Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о хроматах и дихроматах, их применении, а также некоторых химических свойствах.

Итак, хроматы — это соли хромовой кислоты (H₂CrO₄), а дихроматы — соли дихромовой кислоты (H₂Cr₂O₇).

Физически хромовая кислота — это кристаллическое вещество красного цвета. Водные растворы хромовой кислоты имеют жёлтый цвет. Является сильным окислителем (как и её соли). Ядовита и канцерогена — все растворимые соединения хрома(VI) относятся к 1 классу опасности. Структурная формула хромовой кислоты представлена на рисунке ниже.

Растворы хромовой кислоты активно применяются в науке и технике, на производстве. Так, например, в промышленности хромовая кислота используется при электролитическом хромировании, а так же получении металлического хрома электролизом; в процессах травления; в производстве катализаторов; для удаления органических загрязнений и пр.

Дихромовая же кислота — это продукт конденсации двух молекул хромовой кислоты в кислой среде с выделением молекулы воды. Раствор дихромовой кислоты имеет оранжево-красный цвет. Дихромовая кислота относится к полихромовым кислотам. Как и хромовая кислота является сильным окислителем (как и её соли). Относится к 1 классу опасности. Структурная формула дихромовой кислоты представлена на рисунке ниже.

Основные области применения дихромовой кислоты (как и других полихромовых кислот) совпадают с таковыми для хромовой кислоты.

В растворах существует равновесие между хромат-ионами и дихромат-ионами. При этом хроматы устойчивы в нейтральной и щелочной среде, а дихроматы — в кислой. Данное свойство можно продемонстрировать на простом классическом опыте.

1. Для проведения опыта необходимо 1-2г. дихромата калия (натрия, аммония) растворить в 70-100 мл воды. Если к такому раствору прилить 1-3% раствор гидроксида натрия, то цвет раствора изменится с оранжево-красного на ярко-жёлтый — дихромат калия (натрия, аммония) превратился в хромат калия (натрия, аммония). Если же теперь к полученному раствору прилить избыток раствора серной кислоты до кислой среды, то раствор вновь окрасится в оранжево-красный цвет — хромат калия (натрия, аммония) превратился в дихромат калия (натрия, аммония).

Вживую это выглядит вот так:

Как говорилось выше, хромовая кислота, дихромовая кислота, хроматы и дихроматы являются сильными окислителями. Продемонстрировать это можно на следующих опытах.

2. Для проведения второго опыта необходимо растворить 0.2-0.5г. дихромата калия (дихромата натрия) в 80-100 мл 10-30% раствора серной кислоты. Если теперь к раствору добавить 2-3 мл этилового спирта, то хорошо видно, что цвет раствора постепенно изменился сначала на зелёный, а затем появился синий оттенок. Изменение цвета раствора обусловлено образованием сульфата хрома(III). При этом будет наблюдаться отчётливый запах уксусного альдегида.

Суть в том, что этиловый спирт относится к первичным спиртам. Первичные спирты окисляются дихроматом калия (и другими сильными окислителями) в кислой среде до альдегидов (в случае этанола до уксусного альдегида). При избытке окислителя процесс не заканчивается на альдегидах, а продолжается до соответствующих карбоновых кислот.

Вживую это выглядит вот так:

Данный опыт иногда используется в качестве демонстрационного — одного из вариантов химического хамелеона (как и следующий).

3. Для проведения третьего опыта необходимо взять 0.5-1г. дихромата калия (натрия) и растворить в 100-120 мл воды. Далее раствор необходимо подкислить 5-7 мл 30% раствора серной кислоты. Если теперь к такому раствору прилить 2-3 мл формалина, то цвет раствора плавно изменится с насыщенного жёлто-оранжевого на зелёный, а потом на сине-фиолетовый. Изменение цвета обусловлено образованием сульфата хрома(III) фиолетово-зелёного цвета. При этом при избытке окислителя формальдегид в кислой среде окисляется до углекислого газа.

Вживую это выглядит вот так:

При действии пероксида водорода на растворы, содержащие хромат-ион в сернокислой среде образуется надхромовая кислота (H₂CrO₆) синего цвета. Надхромовая кислота относится к надкислотам т.е. кислотам, содержащим пероксидную группу. Для демонстрации образования надхромовой кислоты проведём следующий опыт.

4. Для проведения четвертого опыта необходимо 0.1-0.2г. дихромата натрия (дихромата калия) растворить в 100 мл воды и подкислить 1-2 мл 30% раствора серной кислоты. Если теперь к такому раствору по каплям приливать 1-3% раствор перекиси водорода, то раствор окрасится в насыщенно-синий цвет. При этом синяя окраска достаточно быстро исчезнет.

Вживую это выглядит вот так:

Для того, что бы подробнее рассмотреть цвет надхромовой кислоты необходимо несколько модернизировать опыт. Перед добавлением перекиси водорода необходимо в раствор добавить органический растворитель, не смешивающийся с водой (например, изоамиловый спирт). Если после этого к раствору прилить перекись водорода и быстро перемешать, то органический растворитель окрасится в насыщенно-синий цвет. По сравнению с водным раствором в подобных растворителях надхромовая кислота относительно устойчива.

Ну и в заключении данной статьи рассмотрим взаимодействие хроматов (дихроматов) с некоторыми металлами и их солями. Пример взаимодействия с металлами мы подробно рассматривали в статье, посвящённой травлению печатных плат бихроматами. Поэтому сразу перейдем к солям некоторых металлов.

5. Для проведения пятого опыта необходимо 5-7г. дихромата калия растворить в 80-100 мл воды. Если к такому раствору приливать 5% подкисленный раствор нитрата висмута(III), то в растворе выпадет осадок дихромата висмутила насыщенного жёлто-оранжевого цвета. Подкислить раствор нитрата висмута необходимо для предотвращения гидролиза нитрата висмута(III).

Вживую это выглядит вот так:

6. Для проведения шестого опыта необходимо приготовить 2 раствора. В одном стакане необходимо растворить 1-2г. дихромата калия (натрия, аммония) в 100-120 мл воды. Во втором стакане необходимо растворить 0.5-1г. нитрата серебра в 5-10 мл воды. Если теперь прилить раствор нитрата серебра к раствору дихромата калия, то в растворе выпадет осадок огренно-красного цвета дихромата серебра.

Вживую это выглядит вот так:

Данная реакция используется при качественной идентификации серебра.

7. Для проведения последнего, седьмого, опыта необходимо приготовить 2 раствора. В одном стакане необходимо растворить 1-2г. дихромата калия (натрия, аммония) в 100-120 мл воды. Во втором стакане необходимо растворить 1-2г. нитрата свинца в 10-20 мл воды. Если теперь прилить раствор нитрата свинца к раствору дихромата калия, то в растворе выпадет осадок ярко-жёлтого цвета хромата свинца.

Вживую это выглядит вот так:

Как говорилось выше, в растворе, хромат-ионы и дихромат-ионы существуют в равновесии. Несмотря на применение дихромата калия для приготовления исходного раствора, у нас по итогу в данных условиях образуется хромат свинца (как минимум, дихромат свинца в водном растворе полностью разлагается. Его получают иначе — электролизом концентрированного раствора хромового ангидрида со свинцовым анодом).

Данная реакция используется при качественной идентификации свинца.

Вот такие вот интересные соединения эти самые хроматы и дихроматы… Я думаю приведённые в данной статье опыты были наглядны и интересны.

А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!

Список использованной литературы:

1. О хроматах и дихроматах
2. Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 2-е изд., испр. — М.—Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
3. Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
4. Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — 639 с.