El dicromato de potasio , K2Cr2O7 , es un reactivo químico inorgánico común , que se utiliza con mayor frecuencia como agente oxidante en diversas aplicaciones industriales y de laboratorio. Como todos los compuestos de cromo hexavalente , es nocivo para la salud de forma aguda y crónica. Es un sólido iónico cristalino con un color rojo anaranjado muy brillante. La sal es popular en los laboratorios porque no es delicuescente , a diferencia de la sal más relevante a nivel industrial, el dicromato de sodio . [6]
El dicromato de potasio se prepara habitualmente mediante la reacción del cloruro de potasio con el dicromato de sodio . Alternativamente, también se puede obtener a partir del cromato de potasio tostando el mineral de cromita con hidróxido de potasio . Es soluble en agua y en el proceso de disolución se ioniza:
El dicromato de potasio es un agente oxidante en química orgánica y es más suave que el permanganato de potasio . Se utiliza para oxidar alcoholes . Convierte los alcoholes primarios en aldehídos y, en condiciones más forzadas, en ácidos carboxílicos. Por el contrario, el permanganato de potasio tiende a dar ácidos carboxílicos como únicos productos. Los alcoholes secundarios se convierten en cetonas . Por ejemplo, la mentona se puede preparar por oxidación del mentol con dicromato acidificado. [7] Los alcoholes terciarios no se pueden oxidar.
En una solución acuosa, el cambio de color que se produce se puede utilizar para probar si se deben distinguir los aldehídos de las cetonas. Los aldehídos reducen el dicromato del estado de oxidación +6 al +3 , cambiando el color de naranja a verde. Este cambio de color se debe a que el aldehído se puede oxidar al ácido carboxílico correspondiente. Una cetona no mostrará dicho cambio porque no se puede oxidar más, por lo que la solución permanecerá anaranjada.
Cuando se calienta fuertemente, se descompone con desprendimiento de oxígeno.
Cuando se añade un álcali a una solución de color rojo anaranjado que contiene iones dicromato, se obtiene una solución amarilla debido a la formación de iones cromato ( CrO2−4). Por ejemplo, el cromato de potasio se produce industrialmente a partir de potasa :
La reacción es reversible.
El tratamiento con ácido sulfúrico frío produce cristales rojos de anhídrido crómico (trióxido de cromo, CrO 3 ):
Al calentar con ácido concentrado se desprende oxígeno:
El dicromato de potasio tiene pocas aplicaciones importantes, ya que la sal de sodio es la predominante en la industria. El uso principal es como precursor del alumbre de cromo y potasio , que se utiliza en el curtido del cuero . [6] [8]
Al igual que otros compuestos de cromo (VI) ( trióxido de cromo , dicromato de sodio ), el dicromato de potasio se ha utilizado para preparar " ácido crómico " para limpiar cristalería y materiales de grabado. Debido a las preocupaciones de seguridad asociadas con el cromo hexavalente, esta práctica se ha interrumpido en gran medida.
Se utiliza como ingrediente del cemento , en el que retarda el fraguado de la mezcla y mejora su densidad y textura. Este uso suele provocar dermatitis de contacto en los trabajadores de la construcción . [9]
En 1839, Mungo Ponton descubrió que el papel tratado con una solución de dicromato de potasio se bronceaba visiblemente con la exposición a la luz solar y la decoloración permanecía después de enjuagar el dicromato de potasio. En 1852, Henry Fox Talbot descubrió que la exposición a la luz ultravioleta en presencia de dicromato de potasio endurecía los coloides orgánicos , como la gelatina y la goma arábiga , haciéndolos menos solubles.
Estos descubrimientos pronto condujeron a la impresión al carbón , la goma bicromatada y otros procesos de impresión fotográfica basados en el endurecimiento diferencial. Por lo general, después de la exposición, la parte no endurecida se enjuagaba con agua tibia, dejando un fino relieve que contenía un pigmento incluido durante la fabricación o que posteriormente se teñía con un tinte. Algunos procesos dependían solo del endurecimiento, en combinación con la absorción diferencial de ciertos tintes por las áreas endurecidas o no endurecidas. Debido a que algunos de estos procesos permitían el uso de tintes y pigmentos altamente estables, como el negro de carbón , se podían producir impresiones con un grado extremadamente alto de permanencia en el archivo y resistencia a la decoloración por exposición prolongada a la luz.
Los coloides dicromados también se utilizaron como fotorresistencias en diversas aplicaciones industriales, más ampliamente en la creación de placas de impresión de metal para su uso en procesos de impresión fotomecánica.
La intensificación de cromo o fotocromos utiliza dicromato de potasio junto con partes iguales de ácido clorhídrico concentrado diluido hasta aproximadamente el 10% v/v para tratar negativos débiles y delgados de rollos de fotografías en blanco y negro. Esta solución reconvierte las partículas de plata elemental de la película en cloruro de plata . Después de un lavado minucioso y la exposición a la luz actínica , la película se puede volver a revelar hasta su punto final, lo que da como resultado un negativo más fuerte que puede producir una impresión más satisfactoria.
Se puede utilizar una solución de dicromato de potasio en ácido sulfúrico para producir un negativo inverso (es decir, una transparencia positiva a partir de una película negativa). Esto se logra revelando una película en blanco y negro, pero dejando que el revelado avance más o menos hasta el punto final. Luego, el revelado se detiene con un lavado abundante y luego la película se trata en la solución de dicromato ácido. Esto convierte el metal plata en sulfato de plata , un compuesto que es insensible a la luz. Después de un lavado minucioso y la exposición a la luz actínica, la película se revela nuevamente permitiendo que el haluro de plata no expuesto previamente se reduzca a metal plata. Los resultados obtenidos pueden ser impredecibles, pero a veces se obtienen resultados excelentes produciendo imágenes que de otra manera serían inobtenibles. Este proceso se puede combinar con la solarización para que el producto final se parezca a un negativo y sea adecuado para imprimir de la manera normal.
Los compuestos de Cr(VI) tienen la propiedad de curtir las proteínas animales cuando se exponen a una luz intensa. Esta cualidad se utiliza en la serigrafía fotográfica .
En la serigrafía, se estira una fina pantalla de seda o material similar sobre un marco, de forma similar a como se prepara el lienzo antes de pintar. Se aplica uniformemente un coloide sensibilizado con un dicromato sobre la pantalla tensa. Una vez que la mezcla de dicromato está seca, se fija un positivo fotográfico de tamaño completo sobre la superficie de la pantalla y se expone todo el conjunto a una luz intensa (el tiempo varía entre 3 minutos y media hora a plena luz del sol), lo que endurece el coloide expuesto. Cuando se retira el positivo, la mezcla no expuesta de la pantalla se puede lavar con agua tibia, dejando intacta la mezcla endurecida, que actúa como una máscara precisa del patrón deseado, que luego se puede imprimir con el proceso de serigrafía habitual .
Debido a que no es higroscópico, el dicromato de potasio es un reactivo común en las "pruebas húmedas" clásicas en química analítica.
La concentración de etanol en una muestra se puede determinar mediante titulación inversa con dicromato de potasio acidificado. Al reaccionar la muestra con un exceso de dicromato de potasio, todo el etanol se oxida a ácido acético :
Reacción completa de conversión de etanol a ácido acético:
El exceso de dicromato se determina por titulación frente a tiosulfato de sodio . Al sumar la cantidad de exceso de dicromato a la cantidad inicial, se obtiene la cantidad de etanol presente. La precisión se puede mejorar calibrando la solución de dicromato frente a un blanco.
Una de las principales aplicaciones de esta reacción es en las antiguas pruebas de alcoholemia de la policía . Cuando el vapor de alcohol entra en contacto con los cristales recubiertos de dicromato de color naranja, el color cambia de naranja Cr(VI) a verde Cr(III). El grado de cambio de color está directamente relacionado con el nivel de alcohol en el aliento del sospechoso.
Cuando se disuelve en una solución de ácido nítrico al 35% aproximadamente , se denomina solución de Schwerter y se utiliza para comprobar la presencia de varios metales, en particular para determinar la pureza de la plata. La plata pura hará que la solución se torne de un rojo brillante, la plata esterlina la tornará de un rojo oscuro, la plata de bajo grado (0,800 de pureza) se tornará marrón (debido principalmente a la presencia de cobre, que vuelve marrón la solución) e incluso verde en el caso de la plata 0,500. El latón se vuelve marrón oscuro, el cobre se vuelve marrón, el plomo y el estaño se vuelven amarillos, mientras que el oro y el paladio no cambian.
El papel de dicromato de potasio se puede utilizar para detectar dióxido de azufre , ya que cambia de color de naranja a verde de forma característica. Esto es típico de todas las reacciones redox en las que el cromo hexavalente se reduce a cromo trivalente. Por lo tanto, no es una prueba concluyente para el dióxido de azufre. El producto final formado es Cr 2 (SO 4 ) 3 .
El dicromato de potasio se utiliza para teñir ciertos tipos de madera oscureciendo los taninos de la madera. Produce marrones profundos y ricos que no se pueden lograr con los tintes de color modernos. Es un tratamiento particularmente eficaz en la caoba . [10]
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El dicromato de potasio se encuentra en la naturaleza como el raro mineral lópezita . Solo se ha informado de su presencia en rellenos de cavidades en los depósitos de nitrato del desierto de Atacama en Chile y en el complejo ígneo Bushveld de Sudáfrica . [11]
En 2005-06, el dicromato de potasio fue el undécimo alérgeno más frecuente en las pruebas de parche (4,8%). [12]
El dicromato de potasio es una de las causas más comunes de dermatitis por cromo ; [13] es muy probable que el cromo induzca una sensibilización que dé lugar a dermatitis, especialmente en las manos y los antebrazos, que es crónica y difícil de tratar. Los estudios toxicológicos han ilustrado además su naturaleza altamente tóxica. En conejos y roedores, concentraciones tan bajas como 14 mg/kg han demostrado una tasa de mortalidad del 50% entre los grupos de prueba. [14] Los organismos acuáticos son especialmente vulnerables si se exponen a ellos, por lo que se recomienda su eliminación responsable de acuerdo con las reglamentaciones ambientales locales.
Al igual que otros compuestos de Cr(VI) , el dicromato de potasio es cancerígeno . [15] El compuesto también es corrosivo y la exposición puede producir daños oculares graves o ceguera. [16] La exposición humana también abarca la alteración de la fertilidad.
Existe evidencia suficiente en humanos de la carcinogenicidad de los compuestos de cromo (VI). Los compuestos de cromo (VI) causan cáncer de pulmón. También se han observado asociaciones positivas entre la exposición a compuestos de cromo (VI) y el cáncer de nariz y senos nasales. Existe evidencia suficiente en animales de experimentación de la carcinogenicidad de los compuestos de cromo (VI). Los compuestos de cromo (VI) son cancerígenos para los humanos (Grupo 1) .
