的重铬酸钠是式Na2Cr2O7的无机化合物。它是六价铬(Cr VI)的许多化合物之一。其盐结构如图1所示,尽管该盐通常以其二水合形式处理,其分子式为Na2Cr2O7·H2O。
它在钠分子和带负电的氧之间具有两个离子键。从重铬酸钠提取铬矿石。每年生产数百万公斤的重铬酸钠。
图1:重铬酸钠的结构
中国是重铬酸钠的最大生产国,但是与哈萨克斯坦年产量超过10万吨的工厂相比,中国化工厂的产量相对较低,每年不到5万吨。
俄罗斯,美国和英国的工厂每年的中间产量在50,000到100,000吨之间(Kogel,2006年)。
就反应性和外观而言,重铬酸钠具有与重铬酸钾相似的性质,但是,钠盐比钾盐更易溶于水并且具有较低的当量重量。
重铬酸钠加热时会产生有毒的铬烟气。它是一种强氧化剂,具有很高的腐蚀性。
可以从不同的工业过程(如镀锌或电镀技术,皮革鞣制和纺织品制造)的受污染饮用水源中发现该化合物。
物理和化学特性
重铬酸钠由具有单斜晶结构的晶体组成,其无水呈红橙色,无臭味。无水形式的分子量为261.97 g / mol,二水合物形式的分子量为298.00 g / mol。
其熔点为356.7摄氏度,在其分解时的沸点为400摄氏度。它的密度为2.52 g / ml。
图2:重铬酸钠的外观
重铬酸钠的外观如图2所示。在25摄氏度下,其在水中的溶解度为187 g / 100克,在19.4摄氏度下在乙醇中的溶解度为513.2克/升(国家生物技术信息中心,nd)。
如果在建议的条件下储存,它被认为是稳定的化合物,并且不易燃。由于它是强氧化剂,因此具有腐蚀性,在溶液中为酸,具有在1%w / v溶液中将pH降至4的能力。
生产方式
铬酸钠可以通过处理硫酸,二氧化碳或两者的组合的连续过程转化为重铬酸盐。
重铬酸钠溶液的蒸发引起硫酸钠和/或碳酸氢钠的沉淀,并且在重铬酸钠的最终结晶之前将这些化合物除去。
重铬酸钠可以通过三步法制备:
- 碱性焙烧亚铬酸盐的氧化条件
- 浸出。通过液体溶剂的作用从混合物中提取可溶性物质
- 借助于酸将单铬酸钠转化为重铬酸钠。
无水重铬酸钠可通过将重铬酸钠二水合物熔融,使重铬酸盐水溶液在86摄氏度以上结晶或在喷雾干燥器中干燥重铬酸钠溶液来制备。
69%和70%w / v的重铬酸钠溶液被用作一种方便且具有成本效益的运输方式,避免了手动处理或晶体溶解的需要。
反应性和危害
它是一种强氧化剂。与强酸不相容。接触可燃材料可能引起火灾。在热或火的存在下会形成有毒的氧化铬烟雾。
重铬酸盐和硫酸与有机残留物的众所周知的“铬酸混合物”引起剧烈的放热反应。该混合物与丙酮残留物的结合也导致剧烈反应。
重铬酸盐和硫酸与醇,乙醇和2-丙醇的结合会引起剧烈的放热反应。由于发生许多重铬酸-硫酸与可氧化有机物质混合的事件,因此最好避免这种相互作用。
重铬酸盐与肼的结合具有爆炸性,通常可以预期重铬酸盐与胺的反应剧烈。将脱水重铬酸盐加到乙酸酐中会导致最终爆炸性放热反应。
硼,硅和重铬酸盐形成烟火混合物。乙酸,2-甲基-2-戊烯醛和重铬酸盐的混合物导致反应猖reaction(Chemical Datasheet Sodium Dichromate。,2016)。
呼吸灰尘或薄雾会导致呼吸道刺激,有时类似于哮喘。可能会发生间隔穿孔。被认为是毒药。
摄入会引起呕吐,腹泻,以及非常不寻常的胃和肾并发症。接触眼睛或皮肤会引起局部刺激。反复接触皮肤会引起皮炎。
重铬酸钠对人类有致癌作用。有证据表明六价铬或Cr(VI)化合物可导致人类肺癌。重铬酸钠已被证明可引起动物肺癌。
尽管重铬酸钠尚未被确定为具有致畸或生殖危险的化合物,但众所周知六价铬或Cr(VI)化合物是致畸物,会引起生殖危害,例如降低生育力和干扰月经周期。 。
重铬酸钠会引起肝肾损害,因此必须格外小心(新泽西州卫生署,2009)。
食入的受害者应喝水或牛奶;永远不要催吐。万一接触到皮肤或眼睛,应视作酸灼伤。用水冲洗眼睛至少15分钟。
外部病变可用2%硫代硫酸钠溶液擦拭。在任何情况下都应咨询医生。
用途和应用
除了在制造其他铬化学品中的重要性外,重铬酸钠还具有许多直接用途,可用于生产以下产品:
- 金属表面处理:它有助于抵抗腐蚀和清洁金属表面,还有助于提高涂料的附着力。
- 有机产品:在制造维生素K和蜡等产品时用作氧化剂。
- 颜料:用于制造无机铬酸盐颜料,可产生一系列对光稳定的颜色。某些等级的铬酸盐也可用作底漆和底漆的腐蚀抑制剂。
- 陶瓷:用于制备有色玻璃和陶瓷釉。
- 纺织品:用作酸性染料的媒染剂,可增强其快速着色性能。
- 硫酸铬生产。
(重铬酸钠。几乎所有其他铬化合物的基础。2010-2012年)
重铬酸钠二水合物,非常适合在各种条件下使用,包括高温应用,例如陶瓷釉和有色玻璃。
比其他金属氧化物(例如钛或铁)坚硬的氧化铬非常适合温度和工艺条件苛刻的环境。
该物质主要用于生产其他铬化合物,但也用于生产石油的膨润土污泥,木材防腐剂,有机化学品的生产中以及用作腐蚀抑制剂。
当与重铬酸铝钾混合时,通过铝热工艺,氧化铬产生高纯度的金属铬。这是用于航空航天业的高性能超级合金生产中的重要成分。
在有机合成中,在硫酸存在下的氧化还原反应中,重铬酸钠被用作氧化剂。
图3.重铬酸钠在有机合成中的用途。
例如,对硝基甲苯的氧化形成对硝基苯甲酸,正丁醇的氧化形成正丁醛,由环己醇形成环己酮和己二酸的形成,如图3.1所示。 ,分别为3.2、3.3和3.4(VK Ahluwalia,2004年)。
生物化学
雄性大鼠气管内滴加重铬酸钠(CrVI)和醋酸铬氢氧化铬(CrIII)导致暴露后长达72小时的全血,血浆和尿液中铬的浓度增加;暴露后6小时达到峰值浓度。
对于Cr(VI)和Cr(III)处理,全血铬与血浆铬浓度的比率显着不同。因此,应使用血液铬和血浆铬测试来评估铬暴露量。
在外周淋巴细胞中也检测到铬。处理后,淋巴细胞中的Cr(VI)明显积累,而Cr(III)则没有。这些细胞有潜力用作生物标志物,以评估铬化合物的暴露程度(Hooth,2008年)。
参考文献
- 化学数据表重铬酸钠。(2016)。取自客串化学品:cameochemicals.noaa。
- Hooth,MJ(2008)。二水合重铬酸钠的毒理学和致癌研究的技术报告。美国国立卫生研究院。
- Kogel,JE(2006)。工业矿物与岩石:商品,市场和用途第七版。利特尔顿科罗拉多:采矿,冶金和勘探协会。
- 国家生物技术信息中心。(科幻)。PubChem化合物数据库;CID = 25408。从pubchem.com检索:pubchem.ncbi.nlm.nih.gov。
- 新泽西州卫生署。(2009年11月)。危险物质情况说明书重铬酸钠。取自nj.gov:nj.gov。
- 重铬酸钠。几乎所有其他铬化合物的基石。(2010-2012)。取自elementis铬:elementischromium.com
- K.Ahluwalia,RA(2004)。综合实用有机化学:制备方法和定量分析。德里:大学出版社(印度)。