Was ist Chromsäure?
Chromsäure ist eine Verbindung, die durch H2CrO4 dargestellt wird.
Sie wird manchmal als Sammelbegriff für Stoffe verwendet, in denen sich Chromoxid (Ⅵ) in Wasser unter Bildung von Chromsäure-Salzen auflöst. Es hat ein Molekulargewicht von 118,0 g/mol, einen Schmelzpunkt von 197 °C, eine Dichte von 1,201 g/cm³ und eine CAS-Nummer von 7738-94-5. Das Molekül entspricht einem Molekül Wasser, das zu Chromtrioxid hinzugefügt wird.
Anwendungen von Chromsäure
Chromsäure wird im Allgemeinen als Natriumchromat-Rohstoff, Oxidationsmittel und Katalysator verwendet.
1. Oxidationsmittel
Chromsäure und andere Chromsalze und Verbindungen, die sechswertiges Chrom enthalten, wie z. B. Chromtrioxid, sind starke Oxidationsmittel und werden häufig in der organischen Synthese verwendet. Sie werden hauptsächlich zur Gewinnung von Carbonsäuren durch Einwirkung auf primäre Alkohole oder zur Gewinnung von Ketonen durch Einwirkung auf sekundäre Alkohole eingesetzt.
Je nach Reagenz und Lösemittelbedingungen werden sie als Jones-Oxidation, Sallet-Oxidation und Collins-Oxidation bezeichnet. Da Chromsäure ein sehr starkes Oxidationsmittel ist, kann es zu Nebenreaktionen kommen, z. B. zu einer weiteren Oxidation der Zielverbindung zu einer unerwarteten Verbindung, so dass Vorsicht geboten ist.
PCC, ein Salz aus Chlorchromat-Ionen und Pyridinium-Ionen, bei dem das Wasserstoffatom des Chromsäure-Ions durch ein Chloratom ersetzt ist, ist ein mildes Oxidationsmittel und kann primäre Alkohole zu Aldehyden oxidieren. Bei diesen Oxidationsreaktionen wird Chromsäure zu dreiwertigem Chrom reduziert.
2. Oberflächenbehandlungsmittel
Sie werden in der Fotografie, in der Galvanotechnik, als Pigmente, in der Ledergerberei, als Farbstoffe und Färbemittel verwendet. Sie eignen sich auch für die Chromsäurebehandlung, eine der Methoden der Metallpassivierung. Durch Eintauchen oder kathodische Elektrolyse in die Behandlungslösung kann eine korrosionsbeständige Beschichtung aufgebracht werden. Diese Chromsäure-Behandlung verbessert die Korrosionsbeständigkeit, die Lackhaftung und verhindert Verfärbungen.
Bei der Verwendung von Chromsäuren und Dichromaten (sechswertiges Chrom) ist Vorsicht geboten, da sie stark oxidierend wirken und Haut und Schleimhäute stark angreifen können, was zu Dermatitis und Chromgeschwüren führen kann.
Eigenschaften von Chromsäure
Chromsäure ist bei normaler Temperatur und normalem Druck ein roter Feststoff. Der Zersetzungspunkt dieser Substanz liegt bei 250 °C. Darüber hinaus sind Chromsäurelösungen bei normalen Konzentrationen gelbrot, bei höheren Konzentrationen sind sie rot oder dunkelrot und werden schwärzlich.
In wässrigen Lösungen ist das Gleichgewicht so, dass sich zwei Moleküle Chromsäure und zwei Moleküle Oxoniumionen zu einem Molekül Dichromat-Ion und drei Molekülen Wasser verbinden. Unter stark sauren oder basischen Bedingungen mit einem pH-Wert unter 1 kippt das Gleichgewicht in Richtung Chromsäurebildung. Chromsäure wird in Richtung des Gleichgewichts gebildet.
Weitere Informationen über Chromsäure
1. Gefährdung durch sechswertiges Chrom
Sechswertiges Chrom, einschließlich Chromsäure, ist bekanntermaßen hochgiftig. Chromionen sind dreiwertig und sechswertig, und während dreiwertige Ionen in der Natur weit verbreitet und stabil sind, kommen sechswertige Ionen nur in einigen Erzen vor.
Sechswertiges Chrom kann beim Menschen Dermatitis und andere Probleme verursachen, wenn es an der Haut haftet, und es kann Erbrechen verursachen, wenn es in den Körper aufgenommen wird. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Fähigkeit, die DNA zu schädigen, krebserregend und kann beim Einatmen Lungenkrebs verursachen, während eine langfristige Einnahme zu Zwerchfell- und Magenkrebs führen kann.
Daher muss beim Umgang mit sechswertigem Chrom in Pulverform verhindert werden, dass es sich in der Umgebung verteilt, und es muss streng darauf geachtet werden, dass es nicht in Augen, Nase oder Mund gelangt und auch nicht auf der Haut oder der Kleidung verbleibt.
2. Verschiedene Chromsäuren
Chromionen mit der Oxidationszahl 6 werden als sechswertiges Chrom bezeichnet. In wässrigen Lösungen liegen die Ionen in Form von CrO42-, HCrO4- und Cr2O72- vor. Diese Ionen polymerisieren auch zu den mehrsauren Ionen Cr3O102- und Cr4O132-.
Diese Ionen werden in der Regel in Form von Natrium- oder Kaliumsalzen (z. B. K2Cr2O7 und Na2Cr2O7) verwendet und zeichnen sich gewöhnlich durch eine gelbe oder rote Farbe aus.