Kaliumdichromat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Kaliumdichromat
Andere Namen	Kaliumbichromat Doppeltchromsaures Kalium Pyrochromsaures Kalium Chromkali
Summenformel	K2Cr2O7
CAS-Nummer	7778-50-9
PubChem	516855
Kurzbeschreibung	orangerote, nicht hygroskopische, trikline Tafeln[1]
Eigenschaften
Molare Masse	294,19 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,68 g·cm−3 (α-Modifikation)[2] 2,10 g·cm−3 (β-Modifikation)[2]
Schmelzpunkt	397,5 °C (α-Modifikation)[2] 89 °C (β-Modifikation)[2]
Siedepunkt	thermische Zersetzung: ~ 500 °C[2]
Löslichkeit	gut in Wasser (123 g·l−1 bei 20 °C)[2] unlöslich in Ethanol[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [3] Gefahr H- und P-Sätze H: 272-350-340-360FD-330-301-372-312-314-334-317-410 EUH: keine EUH-Sätze P: 201-​280-​301+330+331-​305+351+338-​304+341-​308+313Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [2] EU-Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [3] Sehr giftig Umwelt- gefährlich Brand- fördernd (T+) (N) (O) R- und S-Sätze R: 45-46-60-61-8-26-25-21-34-42/43-48/23-50/53 S: 53-45-60-61
MAK	aufgehoben, da karzinogen[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Kaliumdichromat, K₂Cr₂O₇, ist das Kaliumsalz der in freier Form instabilen Dichromsäure. Andere Bezeichnungen sind: Kaliumbichromat, Doppeltchromsaures Kalium, Pyrochromsaures Kalium, Chromkali, englisch: Potassium dichromate.

Historisches

Im Jahre 1856 wurde von W. H. Perkin bei der Oxidation von unreinem Anilin mit Kaliumdichromat der erste künstlich hergestellte Farbstoff, das Mauvein (auch Perkinviolett), entdeckt.

Gewinnung und Darstellung

Die technische Herstellung erfolgt durch Zusammenschmelzen von Chromeisenstein, Kaliumcarbonat (Pottasche) und Calciumcarbonat und Oxidation durch eingeblasene Luft. Es entsteht dabei zunächst das gelbe Kaliumchromat K₂CrO₄, welches ausgelaugt wird und nach Säurezugabe und Umkristallisation Kaliumdichromat liefert.

Im Labormaßstab kann Kaliumdichromat durch Zusammenschmelzen von Kaliumnitrat und Chrom(III)-oxid gewonnen werden.

$\mathrm{Cr_2O_3 + 2\ KNO_3 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + 2\ NO}$

Chromoxid reagiert mit Kaliumnitrat zu Kaliumdichromat und Stickstoffmonoxid

Eigenschaften

Kaliumdichromat

Kaliumdichromat bildet leuchtend orangerote Kristalle ohne Kristallwasser, die einen Schmelzpunkt von 397 °C haben und sich ab 500 °C unter Sauerstoffabgabe zu Kaliumchromat K₂CrO₄ und Chrom(III)-oxid Cr₂O₃ zersetzen.

Kaliumdichromat ist ein starkes Oxidationsmittel, besonders in saurer Lösung. In alkalischem Milieu liegt hauptsächlich das gelbe Chromat CrO₄²⁻ vor, welches weit weniger stark oxidierend wirkt. Kaliumdichromat ist gut wasserlöslich. Das Dichromat-Anion Cr₂O₇²⁻ steht in wässriger Lösung im Gleichgewicht mit HCrO₄⁻, CrO₄²⁻. Daher bilden sich mit Barium-, Blei- und Silberionen (Ba²⁺, Pb²⁺, Ag⁺) gelbe schwerlösliche Chromate und nicht Dichromate. Viele Säureanionen reagieren zu weiteren Anionenkomplexen, beispielsweise entsteht in Salzsäure CrO₃Cl⁻ welches als Kaliumsalz auskristallisiert werden kann. Ähnlich reagieren auch Bromid und Iodid, denn obwohl (thermodynamisch) eigentlich die Oxidation zu den elementaren Halogenen stattfinden müsste, wird die Oxidation durch die geringe Reaktionsgeschwindigkeit verhindert (kinetische Hemmung). Das Chrom im Kaliumdichromat besitzt die Oxidationszahl +VI.

Verwendung

Im Labor wird Kaliumdichromat wegen der guten Lagerfähigkeit und Wägbarkeit als verbreitetes Oxidationsmittel, Reagenz (Nachweis von Wasserstoffperoxid durch Blaufärbung) und Urtitersubstanz eingesetzt. In der Technik wird es in der Gerberei, der Galvanoplastik und zur Herstellung von Chromschwefelsäure benutzt. In der Fotografie und den Edeldruckverfahren wird Kaliumdichromat als lichtempfindliche, Kolloide gerbende Substanz verwendet, besonders im Lichtdruck und Gummidruck. In der Neurohistologie wurde von Camillo Golgi eine Methode zum Anfärben einzelner Nerven und Neurone entwickelt. Als „Schwarze Reaktion“ bekannt, werden so Nervenzellen bis in feinste Strukturen mit Hilfe von Kaliumdichromat und Silbernitrat gefärbt.

Kaliumdichromat war früher in Chemiebaukästen enthalten. Der Stoff sollte im Originalbehälter zur Problemmüllsammlung oder zu einem Entsorgungsunternehmen gebracht werden.

Gefahrenhinweise

Obwohl der Stoff bis vor wenigen Jahren noch als Xi (reizend) eingestuft war und sich in vielen Kristallzuchtkästen und Chemiekästen für Kinder befand, ist Kaliumdichromat heute als sehr giftig, brandfördernd, umweltgefährlich, erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend und krebserzeugend eingestuft. Es reizt die Haut, Atmungsorgane und die Augen. Bei wiederholtem Hautkontakt tritt Sensibilisierung ein, es können sogar Allergien entstehen.

Mit organischen, brennbaren Verbindungen, Reduktionsmitteln, konzentrierter Schwefelsäure, Metallen in Pulverform (besonders: Magnesium, Eisen) sind heftige Reaktionen bis zur Selbstentzündung oder Explosion möglich. Kaliumdichromat ist zwar nicht brennbar, aber brandfördernd. Die Entsorgung von Kaliumdichromat kann mit Eisensulfat erfolgen, wobei es zu Cr³⁺ reduziert wird, welches ausgefällt als unlösliches Chromhydroxid wesentlich ungefährlicher ist. Gewerbliche Chromatvergiftungen sind melde- und entschädigungspflichtige Berufskrankheiten.

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Thieme Chemistry (Hrsg.): RÖMPP Online - Version 3.5. Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart 2009.
2. ↑ ^{a b c d e f g h} Eintrag zu Kaliumdichromat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 25. August 2007 (JavaScript erforderlich)
3. ↑ ^{a b} Eintrag zu CAS-Nr. 7778-50-9 im European chemical Substances Information System ESIS (ergänzender Eintrag)