Dicromato de amonio


Dicromato de amonio es un compuesto inorgánico con la fórmula (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 . En este compuesto, como en todos los cromatos y dicromatos, el cromo se encuentra en un estado de oxidación +6 , comúnmente conocido como cromo hexavalente . Es una sal que consta de iones de amonio e iones de dicromato .

El dicromato de amonio se conoce a veces como fuego vesuviano , debido a su uso en demostraciones de "volcanes" de mesa. [2] Sin embargo, esta demostración se ha vuelto impopular en las escuelas debido a la naturaleza cancerígena del compuesto. También se ha utilizado en pirotecnia y en los inicios de la fotografía .

A temperatura y presión ambiente , el compuesto existe como cristales ácidos anaranjados solubles en agua y alcohol . Está formado por la acción del ácido crómico sobre el hidróxido de amonio con posterior cristalización. [3]

El cristal (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (C2 / c, z = 4) contiene un solo tipo de ion amonio, en sitios de simetría C 1 (2,3). Cada centro NH 4 + está rodeado irregularmente por ocho átomos de oxígeno a distancias N — O que van desde ca. 2,83 hasta aprox. 3,17 Å, típico de los enlaces de hidrógeno . [4]

Se ha utilizado en pirotecnia y en los inicios de la fotografía, así como en litografía , como fuente de nitrógeno puro en el laboratorio y como catalizador . [5] También se utiliza como mordiente para teñir pigmentos, en la fabricación de alizarina , alumbre de cromo , curtido de cueros y purificación de aceites. [3]

Las películas fotosensibles que contienen PVA , dicromato de amonio y un fósforo se recubren por rotación como suspensiones acuosas en la producción de la trama de fósforo de las pantallas de televisión y otros dispositivos. El dicromato de amonio actúa como sitio fotoactivo. [6]

Volcanes de mesa y descomposición térmica

"> Reproducir medios
Se añaden unas gotas de etanol a una pequeña pila de dicromato de amonio ((NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ) y se enciende. Se emiten chispas y se forma un producto similar a la ceniza. El fenómeno se asemeja a la erupción de un volcán. La reacción comienza a 180 ° С, volviéndose autosuficiente a aproximadamente 225 ° С. [7]
Descomposición de dicromato de amonio

La demostración del volcán implica encender una pila de sal, que inicia la siguiente conversión exotérmica: - [8]

(NUEVA HAMPSHIRE
4
)
2
Cr
2
O
7
 ( s ) → Cr
2
O
3
 ( s ) + N
2
 ( g ) + 4  H
2
O
 ( g ) (ΔH = −429,1 ± 3 kcal / mol)

Como el nitrato de amonio , es termodinámicamente inestable. [9] [10] Su reacción de descomposición procede hasta completarse una vez iniciada, produciendo un voluminoso óxido de cromo (III) en polvo de color verde oscuro . No todo el dicromato de amonio se descompone en esta reacción. Cuando el polvo verde se lleva al agua, se obtiene una solución de color amarillo / naranja a partir del dicromato de amonio sobrante.

Las observaciones obtenidas usando microscopía de aumento relativamente alto durante un estudio cinético de la descomposición térmica del dicromato de amonio proporcionaron evidencia de que la descomposición de la sal procede con la intervención de una fase líquida intermedia en lugar de una fase sólida. El oscurecimiento característico de (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
Los cristales como consecuencia del inicio de la descomposición pueden atribuirse a la pérdida disociativa de amoníaco acompañada de una condensación progresiva de aniones a Cr
3
O2−
10
, Cr
4
O2−
13
, etc., produciendo finalmente CrO
3
. El CrO
3
ha sido identificado como un posible intermedio fundido que participa en (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
descomposición. [11]

El dicromato de amonio es un agente oxidante fuerte y reacciona, a menudo violentamente, con cualquier agente reductor . Cuanto más fuerte sea el agente reductor, más violenta será la reacción. [9] También se ha utilizado para promover la oxidación de alcoholes y tioles . El dicromato de amonio, en presencia de Mg (HSO 4 ) 2 y SiO 2 húmedo, puede actuar como un reactivo muy eficaz para el acoplamiento oxidativo de tioles en condiciones libres de disolventes. Las reacciones producen rendimientos razonablemente buenos en condiciones relativamente suaves. [12] El compuesto también se usa en la oxidación de alcoholes alifáticos a sus correspondientes aldehídos y cetonas en ZrCl 4 / SiO 2 húmedo en condiciones libres de solventes, nuevamente con rendimientos relativamente altos. [13] [14]

El dicromato de amonio, como todos los compuestos de cromo (VI), es altamente tóxico y cancerígeno comprobado. [15] También es un irritante fuerte.

En recipientes sellados, es probable que el dicromato de amonio explote si se calienta. [9] En 1986, dos trabajadores murieron y otros 14 resultaron heridos en Diamond Shamrock Chemicals en Ashtabula, Ohio , cuando explotaron 2,000 libras de dicromato de amonio mientras se secaba en un calentador. [dieciséis]

  1. ^ a b c Sigma-Aldrich Co. , dicromato de amonio . Consultado el 20 de julio de 2013.
  2. ^ "Volcán de dicromato de amonio" . ¡La química cobra vida! . J. Chem. Educ. (enlace muerto el 29 de marzo de 2021)
  3. ^ a b Diccionario químico condensado de Richard J. Lewis Hawley . Wiley & Sons, Inc: Nueva York, 2007 ISBN  978-0-471-76865-4
  4. ^ Keresztury, G .; Knop, O. (1982). "Espectros infrarrojos del ion amonio en cristales. Parte XII. Transiciones a baja temperatura en dicromato de amonio, (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ". Lata. J. Chem. : 1972–1976.
  5. ^ Pradyot Patnaik. Manual de productos químicos inorgánicos . McGraw-Hill, 2002, ISBN  0-07-049439-8
  6. ^ Havard, JM; Shim, SY; Fr; eacute; chet, JM (1999). "Diseño de fotorresistencias con impacto ambiental reducido. 1. Resistencias solubles en agua basadas en fotocruzamiento de poli (alcohol vinílico)". Chem. Mater. 11 (3): 719–725. doi : 10.1021 / cm980603y .
  7. ^
    Planificado y realizado por Marina Stojanovska, Miha Bukleski y Vladimir Petruševski, Departamento de Química, FNSM, Ss. Universidad Cirilo y Metodio , Skopje, Macedonia.
  8. ^ Neugebauer, CA; Margrave, JL (1957). "La formación de calor del dicromato de amonio". J. Phys. Chem. 61 (10): 1429-1430. doi : 10.1021 / j150556a040 .
  9. ^ a b c Young, AJ (2005). "CLIP, perfil de información de laboratorio químico: dicromato de amonio" . J. Chem. Educ. 82 (11): 1617. doi : 10.1021 / ed082p1617 .
  10. ^ GAP Dalgaard; AC Hazell; RG Hazell (1974). "La estructura cristalina del dicromato de amonio, (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 " . Acta Chemica Scandinavica . A28 : 541–545. doi : 10.3891 / acta.chem.scand.28a-0541 .
  11. ^ Galwey, Andrew K .; Pöppl, Làszlò; Rajam, Sundara (1983). "Un mecanismo de fusión para la descomposición térmica de dicromato de amonio". J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 . 79 (9): 2143–2151. doi : 10.1039 / f19837902143 .
  12. ^ Shirini, F .; et al. (2003). "Oxidación libre de disolventes de tioles por (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 en presencia de Mg (HSO 4 ) 2 y SiO 2 húmedo ". Revista de Investigación Química . 2003 : 28-29. doi : 10.3184 / 030823403103172823 .
  13. ^ Shirini, F .; et al. (2001). "ZrCl 4 / SiO 2 húmedo promovió la oxidación de alcoholes por (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 en solución y condición libre de solvente". J. Chem. Investigación (S) . 2001 (11): 467–477. doi : 10.3184 / 030823401103168541 .
  14. ^ F. Shirini; MA Zolfigol; FOO † y M. Khaleghi (2003). "Oxidación de alcoholes usando (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 en presencia de cloruro de sílice / SiO 2 húmedo en solución y en condiciones libres de disolventes" . Toro. Korean Chem. Soc. 24 (7): 1021–1022. doi : 10.5012 / bkcs.2003.24.7.1021 . Archivado desde el original el 22 de julio de 2011 . Consultado el 14 de junio de 2009 .
  15. ^ Volkovich, VA; Griffiths, TR (2000). "Oxidación catalítica de amoníaco: un experimento brillante" . J. Chem. Educ. 77 (2): 177. doi : 10.1021 / ed077p177 .
  16. ^ Diamond, S. (19 de enero de 1986). "Explosión química en Ohio". The New York Times . pag. 22.