Хромовая кислота получение. Хромовая кислота: свойства и применение. Физические и химические свойства хромовой кислоты
Свойства хромовой кислоты
Формула хромовой кислоты : — H 2 CrO 4 . В растворах и расплавах она распадается на ионы, становясь электролитом, то
есть, веществом проводящим ток. Диссоциация хромовой кислоты бывает полной, или частичной.
То есть, на ионы может распасться не 100% вещества, а лишь доля от него. В большинстве случаев диссоциация незавершенная. Поэтому, раствор хромовой кислоты относится к электролитам средней силы. То же можно сказать о расплавах вещества. Чистое же соединение ток не проводит.
Хромовая кислота свойства имеет, во многом зависящие от степени окисления основного элемента. Наиболее стабильными состояниями являются +2 и +3. Однако, в кислоте хром окислен до +6-ти.
Эта степень для элемента устойчивой не является. Поэтому, хром в кислоте легко вступает в химические реакции. В частности, соединение образует соли. Они являются активными окислителями.
Это значит, что любая соль хромовой кислоты в процессе взаимодействия с другими веществами забирает у них электроны. Большинство окислителей запускают горение. Однако, соли героини статьи еще и ядовиты.
Так сложилось, что наиболее ядовиты именно 6-валентные соединения хрома. На предприятиях, где приходится их вдыхать, велика доля болеющих раком гортани и, вообще, дыхательных путей.
Попадая на слизистые, хроматы (так именуют соли кислоты) раздражают их, вызывают ожоги. При поступлении ядов с пищей, поражается желудочно-кишечный тракт.
По степени окисления хрома и воздействию хромовой кислоты на организм, становится понятно, что рассматриваемое соединение сильное. Героиня статьи даже металлы растворяет.
Противостоят кислоте лишь алюминий и железо. На них в ходе реакции образуется оксидная пленка - надежная «крепостная стена», преодолеть которую у окислителя не получается.
В ходе реакций кислоты не с чистыми металлами, а некоторыми их соединениями, рождается вода. Дополняют ее хроматы металлов. Так, взаимодействие с гидроксидом калия дает хромат калия. Он же получится в ходе реакции с оксидом металла.
Существует, так же, оксид самой хромовой кислоты. Ангидрит, — вот его научное название. Вещество тоже кристаллическое и тоже красное. Собственно, алый цвет - это тон 6-валентного хрома. В растворах он тоже красный.
Но, при малой концентрации, жидкость может получиться оранжевой и даже желтой. Справедливости ради, заметим, что 3-валентный хром придает соединениям зеленые и голубоватые тона.
Добыча хромовой кислоты
В свободном виде хромовая кислота не встречается. Поэтому, получают кислоту из хроматов и прочих соединений. В качестве сырья часто используют бихроматы доступных щелочных металлов.
Они в природе встречаются. Возьмем, к примеру, бихромат калия. Это минерал кроконт. Кислоту из него можно выделить в присутствии анода из клапанного металла. Так именуют сплавы, выдерживающие солидные механические и температурные нагрузки.
В случае с хромовой кислотой предпочтителен титан. Покрывают анод из него благородным металлом. Напыление гальваническое. То есть, частицы благородного сырья осаждены на анод из расплава. Предпочтительно использование платины и иридия.
Получение хромовой кислоты ведется из раствора бихромата. Его электролиз мембранный. Это значит, что анод в растворе разделен с катодом. Меж ними встает мембрана. Для успеха реакции нужно выдержать температуру около 100-та градусов и определенную плотность тока.
Для кристаллизации хромовой кислоты из раствора требуется небольшое снижение температуры и изменение плотности тока. Загвоздка метода состоит в быстром изнашивании анода.
Он не переживает 50-дневный срок, делая затруднительным промышленное получение хромовойкислоты. Однако, есть методы установки на электролизере стабильного напряжения. Это продлевает службу анода.
Применение хромовой кислоты
Способность соединения разъедать металлы пользуется для нанесения на них рельефа. Главное избирательно воздействовать реагентом на поверхность и не передержать средство. Итогом становитсяхудожественное оформление металлов и сплавов. Так что, в ювелирном деле хромовая кислота, все же, участвует, хоть и не в качестве вставок в перстни да кулоны.
Способностью кислоты протравливать металлы, то есть, снимать с них верхний слой, пользуется и в автомобильной промышленности. Перед окрашиванием детали машин обрабатывают реагентом, убирая неровности, шероховатости.
Но, основное применение хромового соединения в автомобилестроении связано с производством катализаторов для выхлопных систем. С героиней статьи в них снижается выработка вредных веществ. В итоге, концерны имеют возможность выпускать экологически чистый транспорт.
При контакте с металлами, которые она не растворяет, хромовая кислота помогает защитить их от коррозии. Образующаяся оксидная пленка перекрывает доступ кислорода, влаги. В итоге, металлы не ржавеют, дольше служат. Вот вам и портящий, на первый взгляд, внешность материалов оксид.
Хромовая кислота в лабораториях припасена для химических опытов и, главным образом, очистки тары. Колбы, пробирки, тазики, — все это легко отмывается с помощью героини статьи, ведь она не только металлы растворяет, но и различные загрязнители.
Так, хромовое соединение разрушает органические остатки. Редкий реагент может их «победить».
К тому же, героиня легко вступает во многие химические реакции. В общем, для отрасли не годится, а вот где она к месту расскажем далее. Но, начнем со свойств вещества.
Свойства хромовой кислоты
Формула хромовой кислоты : — H 2 CrO 4 . В растворах и расплавах она распадается на ионы, становясь электролитом, то есть, веществом проводящим ток. Диссоциация хромовой кислоты бывает полной, или частичной.
То есть, на ионы может распасться не 100% вещества, а лишь доля от него. В большинстве случаев диссоциация незавершенная. Поэтому, раствор хромовой кислоты относится к электролитам средней силы. То же можно сказать о расплавах вещества. Чистое же соединение ток не проводит.
Хромовая кислота свойства имеет, во многом зависящие от степени окисления основного элемента. Наиболее стабильными состояниями являются +2 и +3. Однако, в окислен до +6-ти.
Эта степень для элемента устойчивой не является. Поэтому, хром в легко вступает в химические реакции. В частности, соединение образует . Они являются активными окислителями.
Это значит, что любая соль хромовой кислоты в процессе взаимодействия с другими веществами забирает у них электроны. Большинство окислителей запускают горение. Однако, героини статьи еще и ядовиты.
Так сложилось, что наиболее ядовиты именно 6-валентные соединения хрома. На предприятиях, где приходится их вдыхать, велика доля болеющих раком гортани и, вообще, дыхательных путей.
Попадая на слизистые, хроматы (так именуют соли ) раздражают их, вызывают ожоги. При поступлении ядов с пищей, поражается желудочно-кишечный тракт.
По степени окисления хрома и воздействию хромовой на организм, становится понятно, что рассматриваемое соединение сильное. Героиня статьи даже растворяет.
Противостоят лишь и . На них в ходе реакции образуется оксидная пленка – надежная «крепостная стена», преодолеть которую у окислителя не получается.
В ходе реакций не с чистыми металлами, а некоторыми их соединениями, рождается вода. Дополняют ее хроматы металлов. Так, взаимодействие с гидроксидом калия дает хромат . Он же получится в ходе реакции с оксидом .
На фото хромовый ангидрит
Существует, так же, оксид самой хромовой кислоты. Ангидрит , — вот его научное название. Вещество тоже кристаллическое и тоже . Собственно, алый – это тон 6-валентного хрома. В растворах он тоже .
Но, при малой концентрации, жидкость может получиться оранжевой и даже . Справедливости ради, заметим, что 3-валентный хром придает соединениям и голубоватые тона.
Добыча хромовой кислоты
В свободном виде героиня статьи не встречается. Поэтому, получают из хроматов и прочих соединений. В качестве сырья часто используют бихроматы доступных щелочных металлов.
Они в природе встречаются. Возьмем, к примеру, бихромат калия. Это минерал кроконт. из него можно выделить в присутствии анода из клапанного . Так именуют , выдерживающие солидные механические и температурные нагрузки.
В случае с хромовой кислотой предпочтителен . Покрывают анод из него благородным металлом. Напыление . То есть, частицы благородного сырья осаждены на анод из расплава. Предпочтительно использование и .
Получение хромовой кислоты ведется из раствора бихромата. Его электролиз мембранный. Это значит, что анод в растворе разделен с катодом. Меж ними встает мембрана. Для успеха реакции нужно выдержать температуру около 100-та градусов и определенную плотность тока.
Для кристаллизации хромовой из раствора требуется небольшое снижение температуры и изменение плотности тока. Загвоздка метода состоит в быстром изнашивании анода.
Он не переживает 50-дневный срок, делая затруднительным промышленное получение хромовой . Однако, есть методы установки на электролизере стабильного напряжения. Это продлевает службу анода.
Применение хромовой кислоты
Способность соединения разъедать пользуется для нанесения на них рельефа. Главное избирательно воздействовать реагентом на поверхность и не передержать средство. Итогом становится оформление металлов и . Так что, в деле хромовая , все же, участвует, хоть и не в качестве вставок в перстни да .
Способностью протравливать , то есть, снимать с них верхний слой, пользуется и в автомобильной промышленности. Перед окрашиванием детали обрабатывают реагентом, убирая неровности, шероховатости.
Но, основное применение хромового соединения в автомобилестроении связано с производством катализаторов для выхлопных систем. С героиней статьи в них снижается выработка вредных веществ. В итоге, концерны имеют возможность выпускать экологически чистый транспорт.
При контакте с металлами, которые она не растворяет, хромовая помогает защитить их от коррозии. Образующаяся оксидная пленка перекрывает доступ кислорода, влаги. В итоге, не ржавеют, дольше служат. Вот вам и портящий, на первый взгляд, внешность материалов оксид.
Хромовая кислота в лабораториях припасена для химических опытов и, главным образом, очистки тары. Колбы, пробирки, тазики, — все это легко отмывается с помощью героини статьи, ведь она не только растворяет, но и различные загрязнители.
Так, хромовое соединение разрушает органические остатки. Редкий реагент может их «победить». Без героини статьи лабораторную посуду приходилось бы чаще выкидывать, ведь в грязной опыты проводить нельзя.
Если продают килограммами, 1 000 граммов обходится покупателям от 1-го до 10-ти долларов. Но чаще, реагент реализуют лишь тоннами. Причем устанавливая минимальный . Как правило, это 5 тонн. Но, бывают предприятия, поставляющие лишь закупки от 15 000-18 000 килограммов.
Cтраница 3
Хромовая кислота на раствор оксизолепидена в уксусной кислоте действует лишь с трудом даже при температуре кипения. Реакция никогда не протекает бурно, и я лишь в редких случаях обнаруживал следы бензила в полученных продуктах.
Хромовая кислота, 70 г хромового ангадрида растворяют в 100 мл воды.
Хромовая кислота и хромилхлорид (реагент Этара) также взаимодействует с парафиновыми углеводородами, причем по степени селективности их реакционная способность в основных чертах сходна с реакционной способностью атомов хлора. Восприимчивыми к такому действию являются а-положения боковой цепи ароматических соединений, третичные С - Н - группы парафинов и циклопарафннов и соседние с кислородом С - Н - группы простых эфиров; но стерических затруднений замечено не было и различия в реакционной способности между различными соединениями этих типов относительно невелики. Связи С-D атакуются медленнее, чем С - Н - связи. Кроме того, такие процессы окисления происходят медленнее при полном отсутствии кислорода, который поглощается реакционными смесями в слабой степени. Довольно любопытное окисление хромовой кислотой, катализируемое кислотами, протекает со скоростью, прямо пропорциональной общему содержанию хрома (VI) в окисляемом растворе, и не является гетеролитическим окислением, как в случае спиртов, альдегидов и кетонов (гл.
Хромовая кислота, едкие щелочи, концентрированные и разбавленные кислоты разрушающе действуют на кожу человека, одежду, ткани и дерево. Попавшие на одежду брызги кислоты могут прожечь ее и попасть на тело, если их немедленно не смыть водой и не промыть ткань разбавленным содовым раствором. При попадании на тело хромовой кислоты рекомендуется немедленно смывать ее раствором, приготовленным из одной части спирта, одной части соляной кислоты и двух частей воды, и после этого хорошо вымыть руки мылом.
Хромовая кислота НаСгО4 - двухосновная и относится к числу сильных кислот.
Хромовая кислота склонна давать полихромовые кислоты, комплексные анионы которых содержат хром в количестве нескольких атомов. Образование полихромовых кислот происходит только в кислой среде. Поэтому окрашенные в желтый цвет ионы хромата устойчивы лишь в щелочной среде или в виде средних солей.
Хромовая кислота не воздействует на боковые цепи, в которых отсутствует а-водород.
Хромовая кислота в среде серной кислоты окисляет аллиловый спирт до акролеина, который имеет характерный запах и обладает - сильным слезоточивым действием.
Хромовые кислоты и их соли являются сильными окислителями. Действуя как окислитель, хром, входящий в состав хромовых кислот и их солей, восстанавливается до трехвалентного состояния. При этом раствор из оранжево-красного становится зелено-фиолетовым.
Хромовые кислоты существуют только в водном растворе. Однако их соли весьма устойчивы.
Хромовые кислоты образуют два ряда солей: хроматы - так называются соли хромовой кислоты, и дихроматы - так называются соли дихромовой кислоты.
Хромовая кислота хорошо растворяет гидроокись магния и многие соли, по не растворяет магниевый сплав, вследствие чего она широко используется для очистки поверхности деталей от нежировых загрязнений, для растворения продуктов коррозии и флюсовых включений, когда надо сохранить размеры деталей. Хромовая кислота является также хорошим пассиватором для магниевых сплавов.
Хромовая кислота широко применяется при окислении двойной алкеновой связи либо в виде раствора О03 в концентрированной уксусной кислоте в присутствии или в отсутствие серной кислоты, либо в виде водного раствора бихромата натрия или калия с серной кислотой.
Хромовая кислота хорошо растворяет гидроокись магния и многие соли, но не растворяет магниевый сплав, вследствие чего она широко используется для очистки поверхности деталей от нежировых загрязнений, для растворения продуктов коррозии и флюсовых включений, когда надо сохранить размеры деталей. Хромовая кислота является также хорошим пассиватором для магниевых сплавов.
Для того чтобы выяснить содержимое хромовой кислоты, нужно ознакомиться с определенным теоретическим курсом химии. Если у вас нет ни желания, ни времени для этой процедуры, то эта статья специально для вас. Хромовая кислота представляет собой преимущественно красного цвета. Она является электролитом средней силы и может активно применяться в промышленности. Хотя само вещество не проводит, а вот его растворы и расплавы такой способностью обладают. Кроме того, соли хромовой кислоты достаточно ядовиты и являются окислителями.
Растворы хромовой кислоты применяются в самых разных областях жизнедеятельности человека. В химической лаборатории хромовая кислота иногда становится незаменимым веществом, без которого невозможны те или иные опыты. С ее помощью избавляются от органических остатков, которые практически нерастворимы при использовании других реагентов. Наиболее частое применение хромовой кислоты - очистка лабораторной посуды от различных химических веществ, которые невозможно удалить простой промывкой водой. Это позволило получать относительно чистую посуду для опытов, что неизбежно приводит к значительной экономии денежных средств.
Хромовая кислота является очень важным элементом процесса травления. Хромовая смесь способна выявить структуру многих материалов для изготовления проводящих дорожек и мембран. Одной из самых необычных областей применения вещества является художественная обработка материалов, так как благодаря своим свойствам оно способно видоизменять наружную поверхность обрабатываемых материалов. Чаще всего ее используют для нанесения рельефа на металл, хотя возможны и другие декоративные материалы. Обработанные хромовой кислотой изделия долгое время сохраняют свои эстетические свойства и не вступают в реакцию с окружающей средой.
В автомобильном мире хромовая кислота также нашла свою область применения. В основном состав используется для создания катализаторов. В данном случае благодаря ей происходит снижение выработки вредных веществ Эта особенность позволила всемирно известным автомобильным брендам создавать экологически чистые автомобили с минимальными выбросами выхлопных газов, а значит, с наименьшим загрязнением окружающей среды. Кроме того, очень часто используется и еще одна технология применения хрома - хромовой кислотой обрабатывают детали, которые могут повредиться в процессе трения. Кислота и ангидриды кислот в данном случае значительно увеличивают твердость поверхности детали. Достигается этот эффект в результате процесса хромирования, нужная толщина слоя хрома увеличивается при помощи воздействия на нее электрического тока.
Благодаря раствору на основе хромовой кислоты можно добиться снижения коррозии метала. Пленка в данном случае достаточно плотно покрывает обработанную поверхность, а сама деталь приобретает слегка золотистый оттенок. Защитная оксидная пленка на металле создается еще и при помощи процесса пассивации. В этом случае благодаря специальным растворам на основе хромовой кислоты металл переводится в пассивное состояние и становится более устойчивым к внешним изменениям и воздействию агрессивной окружающей среды. Еще одна область применения хромовой кислоты - процесс создания сверхпрочных поверхностей и материалов. В основном ее особо ценят при создании формовочных и стержневых смесей, которые приобретают новые формы благодаря процессу нагревания.
Хромовая кислота прочно заняла свое место в жизнедеятельности человека, сейчас сложно представить себе без этого вещества. А если учитывать, что данная кислота не так уж и дорого стоит, то она и вовсе занимает лидирующие места в формировании индустриального мира!
ХРОМАТЫ И ДИХРОМАТЫ. Хроматы – соли не существующей в свободном состоянии хромовой кислоты H 2 CrO 4 , получаемой лишь в виде водных растворов с концентрацией не выше 75%. Их получают при взаимодействии оксида хрома(VI) или раствора хромовой кислоты H 2 CrO 4 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 CaCrO 4 – SrCrO 4 – BaCrO 4 – RaCrO 4 , 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 CrO 4 2- превращаются в дихроматные ионы Cr 2 O 7 2- , отщепляя воду, и приобретают оранжевый цвет:
2CrO 4 2- + 2 H 3 O + Cr 2 O 7 2- + 3H 2 O
В отличие от хроматов, почти все соли-дихроматы хорошо растворимы в воде. Дихроматы – сильные окислители. В кислой среде для них характерна полуреакция:
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6 е - = 2Cr 3+ + 7H 2 O,
где каждый атом хрома(+VI) в анионе принимает по три электрона и превращается в катион Cr 3+ , 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 (NH 4) 2 Cr 2 O 7 самовоспламеняется с выбрасыванием искр (этот опыт называют химическим вулканом) – раскаленных частичек оксида хрома(III) Cr 2 O 3 , газообразного азота N 2 и паров воды. Хромат калия K 2 CrO 4 плавится без разложения при 968° С, а дихромат калия K 2 Cr 2 O 7 разлагается в соответствии с уравнением реакции:
Наиболее широко применяются хромат и дихромат калия и дихромат аммония.
Хромат калия K 2 CrO 4 – кристаллы желтого цвета, при нагревании краснеют. Кристаллогидратов не образует. Плотность 2,732 г/см 3 , температура плавления 968,3° С, растворимость при 20° С составляет 63,0 г/100 г воды.
Дихромат калия K 2 Cr 2 O 7 – оранжево-красные кристаллы, кристаллогидратов не образует, плотность 2,684 г/см 3 , 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 K 2 Cr 2 O 7 - 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 K 2 Cr 2 O 7 определенной концентрации и позволяющий определить содержание восстановителей и некоторых катионов металлов.
Смесь равных объемов насыщенного на холоде раствора K 2 Cr 2 O 7 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/см 3 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 (K 2 CrO 4), ингибиторов коррозии (CaCrO 4 , BaCrO 4 , ZnCrO 4), пигментов (баритовый желтый BaCrO 4 , желтый крон PbCrO 4 , красный крон Pb 2 CrO 5) а также выступают в роли компонентов материалов для термохромных датчиков.
Хроматы встречаются в природе, в первую очередь это, например, минерал крокоит PbCrO 4 . 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
