Właściwości dichromianu sodu, produkcja, zagrożenia i zastosowania

The dichromian sodu jest związkiem nieorganicznym o wzorze Na2Cr2O7. Jest jednym z wielu sześciowartościowych związków chromu (Cr VI). Jego struktura jest zilustrowana na rysunku 1, chociaż zazwyczaj sól jest przetwarzana w jej postaci odwodnionej, której formuła byłaby Na2Cr2O7 · H2O.

Ma dwa wiązania jonowe między cząsteczkami sodu a ujemnie naładowanymi tlenami. Rudę chromu ekstrahuje się z dichromianu sodu. Rocznie produkuje się miliony kilogramów dichromianu sodu.

Chiny są największym producentem dwuchromianu sodu, jednak chińskie zakłady chemiczne mają stosunkowo niską produkcję, mniej niż 50 000 ton rocznie, w porównaniu z zakładem w Kazachstanie, który produkuje ponad 100 000 ton rocznie.

Rośliny w Rosji, Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii mają produkcję pośrednią między 50 000 a 100 000 ton rocznie (Kogel, 2006).

Jeśli chodzi o reaktywność i wygląd, dichromian sodu ma właściwości podobne do dichromianu potasu, jednak sól sodowa jest bardziej rozpuszczalna w wodzie i ma mniejszą wagę niż sól potasowa.

Dwuchromian sodu wytwarza toksyczne opary chromu po podgrzaniu. Jest silnym środkiem utleniającym i jest wysoce korozyjny.

Związek ten można znaleźć w źródłach wody pitnej zanieczyszczonych różnymi procesami przemysłowymi, takimi jak techniki cynkowania lub galwanizacji, garbowanie skóry i produkcja wyrobów włókienniczych.

Indeks

• 1 Właściwości fizyczne i chemiczne
• 2 Metody produkcji
• 3 Reaktywność i zagrożenia
• 4 Zastosowania i aplikacje
• 5 Biochemia
• 6 referencji

Właściwości fizyczne i chemiczne

Dwuchromian sodu składa się z kryształów o czerwonawo-pomarańczowej strukturze jednoskośnej w postaci bezwodnej i bezwonnej. Jego masa cząsteczkowa wynosi 261,97 g / mol w postaci bezwodnej i 298,00 g / mol w postaci dihydratowanej.

Ma temperaturę topnienia 356,7 stopni Celsjusza, temperaturę wrzenia 400 stopni Celsjusza, w której ulega rozkładowi. Ma gęstość 2,52 g / ml.

Figura 2 pokazuje wygląd dwuchromianu sodu. Jego rozpuszczalność w wodzie wynosi 187 g na 100 gramów w 25 stopniach Celsjusza, a jego rozpuszczalność w etanolu wynosi 513,2 gramów na litr przy 19,4 stopniach Celsjusza (National Center for Biotechnology Information, s.f.).

Jest uważany za związek trwały, jeśli jest przechowywany w zalecanych warunkach i nie jest łatwopalny. Ponieważ jest silnym środkiem utleniającym, jest żrący, aw roztworze jest kwasem zdolnym do obniżenia pH do 4 w roztworze 1% wag./obj..

Metody produkcji

Chromian sodu można przekształcić w dichromian w procesie ciągłym, który traktuje kwasem siarkowym, dwutlenkiem węgla lub kombinacją tych dwóch.

Odparowanie roztworu dwuchromianu sodu powoduje wytrącanie siarczanu sodu i / lub wodorowęglanu sodu i związki te usuwa się przed końcową krystalizacją dichromianu sodu..

Dwuchromian sodu można wykonać w trzystopniowym procesie:

1. Palenie alkaliczne warunków utleniania chromitu
2. Ługowanie. Ekstrakcja rozpuszczalnych substancji z mieszaniny przez działanie ciekłego rozpuszczalnika
3. Konwersja monochromianu sodu w dichromianu sodu za pomocą kwasu.

Bezwodny dichromian sodu można wytworzyć przez stopienie dihydratu dihydratu sodu, krystalizację wodnych roztworów dichromianu powyżej 86 stopni C lub suszenie roztworów dichromianu sodu w suszarkach rozpyłowych.

Roztwory dichromianu sodu w stężeniu 69 i 70% w / v są stosowane jako wygodna i opłacalna metoda wysyłania ilości, unikając konieczności ręcznego przenoszenia lub rozpuszczania kryształów.

Reaktywność i zagrożenia

Jest silnym środkiem utleniającym. Niekompatybilny z silnymi kwasami. Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Toksyczne opary tlenku chromu mogą powstawać w obecności ciepła lub ognia.

Znana „mieszanina kwasu chromowego” dichromianu i kwasu siarkowego z pozostałościami organicznymi prowadzi do gwałtownej reakcji egzotermicznej. Ta mieszanina w połączeniu z pozostałościami acetonu prowadzi również do gwałtownej reakcji.

Połączenie dichromianu i kwasu siarkowego z alkoholami, etanolem i 2-propanolem prowadzi do gwałtownej reakcji egzotermicznej. Ze względu na występowanie wielu incydentów związanych z mieszaniem kwasu dichromianowo-siarkowego z utlenialnymi materiałami organicznymi prawdopodobnie najlepiej jest unikać takich interakcji.

Kombinacja dichromianu z hydrazyną jest wybuchowa, można się spodziewać, że reakcja dichromianu będzie energiczna z aminami w ogólności. Dodatek odwodnionej soli dwuchromianowej do bezwodnika octowego prowadzi do wybuchowej reakcji egzotermicznej. 

Bor, krzem i dichromiany tworzą mieszaniny pirotechniczne. Mieszanina kwasu octowego, 2-metylo-2-pentenalu i dichromianu prowadzi do gwałtownej reakcji (Karta danych chemicznych Dwuchromian sodu., 2016).

Wdychanie pyłu lub mgły powoduje podrażnienie dróg oddechowych, które czasami przypomina astmę. Może wystąpić perforacja przegrody. Jest uważany za truciznę.

Spożycie powoduje wymioty, biegunkę i, bardzo nietypowo, powikłania żołądka i nerek. Kontakt z oczami lub skórą powoduje miejscowe podrażnienie. Powtarzająca się ekspozycja na skórę powoduje zapalenie skóry.

Dwuchromian sodu jest czynnikiem rakotwórczym u ludzi. Istnieją dowody, że sześciowartościowe związki chromu lub Cr (VI) mogą powodować raka płuc u ludzi. Wykazano, że dichromian sodu powoduje raka płuc u zwierząt.

Chociaż dichromian sodu nie został zidentyfikowany jako związek teratogenny lub ryzyko reprodukcyjne, wiadomo, że sześciowartościowe związki chromu lub Cr (VI) są teratogenne i powodują uszkodzenia reprodukcyjne, takie jak zmniejszenie płodności i zakłócanie cykli miesiączkowych.

Dwuchromian sodu może powodować uszkodzenie wątroby i nerek, więc musi być zarządzany z najwyższą ostrożnością (New Jersey Department of Health, 2009).

W przypadku połknięcia ofiara powinna pić wodę lub mleko; nigdy nie wywoływać wymiotów. W przypadku kontaktu ze skórą lub oczami należy go traktować jak poparzenia kwasem; Przepłucz oczy wodą przez co najmniej 15 minut.

Zmiany zewnętrzne można wcierać 2% roztworem tiosiarczanu sodu. We wszystkich przypadkach należy skonsultować się z lekarzem.

Zastosowania i aplikacje

Oprócz znaczenia w produkcji innych chemikaliów chromowych, dichromian sodu ma również wiele bezpośrednich zastosowań jako składnik w produkcji:

• Metaliczne wykończenie: pomaga w odporności na korozję i czyszczeniu powierzchni metalowych, a także sprzyja przyczepności farby.
• Produkty organiczne: stosowane jako środki utleniające w produkcji produktów, takich jak witamina K i wosk.
• Pigmenty: stosowane w produkcji nieorganicznych pigmentów chromianowych, w których wytwarza się szereg kolorów odpornych na światło. Niektóre gatunki chromianów są również stosowane jako inhibitory korozji w dolnych warstwach i podkładach.
• Ceramiczne: używane do przygotowania kolorowych szkieł i szkliw ceramicznych.
• Tkanina: stosowana jako zaprawa do barwników kwasowych w celu poprawy jej właściwości szybko barwiących.
• Produkcja siarczanu chromu.

(Dwuchromian sodu, budulec dla praktycznie wszystkich innych związków chromu., 2010-2012)

Dwuwodzian dwuchromianu sodu, jego zastosowanie jest idealne w różnych warunkach, w tym w zastosowaniach wysokotemperaturowych, takich jak szkliwa ceramiczne i szkło kolorowe.

Tlenek chromu, który jest twardszy niż inne tlenki metali, takie jak tytan lub żelazo, jest idealny do środowisk, w których temperatura i warunki procesu są agresywne.

Substancja ta jest głównie wykorzystywana do produkcji innych związków chromu, ale jest również stosowana w mułach bentonitowych używanych do produkcji oleju, w środkach do konserwacji drewna, w produkcji organicznych substancji chemicznych i jako inhibitor korozji..

Tlenek chromu po zmieszaniu z dwuchromianem glinu i potasu przy użyciu procesu cieplno-tlenowego wytwarza metaliczny chrom o wysokiej czystości. Jest to istotny składnik w produkcji wysokowydajnych nadstopów stosowanych w przemyśle lotniczym.

W syntezie organicznej dichromian sodu stosuje się jako środek utleniający w reakcjach redukcji tlenków w obecności kwasu siarkowego.

Na przykład utlenianie p-nitrotoluenu z wytworzeniem kwasu p-nitrobenzoesowego, w utlenianiu n-butanolu z wytworzeniem n-butaldehydu, w tworzeniu cykloheksanonu z cykloheksanolu i tworzeniu kwasu adypinowego, jak pokazano na fig. 3.1 , 3,2, 3,3 i 3,4 odpowiednio (VK Ahluwalia, 2004).

Biochemia

Wkroplenie dotchawicze dwuchromianu sodu (CrVI) i wodorotlenku octanu chromu (CrIII) u samców szczurów spowodowało zwiększenie stężenia chromu w pełnej krwi, osoczu i moczu do 72 godzin po ekspozycji; Maksymalne stężenia osiągnięto po 6 godzinach po ekspozycji.

Stosunek chromu w pełnej krwi do stężenia chromu w osoczu był znacząco różny w przypadku leczenia Cr (VI) i Cr (III). Dlatego do oceny narażenia na chrom należy wykorzystać analizy chromu we krwi i chromu w osoczu.

Chrom wykryto również w limfocytach obwodowych. Cr (VI), ale nie Cr (III) akumulowały się znacząco w limfocytach po leczeniu. Komórki te mają potencjał do wykorzystania jako biomarkery w ocenie narażenia na związki chromu (Hooth, 2008).

Referencje

1. Karta danych chemicznych Dwuchromian sodu. (2016). Źródło chemikaliów cameo: cameochemicals.noaa.
2. Hooth, M. J. (2008). Raport techniczny na temat badań toksykologicznych i rakotwórczych dwuwodnego dwuchromianu sodu. Narodowy Instytut Zdrowia USA.
3. Kogel, J. E. (2006). Przemysłowe minerały i skały: towary, rynki i używa siódmej edycji. littleton colorado: społeczeństwo górnictwa, metalurgii i eksploracji inc.
4. National Center for Biotechnology Information. (s.f.). PubChem Compound Database; CID = 25408. Źródło: pubchem.com: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Departament Zdrowia w New Jersey. (2009, listopad). substancja niebezpieczna fakty arkusz dichromianu sodu. Źródło: nj.gov: nj.gov.
6. Dwuchromian sodu. Element konstrukcyjny praktycznie wszystkich innych związków chromu. (2010-2012). Źródło: chrom elementis: elementischromium.com
7. K. Ahluwalia, R. A. (2004). Kompleksowa praktyka chemii organicznej: preparaty i analizy ilościowe. Delhi: prasa uniwersytecka (Indie).