Was ist Kaliumdichromat?
Kaliumdichromat ist eine anorganische Verbindung mit der chemischen Formel K2Cr2O7.
In der Natur kommt Kaliumdichromat in Form des seltenen Minerals Lopezit in den Nitratlagerstätten der Atacama-Wüste in Chile und im Bushveld-Eruptivgestein in Südafrika vor. Als sechswertiges Chrom mit einer Oxidationszahl von +6 ist es einer der umweltschädlichsten Stoffe.
Kaliumdichromat wird aus Chromit als Rohstoff hergestellt. Zunächst wird das Chromerz gebrannt und zerkleinert, dann werden Calciumoxid und Kaliumcarbonat zugesetzt, stark erhitzt und weiter an der Luft oxidiert. Durch Zugabe von Schwefelsäure kann Kaliumdichromat dann in kristalliner Form hergestellt werden.
Anwendungen von Kaliumdichromat
Kaliumdichromat wird vor allem für den Fotodruck, zum Anzünden von Streichhölzern und als Ausgangsstoff für Sprengstoffe verwendet.
In der Chemie ist es ein Rohstoff für die Herstellung von Dichromaten und Chromaten. Es ist ein starkes Oxidationsmittel und wird als Oxidationsmittel in der organischen Synthese und als analytisches Reagenz verwendet.
Kaliumdichromat ist ein wichtiger Stoff in vielen Bereichen, aber es ist giftig und muss mit Vorsicht gehandhabt werden. Dichromat wird als Gefahrstoff eingestuft. Wegen seiner stark oxidierenden Eigenschaften wurde es früher mit Schwefelsäure als Chromsäuregemisch zur Reinigung von Laborgeräten gemischt. Aufgrund der Umweltauswirkungen, der Toxizität und der komplizierten Behandlung von Abfällen wird es jedoch nur noch in besonderen Fällen verwendet.
Eigenschaften von Kaliumdichromat
Kaliumdichromat ist ein orange-roter, säulenförmiger Kristall. Sein Schmelzpunkt liegt bei 398 °C und es zersetzt sich bei 500 °C durch Sauerstoffzufuhr. Es ist unlöslich in Ethanol, aber löslich in Wasser.
Bei Zugabe von Alkali zu einer orange-roten Lösung, die Dichromat-Ionen enthält, bilden sich Chromat-Ionen und es entsteht eine gelbe Lösung. Durch Behandlung mit kalter Schwefelsäure erhält man rote Kristalle von Chromsäureanhydrid. Chromsäureanhydrid wird auch als Chromtrioxid bezeichnet und hat die chemische Formel CrO3. Wenn Kaliumdichromat zusammen mit konzentrierter Schwefelsäure erhitzt wird, entsteht Sauerstoff.
Struktur von Kaliumdichromat
Kaliumdichromat wird auch als Kaliumbichromat bezeichnet. Seine Kristallstruktur ist dreieckig-pyramidal und seine Koordinationsstruktur ist triklin. Es hat ein Molekulargewicht von 294,19 und eine Dichte von 2,676 g/cm3. Es ionisiert, wenn es in Wasser gelöst wird.
Kaliumdichromat wird normalerweise durch die Reaktion von Kaliumchlorid mit Natriumdichromat gewonnen. Es kann aus Kaliumchromat synthetisiert werden, indem Chromat-Erz mit Kaliumhydroxid geröstet wird.
Weitere Informationen zu Kaliumdichromat
1. Reaktionen von Kaliumdichromat
In der organischen Chemie ist Kaliumdichromat ein milderes Oxidationsmittel als Kaliumpermanganat. Es wandelt primäre Alkohole in Aldehyde und unter bestimmten Bedingungen auch in Carbonsäuren um. Kaliumpermanganat hingegen liefert nur Carbonsäuren. Sekundäre Alkohole können durch Kaliumdichromat in Ketone umgewandelt werden. Menthol kann zum Beispiel mit saurem Dichromat oxidiert werden, um Menthon zu synthetisieren. Tertiäre Alkohole werden nicht oxidiert.
Farbveränderungen in wässrigen Lösungen können zur Unterscheidung zwischen Ketonen und Aldehyden verwendet werden. Der Aldehyd reduziert die Oxidationszahl des Dichromats von +6 auf +3 und der Aldehyd wird zu der entsprechenden Carbonsäure oxidiert. Durch diese Reaktion färbt sich die wässrige Lösung von orange nach grün. Ketone hingegen werden nicht oxidiert, so dass keine Veränderung zu beobachten ist und die Lösung orange bleibt.
2. Gefahren von Kaliumdichromat
Kaliumdichromat ist eine der Ursachen für Chromdermatitis. Es ist sehr wahrscheinlich, dass es eine Sensibilisierung auslöst, die zu einer chronischen und schwer zu behandelnden Dermatitis an Händen und Unterarmen führt. Versuche mit Kaninchen und Nagetieren haben gezeigt, dass selbst bei niedrigen Konzentrationen von 14 mg/kg eine Sterblichkeitsrate von 50 % besteht. Wasserorganismen sind empfindlich und müssen gemäß den örtlichen Umweltvorschriften entsorgt werden.
Wie andere sechswertige Chromverbindungen ist auch Kaliumdichromat krebserregend. Es ist außerdem ätzend und eine Exposition kann zu schweren Augenschäden und Erblindung führen sowie reproduktive Schäden verursachen.