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.