크롬산

Chromic acid
크롬산
다이크롬산
Structural formulae of dichromic acid (left) and chromic acid (right)
다이크롬산(왼쪽) 및 크롬산(오른쪽)
이름
IUPAC 이름
크롬산
다이크롬산
체계적 IUPAC 이름
디하이드록시디옥시디옥시도크롬
기타이름
크롬산
테트라옥소크롬산
식별자
3D 모델(Jsmol)
ChEBI
켐스파이더
ECHA 인포카드 100.028.910 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 231-801-5
25982
펍켐 CID
유니아이
UN 번호 1755 1463
  • InChI=1S/Cr.2H2O.2O/h;2*1H2;;/q+2;;;;/p-2 checkY
    Key: KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L checkY
  • InChI=1/Cr.2H2O.2O/h;2*1H2;;/q+2;;;;/p-2/rCrH2O4/c2-1(3,4)5/h2-3H
    Key: KRVSOGSZCMJSLX-OOUCQFSRAZ
  • O[Cr](O)(=O)=O
  • O=[Cr](=O)(O)O
특성.
HCrO24(크롬산)
H2Cr2O7 (dichromic acid)
어금니 질량 118.008g/mol (크롬산)
218.001 g/mol (dich롬산)
외모 짙은 보라색의 붉은 모래와 같은 결정질 고체 또는 분말[clarification needed]
냄새 무취
밀도 1.201g/cm3[clarification needed]
융점 197 °C (387 °F; 470 K)[clarification needed]
끓는점 250 °C(482 °F; 523 K)(분해)[clarification needed]
169 g/(100 mL)[clarification needed]
산도(pKa) -0.8 ~ 1.6 (크롬산)
켤레베이스 중크롬산염과 중크롬산염
유해성
산업안전보건(OHS/OSH):
주요 위험요소
 강한 독성, 발암 물질, 부식성
GHS 라벨링:
GHS03: OxidizingGHS05: CorrosiveGHS06: ToxicGHS07: Exclamation markGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard
위험
H271, H300, H301, H310, H314, H317, H330, H334, H340, H341, H350, H361, H372, H410
P201, P202, P210, P220, P221, P260, P261, P262, P264, P270, P271, P272, P273, P280, P281, P283, P284, P285, P301+P310, P301+P330+P331, P302+P350, P302+P352, P303+P361+P353, P304+P340, P304+P341, P305+P351+P338, P306+P360, P308+P313, P310, P314, P320, P321, P322, P330, P333+P313, P342+P311, P361, P363, P370+P378, P371+P380+P375, P391, P403+P233, P405, P501
NFPA704(파이어다이아몬드)
NFPA 704 four-colored diamondHealth 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazard COR: Corrosive; strong acid or base. E.g. sulfuric acid, potassium hydroxide
4
0
1
COR
치사량 또는 농도(LD, LC):
51.9 mg/kg (H2CrO4·2Na, rat, oral)[2]
NIOSH(미국 건강 노출 한도):
PEL(허용)
 TWA 0.005 mg/m3[1]
REL(권장)
 TWA 0.001 mg Cr(VI)/m3[1]
IDLH(즉시 위험)
 15 mg Cr(VI)/m3[1]
달리 명시된 경우를 제외하고는 표준 상태(25°C [77°F], 100kPa)에 있는 재료에 대한 데이터가 제공됩니다.
checkY 확인(무엇을?)

크롬산은 중크롬산 수용액에 황산을 첨가하여 형성된 용액의 전문용어입니다. 적어도 삼산화크롬의 일부로 구성되어 있습니다.[3]

크롬산이라는 용어는 중크롬산염에 진한 황산을 첨가하여 만든 혼합물에 사용되며, 중크롬산염은 고체인 삼산화크롬을 포함한 다양한 화합물을 포함할 수 있습니다. 이러한 종류의 크롬산은 유리의 세척 혼합물로 사용될 수 있습니다. 크롬산은 또한 삼산화물이 무수물인 HCrO인24 분자종을 지칭할 수도 있습니다. 크롬산은 산화 상태가 +6(및 원자가 VI 또는 6)인 크롬을 특징으로 합니다. 강력하고 부식성이 강한 산화제이며 중간 정도의 발암물질입니다.

크롬산 분자

크로메이트에 대한 부분 우세도

분자 크롬산, HCrO는24 원칙적으로 황산, HSO와24 유사합니다. 그에 따라 이온화됩니다.

H2CrO4 ⇌ [HCrO4]− + H+

평형에 대한 pK가a 잘 특성화되어 있지 않습니다. 보고된 값은 약 -0.8에서 1.6 사이에서 다양합니다.[4] 모노 음이온의 구조는 X선 결정학에 의해 결정되었습니다. 이 사면체 옥시 음이온에서, 3개의 Cr-O 결합 길이는 156 pm이고 Cr-OH 결합은 201 pm입니다[5].

[HCrO4]−는 중크롬산염을 형성하기 위해 응축됩니다.

2 [HCrO4]− ⇌ [Cr2O7]2− + H2O, logKD = 2.05.

또한 중크롬산염은 양성자화될 수 있습니다.

[HCr2O7]− ⇌ [Cr2O7]2− + H+, pKa = 1.8[6]

두 번째 양성자의 손실은 pH 4~8 범위에서 일어나 이온 [HCrO4]−를 약산으로 만듭니다.[citation needed]

분자 크롬산은 원칙적으로 삼산화크롬을 물에 첨가하여 만들 수 있습니다(황산 제조).

CrO3 + H2O ⇌ H2CrO4

실제로는 역반응이 일어나는데, 바로 크롬산 분자탈수입니다. 중크롬산염 용액과 황산의 반응에 대한 관찰을 통해 몇 가지 통찰력을 얻을 수 있습니다. 주황색에서 빨간색으로의 첫 번째 색상 변화는 중크롬산염이 크롬산으로 전환되는 것을 나타냅니다. 이러한 조건에서 삼산화크롬의 진홍색 결정은 혼합물로부터 더 이상의 색 변화 없이 침전됩니다.

삼산화크롬은 크롬산 분자의 무수물입니다. 루이스 산이며, 디클로로메탄(Collins 시약)과 같은 비수성 매체 중의 피리딘과 같은 루이스 염기와 반응할 수 있습니다.

농축된 "크롬산"의 한 성분인 테트라크롬산 HCrO2413·2HO의2 구조. H-원자 위치는 관측되지 않고 계산됩니다. 색상코드 : 레드 = O, 화이트 = H, 블루 = Cr.

화학식 HCrO를2n(3n+1) 갖는 더 높은 크롬산은 크롬산 농축 용액의 가능한 성분입니다.

사용하다

크롬산은 크롬 도금의 중간체로 세라믹 글레이즈, 유색 유리 등에도 사용됩니다. 황산(술포크롬 혼합물 또는 염색체황산이라고도 함)의 크롬산 용액은 강력한 산화제이기 때문에, 특히 불용성 유기 잔류물의 실험실 유리 제품을 세척하는 데 사용될 수 있습니다. 이 응용 프로그램은 환경 문제로 인해 감소했습니다.[8] 또한 산은 NMR 분광법과 같은 특정 응용을 방해할 수 있는 미량의 상자성 크롬 이온(Cr3+)을 남깁니다. 이것은 특히 NMR 튜브의 경우에 해당됩니다.[9] 피라냐 용액은 금속 잔류물을 남기지 않고 동일한 작업에 사용할 수 있습니다.

크롬산은 생황동을 "밝히는" 능력 때문에 악기 수리 산업에서 널리 사용되었습니다. 크롬산 딥은 황동에 밝은 노란색 파티나를 남깁니다. 건강과 환경에 대한 우려가 커지면서 많은 사람들이 수리점에서 이 화학 물질의 사용을 중단했습니다.

1940년대에 멜레리온이라는 이름으로 염색약에 사용되었습니다.[10]

흑백 사진 반전 가공에서 표백제로 사용됩니다.[11]

리액션

크롬산은 많은 종류의 유기 화합물을 산화시킬 수 있으며 이 시약에 대한 많은 변형이 개발되었습니다.

예시적인 변환

정성적 유기 분석에 활용

유기 화학에서 크롬산의 묽은 용액은 1차 또는 2차 알코올을 상응하는 알데히드 및 케톤으로 산화시키는 데 사용될 수 있습니다. 마찬가지로, 알데히드를 해당 카르복실산으로 산화시키는 데에도 사용할 수 있습니다. 3차 알코올과 케톤은 영향을 받지 않습니다. 크롬산은 산화가 주황색에서 갈색으로 변하는 신호를 주기 때문에 일반적으로 고등학교나 학부에서 1차 또는 2차 알코올, 또는 알데히드의 존재에 대한 정성적 분석 테스트로 실험실 시약으로 사용됩니다.[12]

대체시약

크롬산은 알코올이나 알데히드를 카르복실산으로 산화시킬 때 촉매 작용을 하는 여러 시약 중 하나입니다. 예를 들어, 니켈(nickel).II) 염은 표백제(hypochlorite)에 의해 산화를 촉매합니다.[17] 알데히드는 비교적 쉽게 카르복실산으로 산화되며, 가벼운 산화제로도 충분합니다. 이를 위해 은(I) 화합물이 사용되었습니다. 각 산화제는 장점과 단점을 제공합니다. 화학적 산화제를 사용하는 대신 전기화학적 산화가 가능한 경우가 많습니다.

안전.

6가 크롬 화합물(크롬 삼산화물, 크롬산, 크롬산염, 클로로크롬산염 포함)은 독성이 있고 발암성이 있습니다. 삼산화크롬과 크롬산은 강력한 산화제로서 쉽게 산화될 수 있는 유기물과 섞이면 격렬하게 반응할 수 있습니다.

크롬산 화상은 묽은 티오황산나트륨 용액으로 처리됩니다.[18]

메모들

  1. ^ a b c NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. "#0138". National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  2. ^ "Chromic acid and chromates". Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH). National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).
  3. ^ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ IUPAC SC-Database 금속 복합체 및 리간드의 평형 상수에 대한 공개된 데이터의 종합적인 데이터베이스
  5. ^ Mukherjee, A. K.; Mukhopadhaya, A.; Mukherjee, M.; Ray, S. (1994). "Two Mononuclear Tetraphenylphosphonium Oxochromium Complexes: (PPh4)[CrVO3(H2O)] and (PPh4)[CrVIO3(OH)]". Acta Crystallographica Section C Crystal Structure Communications. 50 (9): 1401–1404. Bibcode:1994AcCrC..50.1401M. doi:10.1107/S0108270194003148.
  6. ^ Brito, F.; Ascanioa, J.; Mateoa, S.; Hernándeza, C.; Araujoa, L.; Gili, P.; Martín-Zarzab, P.; Domínguez, S.; Mederos, A. (1997). "Equilibria of Chromate(VI) Species in Acid Medium and ab initio Studies of These Species". Polyhedron. 16 (21): 3835–3846. doi:10.1016/S0277-5387(97)00128-9.
  7. ^ Kulikov, Vladislav; Meyer, Gerd (2013). "Dihydronium Tetrachromate(VI), (H3O)2Cr4O13". Acta Crystallographica Section e Structure Reports Online. 69 (2): i13. Bibcode:2013AcCrE..69I..13K. doi:10.1107/S1600536813001608. PMC 3569175. PMID 23424393.
  8. ^ J. M. McCormick (2006-06-30). "Cleaning Glassware". Truman State University. Archived from the original on 2008-12-07. Retrieved 2010-12-18.
  9. ^ "NMR-010: Proper Cleaning Procedures for NMR Sample Tubes". Wilmad. Archived from the original on 2008-05-13. Retrieved 2008-06-27.
  10. ^ "Watson v Buckley, Osborne, Garrett & Co Ltd and Wyrovoys Products Ltd [1940] 1 All ER 174".
  11. ^ "Fomapan R" (PDF). Fomapan R. Foma. Archived from the original (PDF) on 18 April 2016. Retrieved 6 April 2016.
  12. ^ a b c Freeman, F. "Chromic Acid" 유기 합성 시약 백과사전(2001) John Wiley & Sons, doi:10.1002/047084289X.rc164
  13. ^ Kamm O.; Matthews, A. O. (1941). "p-Nitrobenzoic Acid". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 1, p. 392
  14. ^ Grummitt, O.; Egan, R.; Buck, A. "Homophthalic Acid and Anhydride". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 3, pp. 449 (1955
  15. ^ Eisenbraun, E. J. "Cyclooctanone". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 5, pp. 310 (1973
  16. ^ Meinwald, J.; Crandall, J.; Hymans W. E. "Nortricyclanone". Organic Syntheses.; Collective Volume, vol. 5, p. 866
  17. ^ J. M. Grill; J. W. Ogle; S. A. Miller (2006). "An Efficient and Practical System for the Catalytic Oxidation of Alcohols, Aldehydes, and α,β-Unsaturated Carboxylic Acids". J. Org. Chem. 71 (25): 9291–9296. doi:10.1021/jo0612574. PMID 17137354.
  18. ^ Hettiaratchy, Shehan; Dziewulski, Peter (2004-06-12). "Pathophysiology and types of burns". BMJ: British Medical Journal. 328 (7453): 1427–1429. doi:10.1136/bmj.328.7453.1427. ISSN 0959-8138. PMC 421790. PMID 15191982.

참고문헌

외부 링크