Ácido crómico
Mezcla de ácido sulfúrico concentrado y dicromato.
Ácido crómico
Ácido dicrómico
Fórmulas estructurales del ácido dicrómico (izquierda) y del ácido crómico (derecha)
Ácido dicrómico (izquierda) y ácido crómico (derecha)
Nombres
Nombres IUPAC
Ácido crómico
Ácido dicrómico
Nombre sistemático de la IUPAC
Dihidroxidioxidocromo
Otros nombres
Ácido crómico (VI)
Ácido tetraoxocrómico
Identificadores
  • 7738-94-5 controlarY
Modelo 3D ( JSmol )
  • Imagen interactiva
  • Imagen interactiva
EBICh
  • CHEBI:33143 controlarY
Araña química
  • 22834 controlarY
Tarjeta informativa de la ECHA100.028.910
Número CE
  • 231-801-5
25982
Identificador de centro de PubChem
  • 24425
UNIVERSIDAD
  • SA8VOV0V7Q controlarY
Número de la ONU1755 1463
  • DTXSID8034455
  • InChI=1S/Cr.2H2O.2O/h;2*1H2;;/q+2;;;;/p-2 controlarY
    Clave: KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L controlarY
  • InChI=1/Cr.2H2O.2O/h;2*1H2;;/q+2;;;;/p-2/rCrH2O4/c2-1(3,4)5/h2-3H
    Clave: KRVSOGSZCMJSLX-OOUCQFSRAZ
  • O[Cr](O)(=O)=O
  • O=[Cr](=O)(O)O
Propiedades
H 2 CrO 4 (ácido crómico) H 2 Cr 2 O 7 (ácido dicrómico)
Masa molar118,008 g/mol (ácido crómico)
218,001 g/mol (ácido dicrómico)
AparienciaSólido o polvo cristalino de color rojo violáceo oscuro, parecido a la arena [ aclaración necesaria ]
OlorInodoro
Densidad1,201 g/cm 3 [ aclaración necesaria ]
Punto de fusión197 °C (387 °F; 470 K) [ aclaración necesaria ]
Punto de ebullición250 °C (482 °F; 523 K) (se descompone) [ aclaración necesaria ]
169 g/(100 mL) [ aclaración necesaria ]
Acidez (p K a )−0,8 a 1,6 (ácido crómico)
Base conjugadaCromato y dicromato
Peligros
Seguridad y salud en el trabajo (SST/OHS):
Principales peligros
altamente tóxico, cancerígeno, corrosivo
Etiquetado SGA :
GHS03: OxidanteGHS05: CorrosivoGHS06: TóxicoGHS07: Signo de exclamaciónGHS08: Peligro para la saludGHS09: Peligro ambiental
Peligro
H271 , H300+H310+H330 , H301 , H314 , H317 , H334 , H340 , H341 , H350 , H361 , H372 , H410
P201 , P202 , P210 , P220 , P221 , P260 , P261 , P262 , P264 , P270 , P271 , P272 , P273 , P280 , P281 , P283 , P284 , P285 , P301+P310 , P301+P330+P331 , P302+P350 , P302+P352 , P303+P361+P353 , P304+P340 , P304+P341 , P305+P351+P338 , P306+P360 , P308+P313 , P310 , P314 , P320 , P321 , P322 , P330 , P333+P313 , P342+P311 , P361 , P363 , P370+P378 , P371+P380+P375 , P391 , P403+P233 , P405 , P501
NFPA 704 (rombo cortafuegos)
NFPA 704 diamante de cuatro coloresHealth 4: Very short exposure could cause death or major residual injury. E.g. VX gasFlammability 0: Will not burn. E.g. waterInstability 1: Normally stable, but can become unstable at elevated temperatures and pressures. E.g. calciumSpecial hazard COR: Corrosive; strong acid or base. E.g. sulfuric acid, potassium hydroxide
4
0
1
COR
Dosis o concentración letal (LD, LC):
LD 50 ( dosis media )
51,9 mg/kg ( H2CrO4 · 2Na , rata, oral) [2]
NIOSH (límites de exposición a la salud en EE. UU.):
PEL (Permisible)
TWA 0,005 mg/m3 [ 1]
REL (recomendado)
TWA 0,001 mg Cr(VI)/m3 [ 1]
IDLH (Peligro inmediato)
15 mg de cromo (VI)/m3 [ 1]
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para los materiales en su estado estándar (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Compuesto químico

El ácido crómico es el término técnico que designa una solución formada por la adición de ácido sulfúrico a soluciones acuosas de dicromato . Está compuesto al menos en parte de trióxido de cromo . [3]

El término ácido crómico se utiliza habitualmente para una mezcla que se obtiene añadiendo ácido sulfúrico concentrado a un dicromato , que puede contener una variedad de compuestos, incluido el trióxido de cromo sólido . Este tipo de ácido crómico se puede utilizar como mezcla de limpieza para el vidrio. El ácido crómico también puede referirse a la especie molecular, H2CrO4 , de la que el trióxido es el anhídrido . El ácido crómico presenta cromo en un estado de oxidación de +6 ( y una valencia de VI o 6). Es un agente oxidante fuerte y corrosivo y un carcinógeno moderado .

Ácido crómico molecular

Diagrama de predominio parcial del cromato

El ácido crómico molecular, H 2 CrO 4 , en principio se parece al ácido sulfúrico , H 2 SO 4 . Se ionizaría de la siguiente manera:

H2CrO4 ⇌ [ HCrO4 ] − + H +​

El p K a para el equilibrio no está bien caracterizado. Los valores informados varían entre aproximadamente −0,8 y 1,6. [4] La estructura del anión mono se ha determinado mediante cristalografía de rayos X. En este oxianión tetraédrico, las longitudes de los tres enlaces Cr-O son de 156 pm y el enlace Cr-OH es de 201 pm [5]

[HCrO 4 ] − se condensa para formar dicromato:

2 [HCrO4 ] − ⇌ [ Cr2O7 ] 2− + H2O , log KD = 2,05 .

Además, el dicromato puede protonarse:

[ HCr2O7 ] − ⇌ [ Cr2O7 ] 2− + H + , p K a = 1,8 [ 6 ]

La pérdida del segundo protón ocurre en el rango de pH 4-8, lo que hace que el ion [HCrO 4 ] sea un ácido débil . [ cita requerida ]

El ácido crómico molecular podría, en principio, fabricarse añadiendo trióxido de cromo al agua ( véase fabricación de ácido sulfúrico ).

Cromo 3 + H 2 O ⇌ H 2 Cromo 4

En la práctica, se produce la reacción inversa: el ácido crómico molecular se deshidrata . Se pueden obtener algunas conclusiones a partir de las observaciones sobre la reacción de las soluciones de dicromato con ácido sulfúrico. El primer cambio de color de naranja a rojo indica la conversión del dicromato en ácido crómico. En estas condiciones, precipitan de la mezcla cristales de color rojo intenso de trióxido de cromo, sin que se produzca ningún cambio de color posterior.

El trióxido de cromo es el anhídrido del ácido crómico molecular. Es un ácido de Lewis y puede reaccionar con una base de Lewis, como la piridina, en un medio no acuoso como el diclorometano ( reactivo de Collins ).

Estructura del ácido tetracrómico H 2 Cr 4 O 13 ·2H 2 O , uno de los componentes del "ácido crómico" concentrado. Las posiciones de los átomos de H se calculan, no se observan. Código de colores: rojo = O, blanco = H, azul = Cr. [7]

Los ácidos crómicos superiores con la fórmula H 2 Cr n O (3 n +1) son componentes probables de soluciones concentradas de ácido crómico.

Usos

El ácido crómico es un intermedio en el cromado, y también se utiliza en esmaltes cerámicos y vidrio coloreado. Debido a que una solución de ácido crómico en ácido sulfúrico (también conocido como mezcla sulfocrómica o ácido cromosulfúrico ) es un poderoso agente oxidante , se puede utilizar para limpiar cristalería de laboratorio , particularmente de residuos orgánicos insolubles de otro modo. Esta aplicación ha disminuido debido a preocupaciones ambientales. [8] Además, el ácido deja trazas de iones crómicos paramagnéticos ( Cr 3+ ) que pueden interferir con ciertas aplicaciones, como la espectroscopia de RMN . Este es especialmente el caso de los tubos de RMN . [9] La solución de Piranha se puede utilizar para la misma tarea, sin dejar residuos metálicos.

El ácido crómico se ha utilizado ampliamente en la industria de reparación de instrumentos musicales debido a su capacidad para "dar brillo" al latón en bruto . Una inmersión en ácido crómico deja una pátina amarilla brillante en el latón. Debido a las crecientes preocupaciones por la salud y el medio ambiente, muchos han dejado de utilizar este producto químico en sus talleres de reparación.

Se utilizó en tintes para el cabello en la década de 1940, bajo el nombre de Melereon . [10]

Se utiliza como blanqueador en el procesamiento de inversión de fotografías en blanco y negro. [11]

Reacciones

El ácido crómico es capaz de oxidar muchos tipos de compuestos orgánicos y se han desarrollado muchas variaciones de este reactivo:

Transformaciones ilustrativas

Uso en análisis orgánico cualitativo

En química orgánica , se pueden utilizar soluciones diluidas de ácido crómico para oxidar alcoholes primarios o secundarios a los aldehídos y cetonas correspondientes . De manera similar, también se puede utilizar para oxidar un aldehído a su ácido carboxílico correspondiente . Los alcoholes terciarios y las cetonas no se ven afectados. Debido a que la oxidación se señala mediante un cambio de color de naranja a verde parduzco (lo que indica que el cromo se reduce del estado de oxidación +6 a +3), el ácido crómico se utiliza comúnmente como reactivo de laboratorio en química de la escuela secundaria o de la universidad como una prueba analítica cualitativa para la presencia de alcoholes primarios o secundarios , o aldehídos. [12]

Reactivos alternativos

En las oxidaciones de alcoholes o aldehídos en ácidos carboxílicos , el ácido crómico es uno de varios reactivos, incluidos varios que son catalíticos. Por ejemplo, las sales de níquel (II) catalizan oxidaciones por lejía (hipoclorito). [17] Los aldehídos se oxidan con relativa facilidad a ácidos carboxílicos, y los agentes oxidantes suaves son suficientes. Los compuestos de plata (I) se han utilizado para este propósito. Cada oxidante ofrece ventajas y desventajas. En lugar de utilizar oxidantes químicos, a menudo es posible la oxidación electroquímica.

Seguridad

Los compuestos de cromo hexavalente (incluidos el trióxido de cromo, los ácidos crómicos, los cromatos y los clorocromatos) son tóxicos y cancerígenos . El trióxido de cromo y los ácidos crómicos son oxidantes fuertes y pueden reaccionar violentamente si se mezclan con sustancias orgánicas fácilmente oxidables.

Las quemaduras por ácido crómico se tratan con una solución diluida de tiosulfato de sodio . [18]

Notas

  1. ^ abc Guía de bolsillo del NIOSH sobre peligros químicos. "#0138". Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  2. ^ "Ácido crómico y cromatos". Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud (IDLH) . Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  3. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ IUPAC SC-Database Una base de datos completa de datos publicados sobre constantes de equilibrio de complejos metálicos y ligandos
  5. ^ Mukherjee, AK; Mukhopadhaya, A.; Mukherjee, M.; Ray, S. (1994). "Dos complejos mononucleares de tetrafenilfosfonio y oxocromo: (PPh 4 )[Cr V O 3 (H 2 O)] y (PPh 4 )[Cr VI O 3 (OH)]". Acta Crystallographica Sección C Crystal Structure Communications . 50 (9): 1401–1404. Código Bibliográfico :1994AcCrC..50.1401M. doi :10.1107/S0108270194003148.
  6. ^ Brito, F.; Ascanioa, J.; Mateoa, S.; Hernándeza, C.; Araujoa, L.; Gili, P.; Martín-Zarzab, P.; Domínguez, S.; Mederos, A. (1997). "Equilibrios de especies de cromato (VI) en medio ácido y estudios ab initio de estas especies". Poliedro . 16 (21): 3835–3846. doi :10.1016/S0277-5387(97)00128-9.
  7. ^ Kulikov, Vladislav; Meyer, Gerd (2013). "Tetracromato de dihidronio (VI), (H3O)2Cr4O13". Acta Crystallographica Sección E: Structure Reports Online . 69 (2): i13. Bibcode :2013AcCrE..69I..13K. doi :10.1107/S1600536813001608. PMC 3569175 . PMID  23424393. 
  8. ^ JM McCormick (30 de junio de 2006). «Limpieza de cristalería». Universidad Estatal de Truman . Archivado desde el original el 7 de diciembre de 2008. Consultado el 18 de diciembre de 2010 .
  9. ^ "NMR-010: Procedimientos de limpieza adecuados para tubos de muestra de RMN". Wilmad. Archivado desde el original el 13 de mayo de 2008. Consultado el 27 de junio de 2008 .
  10. ^ "Watson contra Buckley, Osborne, Garrett & Co Ltd y Wyrovoys Products Ltd [1940] 1 Todos ER 174".
  11. ^ "Fomapan R" (PDF) . Fomapan R . Foma. Archivado desde el original (PDF) el 18 de abril de 2016 . Consultado el 6 de abril de 2016 .
  12. ^ abc Freeman, F. "Ácido crómico" Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica (2001) John Wiley & Sons, doi :10.1002/047084289X.rc164
  13. ^ Kamm O.; Matthews, AO (1941). "Ácido p-nitrobenzoico". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 392.
  14. ^ Grummitt, O.; Egan, R.; Buck, A. "Ácido homoftálico y anhídrido". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 3, págs. 449 (1955).
  15. ^ Eisenbraun, EJ "Ciclooctanona". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, págs. 310 (1973).
  16. ^ Meinwald, J.; Crandall, J.; Hymans WE "Nortriciclanona". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 5, pág. 866.
  17. ^ JM Grill; JW Ogle; SA Miller (2006). "Un sistema eficiente y práctico para la oxidación catalítica de alcoholes, aldehídos y ácidos carboxílicos α,β-insaturados". J. Org. Chem. 71 (25): 9291–9296. doi :10.1021/jo0612574. PMID  17137354.
  18. ^ Hettiaratchy, Shehan; Dziewulski, Peter (12 de junio de 2004). "Fisiopatología y tipos de quemaduras". BMJ: British Medical Journal . 328 (7453): 1427–1429. doi :10.1136/bmj.328.7453.1427. ISSN  0959-8138. PMC 421790 . PMID  15191982. 

Referencias

  • Alcoholes a partir de compuestos carbonílicos: oxidación-reducción y compuestos organometálicos [ enlace muerto permanente ] ( PDF )
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