Хромат калия и его свойства¶

Хромат калия — неорганическое соединение, средняя соль хромовой кислоты и калия с химической формулой K₂CrO₄. Относится к классу хроматов — солей, содержащих хромат-анион CrO₄²⁻, в котором хром находится в высшей степени окисления +6. При нормальных условиях представляет собой кристаллическое вещество жёлтого цвета, хорошо растворимое в воде. Соединение широко применяется в аналитической химии, промышленности и как источник шестивалентного хрома.

¶Физические и химические свойства

Хромат калия образует жёлтые ромбические кристаллы. Молярная масса составляет 194,19 г/моль. Плотность — около 2,73 г/см³. Температура плавления — 968 °C. Вещество нелетучее, не имеет запаха, термически устойчиво до высоких температур.

Растворимость в воде высокая и заметно растёт с температурой: при 20 °C растворяется около 63 г на 100 г воды, при 100 °C — свыше 79 г. Водный раствор имеет жёлтую окраску и щелочную реакцию среды, поскольку хромат-анион является слабым основанием. В органических растворителях (этанол, эфир) соль практически нерастворима.

В водных растворах хромат-ион находится в равновесии с дихромат-ионом:

2 CrO₄²⁻ + 2 H⁺ ⇄ Cr₂O₇²⁻ + H₂O.

В щелочной среде равновесие смещено в сторону жёлтого хромата, в кислой — в сторону оранжевого дихромата. Это свойство лежит в основе качественных реакций и pH-индикации.

Хромат калия — сильный окислитель. При нагревании с восстановителями (углерод, сера, металлы, органические вещества) восстанавливается до соединений трёхвалентного хрома, часто со вспышкой. С концентрированными кислотами образует дихромат калия K₂Cr₂O₇. Взаимодействует с солями свинца, бария, серебра, давая малорастворимые осадки соответствующих хроматов, что используется в анализе.

¶Получение

Основной промышленный способ — окислительное обжигание хромита железа (хромитовой руды) с поташом или гидроксидом калия в присутствии воздуха:

4 Fe(CrO₂)₂ + 8 K₂CO₃ + 7 O₂ → 8 K₂CrO₄ + 2 Fe₂O₃ + 8 CO₂.

Полученный плав выщелачивают водой, раствор очищают и упаривают до кристаллизации. В лаборатории хромат калия можно получить нейтрализацией хромовой кислоты или дихромата калия гидроксидом калия:

K₂Cr₂O₇ + 2 KOH → 2 K₂CrO₄ + H₂O.

¶Применение

¶Аналитическая химия

Хромат калия применяется как реагент для осаждения и определения ионов бария, свинца, серебра и стронция, образующих труднорастворимые хроматы. Используется в аргентометрии (метод Мора) для определения хлоридов: в качестве индикатора, дающего красный осадок хромата серебра в точке эквивалентности.

¶Промышленность

Вещество служит промежуточным продуктом при производстве дихромата калия и других соединений хрома. Применяется в дублении кож, как компонент антикоррозионных покрытий, в производстве пигментов (жёлтый крон), в текстильной промышленности как протрава при крашении тканей, в фотографии и литографии. Используется в составах для пассивации металлических поверхностей.

¶Прочие области

Растворы хромата калия применяются в качестве ингибитора коррозии в системах охлаждения, в деревообработке для защиты древесины от грибка и насекомых, в пиротехнике для получения жёлтого пламени. В прошлом использовался в медицине как прижигающее средство, однако из-за токсичности такая практика прекращена.

¶Токсичность и меры безопасности

Хромат калия относится к веществам 1-го класса опасности. Соединения шестивалентного хрома токсичны, обладают канцерогенным, мутагенным и аллергенным действием. При попадании внутрь вызывают тяжёлые отравления, поражение печени и почек. Пыль раздражает слизистые оболочки и кожу, способна вызывать дерматиты и «хромовые язвы». Вещество внесено в перечень канцерогенов.

Работа с хроматом калия требует средств индивидуальной защиты: резиновых перчаток, очков, респиратора. Хранение — в герметичной таре, отдельно от восстановителей и органических материалов. Утилизация растворов проводится после восстановления Cr(VI) до Cr(III) и осаждения гидроксида хрома. Сброс в сточные воды без очистки запрещён.

¶Распространение в природе

В природе встречается редко. Минерал, соответствующий по составу хромату калия (тарапакаит), найден в пустынных районах Чили и некоторых других засушливых зонах, где образуется при испарении минерализованных вод в условиях окисления. Промышленное значение природные залежи не имеют — соединение получают синтетически.

¶Правовое регулирование

Оборот хромата калия и других соединений шестивалентного хрома в Российской Федерации регулируется санитарными нормами и правилами обращения с опасными веществами. Существуют предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны (ПДК для Cr(VI) — порядка 0,01 мг/м³). На международном уровне соединения Cr(VI) включены в списки веществ, подлежащих контролю в рамках конвенций по охране труда и окружающей среды.

Источники: справочники по неорганической химии, данные о свойствах хроматов, материалы по промышленной токсикологии и охране труда.