Kaliumdikromaatti (K2Cr2O7) – määritelmä, ominaisuudet ja käyttö

Kaliumdikromaatti (K2Cr2O7) – selkeä määritelmä, kemialliset ominaisuudet ja käytöt laboratoriossa ja teollisuudessa sekä turvallisuusohjeet. Lue lisää.

Kaliumdikromaatti on kemiallinen yhdiste, joka muodostuu kalium- ja dikromaatti-ioneista. Sen kemiallinen kaava on K₂Cr₂O₇ (tunnetaan lyhenteellä K2Cr2O7). Kromi on näissä yhdisteissä hapetusasteeltaan +6 eli kyseessä on hexavalentti kromiyhdiste.

Kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

• Ulkonäkö: oranssinpunaiset, kiteiset tai jauhemaiset kiteet.
• Moolimassa: noin 294,2 g·mol^-1.
• Liukoisuus: liukenee hyvin veteen, mutta huonosti orgaanisiin liuottimiin; muodostaa vesiliuoksen, joka on oranssi.
• Rakenne: dikromaatti-ioni Cr₂O₇²⁻ koostuu kahdesta tetraedrisesta kromi(VI)-keskuksesta, jotka ovat liittyneet yhteisen happiatomin kautta.
• Käyttäytyy vahvana hapettimena erityisesti happamassa ympäristössä.

Keskeiset reaktiot ja redoksikäyttäytyminen

• pH-riippuvainen tasapaino kromaatin ja dikromaattin välillä:
  2 CrO₄²⁻ + 2 H⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + H₂O
  hapantaessa tasapaino siirtyy dikromaattiin, emäksisemmässä ympäristössä kromaatiksi.
• Dikromaatti on voimakas hapetin; pelkistymispuoli voidaan kirjoittaa:
  Cr₂O₇²⁻ + 14 H⁺ + 6 e⁻ → 2 Cr³⁺ + 7 H₂O
  Tämän redoksiparin standardipotentiaali on noin +1.33 V (Cr(VI)/Cr(III)).

Käyttö

Kaliumdikromaattia on käytetty monissa sovelluksissa sen hapettavien ominaisuuksien vuoksi, mutta käyttöä on vähennetty turvallisuus- ja ympäristösyistä. Tyypillisiä käyttökohteita ovat:

• analyyttinen kemia: titrausaine ja standardi redoksititroinneissa;
• orgaaninen synteesi: hapetusreaktioissa (esim. alkoholin hapetus karbonyyliyhdisteeksi), vaikka turvallisemmat vaihtoehdot ovat yleistyneet;
• teollisuuden prosessit: pigmenttien ja väriaineiden valmistus, sekä aiemmin muun muassa nahan parkitsemisessa ja valokuvateollisuudessa;
• teollinen puhdistus, etsaus ja korroosionesto joissain erityissovelluksissa (nykysääntelyssä käytön rajoituksia).

Vaarat ja ympäristövaikutukset

• Hyvin myrkyllinen ja syöpävaarallinen: kromi(VI)-yhdisteet ovat todettu ihmisille karsinogeenisiksi (IARC-luokitus). Ne voivat aiheuttaa hengitysteiden, ihon ja silmien ärsytystä, vakavia palovammoja ja pitkäaikaisia terveysvaurioita.
• Ympäristöhaitta: vesistöihin päästessään hexavalentti kromi on erittäin haitallinen vesieliöille ja se säilyy ympäristössä pitkään. Monet maat säätelevät käyttöä ja päästöjä tiukasti.
• Palovaara: itse aine ei ole palava, mutta se on voimakas hapetin ja voi voimistaa orgaanisten aineiden palamista tai aiheuttaa räjähtäviä reaktioita sekoittuessaan palavien materiaalien kanssa.

Käsittely, varastointi ja suojaus

• Työskentely tapahtuu aina vetokaapissa tai hyvin ilmastoidussa tilassa.
• Käytä suojakäsineitä (esim. nitriili tai kemikaalikestävä), suojalaseja tai kokonaamaria tarvittaessa ja kemikaalinkestävää suojavaatetusta.
• Vältä pölyn muodostumista ja hengittämistä; tarvittaessa käytä sopivaa hengityssuojainta.
• Säilytä alkuperäispakkauksessa kuivassa, viileässä ja hyvin ilmastoidussa paikassa erillään pelkistävistä aineista ja orgaanisista materiaaleista.

Ensiapu ja jätehuolto

• Ihokosketus: huuhtele runsaalla vesimäärällä vähintään 15 minuuttia, poista saastunut vaatetus ja hakeudu lääkäriin.
• Silmäkosketus: huuhtele varovasti vedellä vähintään 15 minuuttia ja hakeudu välittömästi silmälääkärin hoitoon.
• Hengittäminen: vie henkilö raittiiseen ilmaan ja pidä lämpimänä; hakeudu lääkärin hoitoon jos oireita ilmenee.
• Nielemien: älä oksennuta ellei lääkäri kehota; hakeudu välittömästi lääkärin hoitoon.
• Jätteen käsittely: dikromaattijätteet luokitellaan vaaralliseksi jätteeksi. Usein jätteet kemiallisesti pelkistetään ensin Cr(III)-muotoon (esim. rautasulfaatilla tai rikkidioksidilla) ja saostetaan sitten hydroksidina ennen asianmukaista hävitystä viranomaismääräysten mukaisesti.

Sääntely ja vaihtoehdot

Monissa maissa kaliumdikromaattia ja muita kromi(VI)-yhdisteitä koskevat tiukat rajoitukset niiden toksisuuden vuoksi. Teollisuudessa ja laboratoriossa pyritään korvaamaan dikromaatti vähemmän vaarallisilla hapettimilla, kuten permanganaatilla, peroksidilla tai selektiivisemmillä orgaanisilla hapettimilla riippuen käyttötarkoituksesta.

Yhteenvetona: Kaliumdikromaatti on tehokas hapetin ja monikäyttöinen kemikaali, mutta sen käyttö on merkittävästi rajoitettua ja säädeltyä korkean myrkyllisyyden ja karsinogeenisuuden vuoksi. Turvallinen käsittely, asianmukainen suojaus ja jätteiden huolellinen käsittely ovat välttämättömiä.

Hae kirjaimella