ثنائي كرومات البوتاسيوم

ثنائي كرومات البوتاسيوم مركب غير عضوي صيغته الكيميائية K₂Cr₂O₇ . وهو مادة صلبة برتقالية اللون ، تُستخدم في تطبيقات مخبرية وصناعية متنوعة. وكما هو الحال مع جميع مركبات الكروم سداسي التكافؤ ، فهو ضار بالصحة على المدى الطويل. وهو مادة صلبة أيونية بلورية ذات لون أحمر برتقالي زاهٍ للغاية. يحظى هذا الملح بشعبية في المختبرات لأنه غير متميع ، على عكس ملح ثنائي كرومات الصوديوم الأكثر استخدامًا في الصناعة . [ 8 ]

إنتاج

يُحضّر ثنائي كرومات البوتاسيوم عادةً بتفاعل ثنائي كرومات الصوديوم مع كلوريد البوتاسيوم في وجود حمض. [ 8 ] يترسب ثنائي كرومات البوتاسيوم لانخفاض ذوبانيته مقارنةً بملح الصوديوم المقابل. ويمكن الحصول عليه أيضًا من كرومات البوتاسيوم بتحميص خام الكروميت مع هيدروكسيد البوتاسيوم .

FeCr 2 O 4 + 2 KOH + 1.5 O 2 → K 2 Cr 2 O 7 + Fe(OH) 2

بناء

وحدة الخلية لثنائي كرومات البوتاسيوم

أظهرت دراسة البلورات بالأشعة السينية أنه ملح. يُعرف شكلان متعددان ، لكن بنية أيون ثنائي الكرومات متطابقة في كليهما. يتأين عند ذوبانه في الماء، مُطلقًا Cr₂O₂⁻⁷ . لذا ، في المحلول المائي، يُعد أيون ثنائي الكرومات هو العنصر المؤثر في التفاعلات الكيميائية والأثر البيئي. هذا الأيون عبارة عن ثنائي رباعي الأوجه مُشترك الزوايا، يُشبه البيروفوسفات . [ 9 ]

ردود الفعل

غير عضوي

عند تسخينه بشدة، يتحلل مع انطلاق الأكسجين.

4K₂Cr₂O₇ 4K₂CrO₄ + 2Cr₂O₃ + 3O₂

عند إضافة قلوي إلى محلول برتقالي محمر يحتوي على أيونات ثنائي الكرومات، ينتج محلول أصفر اللون نتيجة لتكوّن أيونات الكرومات ( CrO₄²⁻ ) . على سبيل المثال، يُنتج كرومات البوتاسيوم صناعيًا باستخدام كربونات البوتاسيوم : [ 8 ]

K 2 Cr 2 O 7 + K 2 CO 3 → 2 K 2 CrO 4 + CO 2

المعالجة بحمض الكبريتيك البارد تعطي لون أحمر من أنهيدريد الكروميك (ثلاثي أكسيد الكروم، CrO 3 ): [ 8 ]

K₂Cr₂O₇ + 2H₂SO₄ 2CrO₃ + 2KHSO₄ + H₂O​​​

عند التسخين مع حمض مركز، ينطلق الأكسجين:

2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ 2K₂SO₄ + 2Cr₂ ( SO₄ ) + 8H₂O + 3O₂​ ​​

يتم اختزال ثنائي كرومات البوتاسيوم بسهولة بواسطة ثاني أكسيد الكبريت : [ 10 ]

K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 3SO₂ K₂SO₄ + Cr₂ ( SO₄ )+ H₂O​ ​​​

بالإضافة إلى توفير طريق لكبريتات الكروم (III) ، كان هذا التفاعل في السابق أساسًا لاختبار ثاني أكسيد الكبريت.

يُحضّر ثلاثي كرومات البوتاسيوم (K₂Cr₃O₁₀ ) بتبخير محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم في حمض النيتريك (الكثافة = 1.19) فوق حمض الكبريتيك المركز عند درجة حرارة منخفضة . ويُحضّر رباعي كرومات البوتاسيوم (K₂Cr₄O₁₃ ) بتبخير محلول ثلاثي الكرومات في حمض النيتريك ( الكثافة = 1.4-1.5 ) ببطء على حمام رملي. [ 11 ]

يتفاعل ثنائي كرومات البوتاسيوم مع كلوريد الهيدروجين لإنتاج كلوريد الكروميل : [ 12 ]

K₂Cr₂O₇ + 6 HCl → 2CrO₂Cl₂ + 2 KCl + 3 H₂O

كاشف تحليلي

نظراً لكونه غير مسترطب، كان ثنائي كرومات البوتاسيوم كاشفاً شائعاً في "الاختبارات الرطبة" الكلاسيكية في الكيمياء التحليلية.

الكيمياء العضوية

يُعدّ ثنائي كرومات البوتاسيوم عامل مؤكسد في الكيمياء العضوية ، وهو أحد مجموعة كبيرة من المؤكسدات القائمة على الكروم. [ 13 ] غالبًا ما تُجرى عمليات الأكسدة في وجود حمض الكبريتيك، الذي يُفضّل تكوين ثالث أكسيد الكروم ، وهو الكاشف المؤكسد النشط.

يُعدّ هذا المركب ألطف وأكثر انتقائية من برمنجنات البوتاسيوم . وغالبًا ما يُستخدم بديلًا عن ثنائي كرومات الصوديوم، على الرغم من انخفاض استخدام الكرومات بسبب المخاوف البيئية (انظر الكروم سداسي التكافؤ ). ومن المعروف أنه يؤكسد الكحولات، خاصةً في وجود أحماض مثل حمض الكبريتيك . فهو يحوّل الكحولات الأولية إلى ألدهيدات [ 14 ] ، وفي ظروف أكثر قسوة، إلى أحماض كربوكسيلية. في المقابل، تميل برمنجنات البوتاسيوم إلى إعطاء الأحماض الكربوكسيلية كناتج وحيد. أما الكحولات الثانوية فتتحول إلى كيتونات [ 15 ] ، بينما لا تتأكسد الكحولات الثالثية.

تترافق الأكسدة بواسطة ثنائي الكرومات بتغير في اللون من الأصفر البرتقالي للكروم سداسي التكافؤ إلى الأخضر للكروم ثلاثي التكافؤ. ويمكن استخدام هذا التغير اللوني، الذي يُظهر اختبارًا لونيًا ، للتمييز بين الألدهيدات والكيتونات. تتأكسد الألدهيدات بشكل أكبر، بينما تقاوم الكيتونات الأكسدة بواسطة أملاح ثنائي الكرومات. [ 16 ]

في بعض الحالات، يمكن لثنائي كرومات البوتاسيوم أن يكسر روابط C=C. [ 17 ]

يُعد ثنائي كرومات البوتاسيوم كاشفًا كلاسيكيًا لتحضير النفثوكينونات . [ 18 ]

جلد

يُستخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم على نطاق محدود، إذ يهيمن ملح الصوديوم منه على الصناعة. ويُستخدم بشكل أساسي كمادة أولية لشب كرومات البوتاسيوم ، المستخدم في دباغة الجلود . [ 8 ] [ 19 ]

معالجة الخشب

يُستخدم ثنائي كرومات البوتاسيوم لتلوين أنواع معينة من الأخشاب عن طريق تغميق لون التانينات الموجودة فيها. ينتج عنه لون بني داكن وغني لا يمكن الحصول عليه باستخدام أصباغ التلوين الحديثة. وهو علاج فعال بشكل خاص لخشب الماهوجني . [ 20 ]

ظاهرة طبيعية

بلورة من ثنائي كرومات البوتاسيوم بحجم 10 مم تقريبًا، بنفس شكل معدن اللوبيزيت

يوجد ثنائي كرومات البوتاسيوم بشكل طبيعي على هيئة معدن لوبيزيت النادر . وقد تم الإبلاغ عنه فقط كحشوات للتجاويف في رواسب النترات في صحراء أتاكاما في تشيلي وفي مجمع بوشفيلد الناري في جنوب إفريقيا . [ 21 ]

أمان

يُعدّ ثنائي كرومات البوتاسيوم من أكثر المواد المسببة للحساسية شيوعًا في اختبارات الرقعة (4.8%). وقد يُسبب وجوده في الإسمنت التهاب الجلد التماسي لدى عمال البناء بعد التعرض له لفترات طويلة. [ 22 ] [ 23 ] وبشكل عام، يُعدّ من أكثر الأسباب شيوعًا لالتهاب الجلد الناتج عن الكروم . [ 24 ] تُعتبر الكائنات المائية عرضةً للتسمم بأملاح ثنائي الكرومات، ولكن بدرجة أقل بكثير من الملوثات العضوية. [ 25 ]

كما هو الحال مع مركبات الكروم السداسي الأخرى، يُعدّ ثنائي كرومات البوتاسيوم مادة مسرطنة . [ 26 ] كما أن هذا المركب مُسبّب للتآكل ، وقد يؤدي التعرّض له إلى تلف العينين. ويؤدي التعرّض البشري له أيضاً إلى ضعف الخصوبة. [ 5 ]

مراجع

  1. "قائمة ثنائي كرومات البوتاسيوم" (ملف PDF) . وكالة حماية البيئة الأمريكية. 23 يوليو 2015. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 28 يونيو 2011.
  2. ليد، ديفيد ر.، محرر. (2004). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء (الطبعة 85 ). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. ص 4-76. ISBN   978-0-8493-0485-9.
  3. بينويز، م.؛ ميلكه، إ. (2002). البيانات الكيميائية الحرارية للعناصر والمركبات ( الطبعة الثانية). فاينهايم: وايلي-في سي إتش . ص 405. ISBN   978-3-527-30524-7.
  4. 1 2 شركة سيجما-ألدريتش ، ثنائي كرومات البوتاسيوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يناير 2026.
  5. 1 2 3 "SDS - ثنائي كرومات البوتاسيوم" . fishersci.com . ThermoFisher Scientific. 18 ديسمبر 2025. تم الاطلاع عليه في 13 يناير 2026 .
  6. "PubChem: ثنائي كرومات البوتاسيوم" .
  7. "دليل الجيب الخاص بالمعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية بشأن المخاطر الكيميائية" .
  8. 1 2 3 4 5 الغضب، جيرد؛ هالستنبرج، جوست؛ هوخجيشفيندر، كلاوس؛ شيرهاج، كريستوف؛ كورالوس، أولريش. كنوبف، هربرت؛ شميدت، بيتر. أولينجر، مانفريد. “مركبات الكروم”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a07_067 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  9. سيلبر، سي.؛ بريدنشتاين، ب.؛ هايد، ج.؛ فولنر، هـ. (سبتمبر 1999). "آلية النمو والشكل البلوري لثنائي كرومات البوتاسيوم". أبحاث وتكنولوجيا البلورات . 34 (8): 969-974 . Bibcode : 1999CryRT..34..969S . doi : 10.1002/(SICI)1521-4079(199909)34:8 < 969::AID-CRAT969 > 3.0.CO ; 2-T .
  10. هاين، ف.؛ هيرتسوغ، س. (2 ديسمبر 2012) [1963]. "الكروم، الموليبدينوم، التنجستن، اليورانيوم" . في ج. براور (محرر). دليل الكيمياء اللاعضوية التحضيرية، الطبعة الثانية . المجلد 2. نيويورك، نيويورك: أكاديميك برس. ص 1366. ISBN   9780323161299.
  11. فيدوروف، باسل ت.؛ شيفيلد، أوليفر إي. (1 يناير 1966). "ج - ثلاثي الكرومات - ثلاثي كرومات البوتاسيوم ورباعي الكرومات - رباعي كرومات البوتاسيوم". موسوعة المتفجرات والمواد ذات الصلة (ملف PDF) (تقرير فني). المجلد 3، من الكلوريدات إلى مرحلات التفجير. بيكاتيني أرسنال، نيوجيرسي: مركز أبحاث وتطوير وهندسة تسليح الجيش الأمريكي - TACOM، ARDEC - مركز الرؤوس الحربية والطاقة وأسلحة الدعم القتالي. الصفحات C288-9. AD0653029، PATR 2700.  
  12. سيسلر، هاري هـ. (2006) [الطبعة الأولى 1946]. فيرنيليوس، دبليو. كونارد (محرر). كلوريد الكروميل [ ثنائي أوكسي كلوريد الكروم (VI) ] . التخليق غير العضوي. المجلد 2 ( الطبعة الأولى). وايلي. ص 205. doi : 10.1002/9780470132333.ch63 . ISBN    978-0-470-13161-9تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-05-2026 .
  13. كاينيللي، جي.؛ كارديلو، جي. (1981). أكسدة الكروم في الكيمياء العضوية . لاسال، إلينوي: دار نشر أوبن كورت. ص 118-216. {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  14. تشارلز د. هيرد و ر. ن. مينرت (1932). "بروبيونالدهيد". التخليق العضوي . 12 : 64. doi : 10.15227/orgsyn.012.0064 .
  15. لوتشيانو لومباردو (1987). "ميثلة مركبات الكربونيل: (+)-3-ميثيلين- سيس - بارا-مينثان". التخليق العضوي . 65 : 81. doi : 10.15227/orgsyn.065.0081 .
  16. "أكسدة الألدهيدات والكيتونات" . www.chemguide.co.uk . تاريخ الاسترجاع: 30-10-2025 .
  17. أوليفر غروميت؛ ريتشارد إيغان؛ ألين باك (1949). "حمض الهوموفثاليك وأنهيدريده". التخليق العضوي . 29 : 49. doi : 10.15227/orgsyn.029.0049 .
  18. لويس ف. فيزر (1925). "1,4-نفثوكينون". التخليق العضوي . 5 : 79. doi : 10.15227/orgsyn.005.0079 .
  19. م. ساها؛ سي آر سرينيفاس؛ إس دي شينوي؛ سي بالاشاندران (مايو 1993). "التهاب الجلد الناتج عن الأحذية". التهاب الجلد التماسي . 28 (5): 260-264 . doi : 10.1111/j.1600-0536.1993.tb03428.x . PMID 8365123. S2CID 23159708 .  
  20. جويت، جيف (1997). التشطيبات اليدوية . نيوتاون، كونيتيكت: مطبعة تونتون. ISBN 978-1-56158-154-2.
  21. "Lópezite" . mindat.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يناير 2026 .
  22. ^ سبرانج ، سيجبرت (2008). "أسمنت". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a05_489.pub2 . رقم ISBN 978-3-527-30673-2.
  23. هيدبيرغ، يولاندا س.؛ غومولكا، مارتن؛ ليند، ماري لويز؛ ماتورا، ميهالي؛ ليدين، كارولا (2014). "حساسية الكروم المهنية الشديدة على الرغم من تشريعات الأسمنت". التهاب الجلد التماسي . 70 (5): 321-323 . doi : 10.1111/cod.12203 . PMID 24731090 . 
  24. ^ بريجنباك ، ديفيد. جوهانسن، جين د.؛ جيليسن، مورتن س.؛ زكريا، كلوز. ميني، توركيل؛ تيسن، جاكوب ب. (2015). “حساسية الكروم والتهاب الجلد: الانتشار والنتائج الرئيسية”. التهاب الجلد التماسي . 73 (5): 261-280 . دوى : 10.1111/cod.12436 . بميد 26104877 . 
  25. ويلتجي، لينارت؛ سيمبسون، بيتر؛ غروس، ميلاني؛ كرين، مارك؛ ويلر، جيمس ر. (2013). "الحساسية الحادة والمزمنة المقارنة للأسماك والبرمائيات: مراجعة نقدية للبيانات". علم السموم البيئية والكيمياء . 32 (5): 984-994 . Bibcode : 2013EnvTC..32..984W . doi : 10.1002/etc.2149 . PMID 23381988 . 
  26. الوكالة الدولية لأبحاث السرطان (2012) [17-24 مارس 2009]. المجلد 100C: الزرنيخ والمعادن والألياف والغبار (ملف PDF) . ليون: الوكالة الدولية لأبحاث السرطان. ISBN 978-92-832-0135-9مؤرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 17 مارس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 يناير 2020. توجد أدلة كافية لدى البشر على قدرة مركبات الكروم (VI) على التسبب بالسرطان. تسبب مركبات الكروم (VI) سرطان الرئة. كما لوحظ وجود ارتباطات إيجابية بين التعرض لمركبات الكروم (VI) وسرطان الأنف والجيوب الأنفية. توجد أدلة كافية لدى الحيوانات المخبرية على قدرة مركبات الكروم (VI) على التسبب بالسرطان. تُصنف مركبات الكروم (VI) كمواد مسرطنة للإنسان (المجموعة 1) .