化學(xué)性質(zhì)
重鉻酸鉀(potassium dichromate),分子式 為K2Cr2O7,室溫下為橙紅色三斜晶體或針狀晶體,溶于水,不溶于乙醇,別名紅礬鉀。重鉻酸鉀是一種有毒且有致癌性的強(qiáng)氧化劑,它被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃歸為第一類致癌物質(zhì),而且是強(qiáng)氧化劑,在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中都有很廣泛的應(yīng)用。用于制鉻礬、火柴、鉻顏料、并供鞣革、電鍍、有機(jī)合成等。
中文名
重鉻酸鉀
外文名
Potassium dichromate
別 名
紅礬鉀
化學(xué)式
K2Cr2O7
分子量
294.19
CAS登錄號(hào)
7778-50-9
EINECS登錄號(hào)
231-906-6
熔 點(diǎn)
398 ℃
沸 點(diǎn)
500 ℃(分解)
水溶性
稍溶于冷水,水溶液呈酸性,易溶于熱水,不溶于乙醇
密 度
2.676 g/m3
外 觀
橙紅色三斜晶系板狀結(jié)晶體
閃 點(diǎn)
50°F
應(yīng) 用
著色劑,媒染劑,電鍍,有機(jī)合成
安全性描述
高毒,強(qiáng)氧化劑,第一類致癌物
危險(xiǎn)性符號(hào)
O; T+; N
危險(xiǎn)性描述
危險(xiǎn)類別:5.1
UN危險(xiǎn)貨物編號(hào)
1479
安全信息
健康危害
侵入途徑:吸入、食入、經(jīng)皮吸收。
健康危害:急性中毒:吸入后可引起急性呼吸道刺激癥狀、鼻出血、聲音嘶啞、鼻粘膜萎縮,有時(shí)出現(xiàn)哮喘和紫紺。重者可發(fā)生化學(xué)性肺炎??诜纱碳ず透g消化道,引起惡心、嘔吐、腹痛、血便等;重者出現(xiàn)呼吸困難、紫紺、休克、肝損害及急性腎功能衰竭等。
慢性影響:有接觸性皮炎、鉻潰瘍、鼻炎、鼻中隔穿孔及呼吸道炎癥等。
毒理學(xué)資料及環(huán)境行為
急性毒性:LD50190mg/kg(小鼠經(jīng)口)
刺激性:對(duì)皮膚有強(qiáng)烈刺激性。
致突變性:微生物致突變:鼠傷寒沙門氏菌100μg/皿。大腸桿菌1600μmol/L;啤酒酵母菌60mg/L。微核試驗(yàn):小鼠腹腔注射50mg/kg。姊染色單體交換:小鼠淋巴細(xì)胞1μmol/L。
生殖毒性:小鼠經(jīng)口最低中毒劑量(TDL0):1710mg/kg(孕19天),致胚胎發(fā)育遲緩,面部發(fā)育異常。
致癌性:IARC致癌性評(píng)論:動(dòng)物致癌缺乏證據(jù),人類致癌證據(jù)充分。
代謝和降解:六價(jià)鉻和三價(jià)鉻可以互相轉(zhuǎn)換,在環(huán)境中六價(jià)鉻可以被還原性物質(zhì)如亞鐵離子及有機(jī)物還原成三價(jià)鉻,而三價(jià)鉻由于遇到自然界中的氧化物如二氧化錳和大氣或水中的氧,被氧化成六價(jià)鉻。海水中含鉻量較低,濃度往往在1μg/L以下,六價(jià)鉻與三價(jià)鉻并存,但水越深則三價(jià)鉻的濃度越高,這是由于六價(jià)鉻被深水中有機(jī)物還原的結(jié)果。相同的理由是在受污染河流的底泥中,往往三價(jià)鉻的濃度比六價(jià)鉻顯著偏高。泥沙對(duì)三價(jià)鉻的吸附能力很強(qiáng),而對(duì)六價(jià)鉻基本不吸附也是底泥中三價(jià)鉻含量偏高的原因。
進(jìn)入人體的鉻被積存在人體組織內(nèi),代謝和被清除的速度緩慢。鉻進(jìn)入血液后,主要與血漿口的鐵球蛋白、白蛋白、γ-球蛋白結(jié)合。六價(jià)鉻還可能透過(guò)紅細(xì)胞膜,15分鐘內(nèi)可以有50%的六價(jià)鉻進(jìn)入細(xì)胞,進(jìn)入紅細(xì)胞后與血紅蛋白結(jié)合。鉻的代謝物主要從腎排出,少量經(jīng)糞便排出。
殘留與蓄積:從大氣、水、土壤中普遍檢出鉻的存在,由于生物鏈的作用鉻在動(dòng)植物體內(nèi)的殘留和蓄積量也相當(dāng)高,據(jù)加拿大渥太華國(guó)立研究理事會(huì)和德國(guó)海洋研究所的資料,世界大氣中鉻的本底均值為1ng/m,地表水中鉻的本底無(wú)值為10μg/L,海水小于1μg/L,土壤和底泥中鉻的會(huì)計(jì)師范圍分別為5-3000mg/kg和6-1240mg/kg。由于環(huán)境污染的結(jié)果,美國(guó)大氣中含鉻均值為15g/m,河流水體中含鉻均值199μg/L。鉻鹽易溶于水,大量鉻以離子狀態(tài)隨水的循環(huán)轉(zhuǎn)移,并積存到生物體內(nèi)。進(jìn)入人體的鉻主要蓄積在肺、肝、腎、脾及內(nèi)分泌腺里,接觸鉻的工人胃的分泌物中,血、膽汗內(nèi)均能檢出鉻,肺中鉻的會(huì)計(jì)師超出一般人體的10倍以上。人體腸胃道對(duì)鉻的吸收較差;如從飲食中每天攝入200-290μg,尿中排出100-160μg。
遷移轉(zhuǎn)化:據(jù)IRPTC《國(guó)際常見有毒化學(xué)品資料簡(jiǎn)明手冊(cè)》介紹,鉻(包括各種鉻酸鹽)在自然界的遷移是十分活躍的,每年從空氣向海洋的遷移量是150萬(wàn)噸,從空氣遷移到土壤60萬(wàn)噸,土壤到生物圈9.1萬(wàn)噸,海水到生物圈39萬(wàn)噸,生物圈到底泥39萬(wàn)噸,海水到底泥20萬(wàn)噸,以上數(shù)據(jù)可以看出鉻在自然界的遷移主要是通過(guò)大氣(氣溶膠和粉塵)、水和生物鏈來(lái)完成的。自然界中鉻的遷移有時(shí)并不一定是污染源排放造成的。例如我國(guó)的大理河,沒(méi)河數(shù)百里的河水、泉水、井水中均能檢出鉻,最高濃度達(dá)0.16mg/L,泉水中57%水體超過(guò)國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)(0.05mg/L),可是大理河流域沿岸并沒(méi)有排放含鉻廢水的污染源,這是由當(dāng)?shù)劂t的環(huán)境本底值偏高造成的。
危險(xiǎn)特性:強(qiáng)氧化劑。遇強(qiáng)酸或高溫時(shí)能釋放出氧氣,從而促使有機(jī)物燃燒。與硝酸鹽、氯酸鹽接觸劇烈反應(yīng),有水時(shí)與硫化鈉混合能引起自燃。與還原劑、有機(jī)物、易燃物如硫、磷或金屬粉末等混合可形成爆炸性混合物。具有較強(qiáng)的腐蝕性。
燃燒(分解)產(chǎn)物:可能產(chǎn)生有害的毒性煙霧。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急監(jiān)測(cè)方法
速測(cè)管法(六價(jià)鉻)
實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法
原子吸收法;分光光度法
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn):
中國(guó)(TJ36-79) | 車間空氣中有害物質(zhì)的最高容許濃度 | 0.05mg[CrO3]/m |
中國(guó)(GB5749-2006) | 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) | 0.05 mg/L(以六價(jià)鉻計(jì)) |
中國(guó)(GB8978-1996) | 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) | 0.5mg/L(以六價(jià)鉻計(jì)) |
泄漏應(yīng)急處理
隔離泄漏污染區(qū),限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。勿使泄漏物與有機(jī)物、還原劑、易燃物或金屬粉末接觸。小量泄漏:用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。也可以用大量水沖洗,洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏:收集回收或運(yùn)至廢物處理場(chǎng)所處置。
防護(hù)措施
呼吸系統(tǒng)防護(hù):可能接觸其粉塵時(shí),應(yīng)該佩戴頭罩型電動(dòng)送風(fēng)過(guò)濾式防塵呼吸器。必要時(shí),佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護(hù):呼吸系統(tǒng)防護(hù)中已作防護(hù)。
身體防護(hù):穿聚乙烯防毒服。
手防護(hù):戴橡膠手套。
其它:工作畢,淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。
急救措施
皮膚接觸:脫去被污染的衣著,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗。就醫(yī)。
吸入:迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。
食入:誤服者用水漱口,用清水或1%硫代硫酸鈉溶液洗胃。給飲牛奶或蛋清。就醫(yī)。
滅火方法:滅火劑:霧狀水,砂土。
合成方法
1.復(fù)分解法 將重鉻酸鈉(或制造重鉻酸鈉后的母液)稀釋加熱,加入理論量的氯化鉀(含KCl>90%)進(jìn)行復(fù)分解,反應(yīng)溫度為105~110℃,反應(yīng)溶液濃度控制在37~38°Bé,生成重鉻酸鉀溶液。加入少量氯酸鈉,用氫氧化鈉調(diào)整溶液Ph值為5~6,再加入少量硫酸鋁使雜質(zhì)絮凝,經(jīng)澄清除去雜質(zhì),將溶液冷卻結(jié)晶,再經(jīng)離心分離、洗滌、干燥,制得重鉻酸鉀成品。其反應(yīng)方程式如下:
分離后的母液,經(jīng)濃縮析出氯化鈉結(jié)晶,而重鉻酸鉀仍溶于液相。分離氯化鈉,并用熱洗液和熱水洗滌,洗液可與重鉻酸鉀母液合并進(jìn)行蒸發(fā)。分離氯化鈉后的母液經(jīng)澄清除去不溶物,冷卻溶液可再次得到重鉻酸鈉結(jié)晶,二次母液可返回反應(yīng)器。
2.將硝酸鉀、碳酸鉀和三氧化二鉻均按一定的配比混合,將混合物加熱,之后冷卻到室溫,用熱水萃取。將溶液過(guò)濾,濾液用濃硫酸化,并將溶液一直加熱到結(jié)晶出現(xiàn)。冷卻后,析出重鉻酸鉀晶體,隨即離心分離。為進(jìn)一步提純,結(jié)晶物在0~100℃以水為溶劑進(jìn)行重結(jié)晶,然后在150~155℃下真空干燥即可。
3.將工業(yè)品重鉻酸鉀在水溶液中進(jìn)行再結(jié)晶,然后過(guò)濾。于110℃下干燥的結(jié)晶,在瑪瑙研缽中研成細(xì)粉,再于120℃下干燥2h。如需要更高純度,則可先在石英皿中重結(jié)晶3次,再用鉑皿重結(jié)晶3次。將4g鉻鐵礦粉與4g NaNO3混勻,另取4g NaOH與4g Na2CO3于鐵坩堝中混勻。小火加熱至熔,然后把礦粉分幾次加入并不斷攪拌,以防熔物噴濺。礦粉加完后,逐漸加大火焰,灼燒半小時(shí),證其自然冷卻。在熔塊快要干涸時(shí)用力攪拌,倒入燒杯中。附在坩堝內(nèi)的熔物加少量水,小火加熱至沸,取出的熔物轉(zhuǎn)入燒杯中。如此反復(fù)2~3次,熔物全部取出后,將燒杯加熱煮沸約20min,要不斷攪拌使熔塊溶解。然后吸濾,濾渣用水洗一次。濾液體積控制在40mL左右。滴加冰醋酸(約4~5mL)調(diào)濾液pH為7~8,使Al(OH)3沉淀,加熱濃縮到溶液約為原體積2/3時(shí),冷卻吸濾,沉淀為Al(OH)3和NaAc·3H2O(回收),濾液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中。再用冰醋酸(約4mL)調(diào)至pH≈5,溶液由黃色轉(zhuǎn)為橙紅色。往制得的重鉻酸鈉溶液加入1.5g KCl,水溶加熱,蒸發(fā)至表面有晶膜出現(xiàn),再調(diào)pH≈5,水冷卻,有大量晶體析出后吸濾。晶體是K2Cr2O7和NaAc·3H2O的混合物,轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿滴加沸水至全溶,令其冷卻,進(jìn)行重結(jié)晶,吸濾得K2Cr2O7晶體。濾液回收。得到產(chǎn)品在50℃下烘干,稱重,計(jì)算產(chǎn)率。
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
用途
1.用于生產(chǎn)鉻明礬、氧化鉻綠、鉻黃顏料。搪瓷工業(yè)用它與長(zhǎng)石粉、石英砂等混合后煅燒成琺瑯?lè)郏骶G色的著色劑。用于調(diào)制火柴藥頭,起氧化防潮作用。用作輕革的鞣革劑。媒介染料染色和印花用作媒染劑。制合成香料用作氧化劑。用于電焊條、印刷油墨,金屬鈍化。用作有機(jī)合成的氧化劑和催化劑及醫(yī)藥品的原料。
2.用作采油酸化壓裂液增稠劑、堵水,調(diào)剖劑的交聯(lián)劑,常與聚合物一起配合使用。
3.用作強(qiáng)氧化劑、分析試劑,制煙火,顏料及用于鞣革等方面。
4.由于重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性,在表面處理中重鉻酸鉀曾被大量用于鋁及合金的弱堿性化學(xué)氧化。這種化學(xué)氧化膜層多用于非重要件的防護(hù)處理,或用于涂裝的底層處理以提高涂層和基體金屬的結(jié)合力。但弱堿性化學(xué)氧化需要在較高的溫度下進(jìn)行,同時(shí)六價(jià)鉻毒性較大,現(xiàn)已較少采用。
5.用于銀的浸亮以及鋅、銀、鉛錫合金、銅和銅合金、不銹鋼的化學(xué)鈍化或電解鈍化等溶液中。
6.用作緩蝕劑、金屬鈍化劑、殺菌防腐劑等。還用于電鍍、醫(yī)藥等工業(yè)。
7.用于皮革、火柴、印染、化學(xué)、電鍍等工業(yè)。