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Dicromato de amonio

El 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 , conocido comúnmente como cromo hexavalente . Se trata de una sal que consta de iones amonio e iones dicromato .

El dicromato de amonio se conoce a veces como fuego vesubiano , 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 primeros días de la fotografía .

Propiedades

A temperatura y presión ambiente , el compuesto existe como cristales ácidos de color naranja solubles en agua y alcohol . Se forma 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 los sitios de simetría C 1 (2,3). Cada NH+
4
El centro está rodeado irregularmente por ocho átomos de oxígeno a distancias N—O que varían de aproximadamente 2,83 a aproximadamente 3,17 Å, típicos de los enlaces de hidrógeno . [4]

Usos

Se ha utilizado en pirotecnia y en los primeros días 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 pigmentos de teñido, en la fabricación de alizarina , alumbre de cromo , curtido de cuero y purificación de aceite. [3]

Las películas fotosensibles que contienen PVA , dicromato de amonio y un fósforo se recubren por centrifugación 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 el sitio fotoactivo. [6]

Reacciones

Volcanes de mesa y descomposición térmica

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 y se vuelve autosostenida aproximadamente a 225 °С. [7]
Descomposición del dicromato de amonio

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

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

Al igual que el nitrato de amonio , es termodinámicamente inestable. [9] [10] Su reacción de descomposición se completa 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 pone en agua, se obtiene una solución de color amarillo/naranja a partir del dicromato de amonio restante.

Las observaciones obtenidas mediante un microscopio 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 se produce con la intervención de una fase líquida intermedia en lugar de una fase sólida. El oscurecimiento característico de (NH
4
)
2
Cr
2
Oh
7
La formación de cristales como consecuencia del inicio de la descomposición se puede atribuir a la pérdida disociativa de amoníaco acompañada de una condensación progresiva de aniones a Cr
3
Oh2−
10
, Cr
4
Oh2−
13
, etc., produciendo finalmente CrO
3
. El CrO
3
Se ha identificado como un posible intermediario fundido que participa en (NH
4
)
2
Cr
2
Oh
7
descomposición. [11]

Reacciones de oxidación

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 eficiente 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 utiliza en la oxidación de alcoholes alifáticos a sus correspondientes aldehídos y cetonas en ZrCl 4 /SiO 2 húmedo en condiciones libres de disolventes, nuevamente con rendimientos relativamente altos. [13] [14]

Seguridad

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

Incidentes

En contenedores 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 2000 lb (910 kg) de dicromato de amonio explotaron mientras se secaban en un calentador. [16]

Referencias

  1. ^ abc 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 inactivo el 29 de marzo de 2021)
  3. ^ ab Richard J. Lewis Hawley's Condensed Chemical Dictionary . 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 de baja temperatura en dicromato de amonio, (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ". Can. J. Chem. 60 (15): 1972–1976. doi :10.1139/v82-277.
  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 fotorresistentes con impacto ambiental reducido. 1. Resistores solubles en agua basados ​​en fotorreticulación de alcohol polivinílico". Química. 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, Universidad San Cirilo y Metodio , Skopje, Macedonia.
  8. ^ Neugebauer, CA; Margrave, JL (1957). "La formación térmica del dicromato de amonio". J. Phys. Chem. 61 (10): 1429–1430. doi :10.1021/j150556a040.
  9. ^ abc Young, AJ (2005). "CLIP, Chemical Laboratory Information Profile: Ammonium Dichromate". J. Chem. Educ. 82 (11): 1617. doi :10.1021/ed082p1617. Archivado desde el original el 2008-09-05 . Consultado el 2009-06-14 .
  10. ^ GAP Dalgaard; AC Hazell; RG Hazell (1974). "La estructura cristalina del dicromato de amonio, (NH4)2Cr2O7". Acta Chemica Scandinavica . A28 : 541–545. doi : 10.3891/acta.chem.scand.28a-0541 .
  11. ^ Galwey, Andrew K.; Pöppl, László; Rajam, Sundara (1983). "Un mecanismo de fusión para la descomposición térmica del dicromato de amonio". J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 79 ( 9): 2143–2151. doi :10.1039/f19837902143.
  12. ^ Shirini, F.; et al. (2003). "Oxidación de tioles sin disolventes mediante (NH4)2Cr2O7 en presencia de Mg(HSO4)2 y SiO2 húmedo". Journal of Chemical Research . 2003 : 28–29. doi : 10.3184/030823403103172823 . S2CID  197126514.
  13. ^ Shirini, F.; et al. (2001). "ZrCl4/SiO2 húmedo promovió la oxidación de alcoholes por (NH4)2Cr2O7 en solución y en condiciones libres de solvente". J. Chem. Research (S) . 2001 (11): 467–477. doi : 10.3184/030823401103168541 . S2CID  197118772.
  14. ^ F. Shirini; MA Zolfigol; FOO† y M. Khaleghi (2003). "Oxidación de alcoholes utilizando (NH4)2Cr2O7 en presencia de cloruro de sílice/SiO2 húmedo en solución y en condiciones libres de solvente". Bull. Korean Chem. Soc. 24 (7): 1021–1022. doi : 10.5012/bkcs.2003.24.7.1021 .
  15. ^ Volkovich, VA; Griffiths, TR (2000). "Oxidación catalítica del amoníaco: un experimento brillante". Revista de educación química . 77 (2): 177. Bibcode :2000JChEd..77..177V. doi :10.1021/ed077p177.
  16. ^ Diamond, S. (19 de enero de 1986). "Explosión química en Ohio". The New York Times . pág. 22.

Enlaces externos