ХРОМАТЫ И ДИХРОМАТЫ

ХРОМАТЫ И ДИХРОМАТЫ. Хроматы – соли не существующей в свободном состоянии хромовой кислоты H₂CrO₄, получаемой лишь в виде водных растворов с концентрацией не выше 75%. Их получают при взаимодействии оксида хрома(VI) или раствора хромовой кислоты H₂CrO₄ с оксидами, гидроксидами, карбонатами металлов или при обменной реакции с участием растворимых солей-хроматов. Хорошо растворяются в воде хроматы щелочных металлов и магния, а для щелочноземельных металлов растворимость настолько резко снижается в ряду CaCrO₄ – SrCrO₄ – BaCrO₄ – RaCrO₄, что на этом удалось построить лабораторный способ разделения кальция, стронция и бария: хромат кальция не выпадает в осадок из миллимолярных (0,001 моль/л) растворов, а осадок хромата стронция, в отличие от хромата бария, растворяется под действием уксусной кислоты.

Кристаллические хроматы и их растворы в воде имеют желтый цвет. При их подкислении, например, добавлением небольшого количества разбавленной серной кислоты ионы CrO₄^2- превращаются в дихроматные ионы Cr₂O₇^2-, отщепляя воду, и приобретают оранжевый цвет:

2CrO₄^2- + 2 H₃O⁺ Cr₂O₇^2- + 3H₂O

В отличие от хроматов, почти все соли-дихроматы хорошо растворимы в воде. Дихроматы – сильные окислители. В кислой среде для них характерна полуреакция:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6 е- = 2Cr³⁺ + 7H₂O,

где каждый атом хрома(+VI) в анионе принимает по три электрона и превращается в катион Cr³⁺, тотчас же присоединяющий к себе молекулы воды, переходя в гексааквакатион. Раствор при этом становится зеленым.

Особые свойства у дихромата аммония: он легко разлагается. При слабом нагревании дихромат аммония (NH₄)₂Cr₂O₇ самовоспламеняется с выбрасыванием искр (этот опыт называют химическим вулканом) – раскаленных частичек оксида хрома(III) Cr₂O₃, газообразного азота N₂ и паров воды. Хромат калия K₂CrO₄ плавится без разложения при 968° С, а дихромат калия K₂Cr₂O₇ разлагается в соответствии с уравнением реакции:

4K₂Cr₂O₇ = 4K₂CrO₄ + 2 Cr₂O₃ + 3O₂

Наиболее широко применяются хромат и дихромат калия и дихромат аммония.

Хромат калия K₂CrO₄ – кристаллы желтого цвета, при нагревании краснеют. Кристаллогидратов не образует. Плотность 2,732 г/см³, температура плавления 968,3° С, растворимость при 20° С составляет 63,0 г/100 г воды.

Дихромат калия K₂Cr₂O₇ – оранжево-красные кристаллы, кристаллогидратов не образует, плотность 2,684 г/см³, плавится при 397° С (дальнейшее нагревание расплава ведет к разложению), растворимость при 20° С равна 12,48 г соли на 100 г воды. Техническое название дихромата калия K₂Cr₂O₇ - хромпик. Широко используется как окислитель в спичечной промышленности, пиротехнике и как реагент в хроматометрии.

Хроматометрия (точнее – дихроматометрия) – объемный (титриметрический) метод химического анализа (см. ТИТРОВАНИЕ), основанный на применении раствора K₂Cr₂O₇ определенной концентрации и позволяющий определить содержание восстановителей и некоторых катионов металлов.

Смесь равных объемов насыщенного на холоде раствора K₂Cr₂O₇ и концентрированной серной кислоты (хромовая смесь) обладает очень сильным окислительным действием и применяется в лабораториях для мытья химической посуды.

Дихромат аммония также не образует кристаллогидратов, но разлагается при нагревании. Это оранжевые кристаллы с плотностью 2,15 г/см³ и растворимостью 35,6 г/100 г воды (при 20° С). Удобный исходный реагент для получения высокочистого оксида хрома(III) (стойкий зеленый пигмент и составная часть некоторых катализаторов и известной смеси для полировки оптики – пасты ГОИ). Кроме того, дихромат аммония применяется как компонент светочувствительного слоя фотоматериалов и ряда пиротехнических составов, консервант древесины, окислитель в органическом синтезе и отбеливатель для жиров, воска и парафина.

Хроматы применяются также в качестве протравы при крашении, дубящих реагентов в кожевенном производстве, для протравы семян (K₂CrO₄), ингибиторов коррозии (CaCrO₄, BaCrO₄, ZnCrO₄), пигментов (баритовый желтый BaCrO₄, желтый крон PbCrO₄, красный крон Pb₂CrO₅) а также выступают в роли компонентов материалов для термохромных датчиков.

Хроматы встречаются в природе, в первую очередь это, например, минерал крокоит PbCrO₄. Именно этот минерал, привезенный во Францию с Урала («сибирский красный свинец»), послужил в 1797 сырьем для получения оксида хрома, из которого Никола Воклен впервые выделил новый элемент – хром. Другие хроматные минералы – лопецит (дихромат калия, калиевый хромпик), и тарапакаит (хромат калия) распространены значительно меньше.

Любовь Аликберова