (15): 1972–1976. doi :10.1139/v82-277.
  5. ^ Прадьот Патнаик. Справочник по неорганическим химикатам . McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-049439-8 
  6. ^ Havard, JM; Shim, SY; Fr; eacute; chet, JM (1999). «Разработка фоторезистов с уменьшенным воздействием на окружающую среду. 1. Водорастворимые резисты на основе фотосшивания поливинилового спирта». Chem. Mater. 11 (3): 719–725. doi :10.1021/cm980603y.
  7. ^
    Спланировано и проведено Мариной Стояновской, Михой Буклески и Владимиром Петрушевским, химический факультет, FNSM, Университет святых Кирилла и Мефодия , Скопье, Македония.
  8. ^ Нойгебауэр, Калифорния; Маргрейв, Дж. Л. (1957). «Тепловое образование дихромата аммония». J. Phys. Chem. 61 (10): 1429–1430. doi :10.1021/j150556a040.
  9. ^ abc Young, AJ (2005). "CLIP, Chemical Laboratory Information Profile: Ammonium Dichromate". J. Chem. Educ. 82 (11): 1617. doi :10.1021/ed082p1617. Архивировано из оригинала 2008-09-05 . Получено 2009-06-14 .
  10. ^ GAP Dalgaard; AC Hazell; RG Hazell (1974). «Кристаллическая структура дихромата аммония, (NH4)2Cr2O7». Acta Chemica Scandinavica . A28 : 541–545. doi : 10.3891/acta.chem.scand.28a-0541 .
  11. ^ Гэлвей, Эндрю К.; Пёппл, Ласло; Раджам, Сундара (1983). «Механизм расплава для термического разложения дихромата аммония». J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 79 ( 9): 2143–2151. doi :10.1039/f19837902143.
  12. ^ Ширини, Ф.; и др. (2003). «Окисление тиолов без растворителя с помощью (NH4)2Cr2O7 в присутствии Mg(HSO4)2 и влажного SiO2». Журнал химических исследований . 2003 : 28–29. doi : 10.3184/030823403103172823 . S2CID  197126514.
  13. ^ Ширини, Ф.; и др. (2001). «ZrCl4/влажный SiO2 способствовал окислению спиртов с помощью (NH4)2Cr2O7 в растворе и без растворителя». J. Chem. Research (S) . 2001 (11): 467–477. doi : 10.3184/030823401103168541 . S2CID  197118772.
  14. ^ F. Shirini; MA Zolfigol; FOO† и M. Khaleghi (2003). «Окисление спиртов с использованием (NH4)2Cr2O7 в присутствии хлорида кремния/влажного SiO2 в растворе и в условиях отсутствия растворителя». Bull. Korean Chem. Soc. 24 (7): 1021–1022. doi : 10.5012/bkcs.2003.24.7.1021 .
  15. ^ Волкович, ВА; Гриффитс, ТР (2000). «Каталитическое окисление аммиака: искрометный эксперимент». Журнал химического образования . 77 (2): 177. Bibcode : 2000JChEd..77..177V. doi : 10.1021/ed077p177.
  16. ↑ Даймонд, С. (19 января 1986 г.). «Химический взрыв в Огайо». The New York Times . стр. 22.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Дихромат аммония .