حمض الكروميك

حمض الكروميك مركب كيميائي صيغته الكيميائية H₂CrO₄ _. وبشكل أعم، هو اسم محلول يتكون بإضافة حمض الكبريتيك إلى محاليل مائية من _ثنائي الكرومات . ويتكون جزئياً على الأقل من ثالث أكسيد الكروم . ^{[ 3 ]}

يُستخدم مصطلح "حمض الكروميك" عادةً للإشارة إلى خليط يُحضّر بإضافة حمض الكبريتيك المركز إلى ثنائي الكرومات ، والذي قد يحتوي على مركبات متنوعة، بما في ذلك ثلاثي أكسيد الكروم الصلب . يُمكن استخدام هذا النوع من حمض الكروميك كمنظف للزجاج. كما يُمكن أن يُشير مصطلح حمض الكروميك إلى المركب الجزيئي H₂CrO₄ _، حيث يكون ثلاثي الأكسيد هو الأنهيدريد. يتميز حمض الكروميك بوجود الكروم في حالة أكسدة +6 ( وتكافؤ سداسي أو 6 ) . وهو عامل مؤكسد قوي ومُسبب للتآكل _، ومادة مسرطنة متوسطة .

حمض الكروميك الجزيئي، _H₂CrO₄ ، يشبه من حيث المبدأ _حمض الكبريتيك _، H₂SO₄ . _ويتأين وفقًا لذلك:

H₂CrO₄ _⇌ [ HCrO₄ _] ^{⁻ +} H⁺_​​​​

لم تُحدد قيمة pKa _{للتوازن بدقة. وتتراوح القيم المُبلغ عنها بين -0.8 و1.6 تقريبًا.} ^{[ 4 ]} وقد حُددت بنية الأنيون الأحادي باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية . في هذا الأنيون الأكسجيني رباعي السطوح، يبلغ طول روابط Cr-O الثلاثة 156 بيكومترًا ، بينما يبلغ طول رابطة Cr-OH 201 بيكومترًا. ^{[ 5 ]}

[ HCrO ₄ ] ⁻ يتكثف لتكوين ثنائي الكرومات:

2 [ HCrO ₄ ] ⁻ ⇌ [ Cr ₂ O ₇ ] ²⁻ + H ₂ O ، log K _D = 2.05.

علاوة على ذلك، يمكن بروتنة ثنائي الكرومات:

[ HCr2O7 _] ⁻ ⇌ [ _{Cr2O7 ]} ^{2− +} H ⁺ , pKa ₌ 1.8 ^{[ 6} _]​​​​​

يحدث فقدان البروتون الثاني في نطاق الأس الهيدروجيني 4-8، مما يجعل الأيون [ HCrO ₄ ] ⁻ حمضًا ضعيفًا .

من حيث المبدأ، يمكن صنع حمض الكروميك الجزيئي عن طريق إضافة أكسيد الكروم الثلاثي إلى الماء ( انظر صناعة حمض الكبريتيك ).

CrO ₃ + H ₂ O ⇌ H ₂ CrO ₄

عمليًا، يحدث التفاعل العكسي: حيث يفقد حمض الكروميك الجزيئي الماء . ويمكن استخلاص بعض الأفكار من ملاحظات تفاعل محاليل ثنائي الكرومات مع حمض الكبريتيك. يشير أول تغير في اللون من البرتقالي إلى الأحمر إلى تحول ثنائي الكرومات إلى حمض الكروميك. في ظل هذه الظروف، تترسب بلورات حمراء داكنة من ثالث أكسيد الكروم من الخليط، دون حدوث أي تغير إضافي في اللون.

أكسيد الكروم الثلاثي هو أنهيدريد حمض الكروميك الجزيئي. وهو حمض لويس ويمكن أن يتفاعل مع قاعدة لويس، مثل البيريدين ، في وسط غير مائي مثل ثنائي كلورو الميثان ( كاشف كولينز ).

تُعد أحماض الكروميك الأعلى ذات الصيغة H ₂ Cr _n O _{(3 n +1)} مكونات محتملة للمحاليل المركزة لحمض الكروميك.

حمض الكروميك مادة وسيطة في طلاء الكروم، ويُستخدم أيضًا في طلاء السيراميك والزجاج الملون. ولأن محلول حمض الكروميك في حمض الكبريتيك (المعروف أيضًا باسم خليط السلفوكروميك أو حمض الكروموسلفوريك ) عامل مؤكسد قوي ، فإنه يُستخدم لتنظيف الأواني الزجاجية المخبرية ، وخاصةً من البقايا العضوية غير القابلة للذوبان. وقد تراجع استخدام هذا الحمض بسبب المخاوف البيئية. ^{[ 8 ]} علاوة على ذلك، يُخلّف الحمض كميات ضئيلة من أيونات الكروم البارامغناطيسية ( Cr³⁺ ) التي قد تتداخل مع بعض التطبيقات، مثل مطيافية الرنين النووي المغناطيسي (NMR) ^. وينطبق هذا بشكل خاص على أنابيب الرنين النووي المغناطيسي . ^{[ 9 ]} ويمكن استخدام محلول البيرانا لنفس الغرض، دون ترك أي بقايا معدنية.

كان حمض الكروميك يُستخدم على نطاق واسع في صناعة إصلاح الآلات الموسيقية، لقدرته على إضفاء لمعان على النحاس الخام . إذ يُخلّف غمر النحاس في حمض الكروميك طبقة صفراء زاهية . ونظرًا لتزايد المخاوف الصحية والبيئية، توقف العديد من ورش الإصلاح عن استخدام هذه المادة الكيميائية.

تم استخدامه في صبغة الشعر في الأربعينيات من القرن العشرين، تحت اسم ميليريون . ^{[ 10 ]}

يُستخدم كمبيض في معالجة أفلام التصوير الفوتوغرافي العكسية بالأبيض والأسود . ^{[ 11 ]}

حمض الكروميك قادر على أكسدة أنواع عديدة من المركبات العضوية ، وقد تم تطوير العديد من الاختلافات في هذا الكاشف:

• يُعرف حمض الكروميك في حمض الكبريتيك المائي والأسيتون باسم كاشف جونز ، والذي يؤكسد الكحولات الأولية والثانوية إلى أحماض كربوكسيلية وكيتونات على التوالي، بينما نادراً ما يؤثر على الروابط غير المشبعة. ^{[ 12 ]}
• يُحضّر كلوروكرومات البيريدينيوم من ثلاثي أكسيد الكروم وكلوريد البيريدينيوم . يحوّل هذا الكاشف الكحولات الأولية إلى الألدهيدات المقابلة (R–CHO). ^{[ 12 ]}
• كاشف كولينز هو ناتج إضافة من أكسيد الكروم الثلاثي والبيريدين يستخدم في عمليات الأكسدة المتنوعة.
• كلوريد الكروميل ، CrO ₂ Cl ₂ هو مركب جزيئي محدد جيدًا يتم توليده من حمض الكروميك.

تُعدّ مركبات الكروم سداسي التكافؤ (بما في ذلك ثالث أكسيد الكروم، وأحماض الكروميك، والكرومات، والكلوروكرومات) مواد سامة ومسرطنة . يُعتبر ثالث أكسيد الكروم وأحماض الكروميك من المؤكسدات القوية، وقد تتفاعل بشدة عند مزجها مع مواد عضوية سهلة التأكسد.

تُعالج حروق حمض الكروميك بمحلول مخفف من ثيوكبريتات الصوديوم . ^{[ 18 ]}

• الكحولات المشتقة من مركبات الكربونيل: الأكسدة والاختزال والمركبات العضوية الفلزية ( ملف PDF )

• بطاقة السلامة الكيميائية الدولية رقم 1194
• دليل الجيب للمخاطر الكيميائية الصادر عن المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH). "#0138" . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH).
• دراسة الوكالة الدولية لأبحاث السرطان بعنوان "الكروم ومركبات الكروم"