பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு

பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு (Potassium dichromate) என்பது K2Cr2O7 என்ற மூலக்கூற்று வாய்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். இது ஒரு பொதுவான கனிம வேதியியல் வினையாக்கியாகக் கருதப்படுகிறது. பொதுவாக பல்வேறு ஆய்வகங்கள் மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் ஓர் ஆக்சிசனேற்ற  முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அனைத்து ஆறு இணைதிற  குரோமியம் சேர்மங்களைப் போலவே, இதுவும் கடுமையான மற்றும் நீண்டகால ஆரோக்கியத்திற்கு தீங்கு விளைவிக்கும். பிரகாசமான, சிவப்பு-ஆரஞ்சு நிறத்துடன் பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு ஒரு படிக அயனி திண்மப்பொருளாகக் காணப்படுகிறது. இந்த உப்பு ஆய்வகங்களில் பிரபலமாக பயன்பாட்டில் உள்ளது.  ஏனெனில் இது நீருறிஞ்சாது. தொழில்துறை ரீதியாக தொடர்புடைய உப்பான சோடியம் டைகுரோமேட்டிற்கு மாற்றாக இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வேதியியல்

தயாரிப்பு
பொதுவாக சோடியம் டைகுரோமேட்டுடன் பொட்டாசியம் குளோரைடைச் சேர்த்து வினைபுரியச் செய்தால்  பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு உருவாகும். மாற்றாக, பொட்டாசியம் ஐதராக்சைடுடன் குரோமைட்டு தாதுவை வறுத்து பொட்டாசியம் குரோமேட்டிலிருந்தும் பெறலாம். இது தண்ணீரில் கரையும். கரைக்கும் செயல்பாட்டில் இது அயனியாக்கம் செய்கிறது:

K2Cr2O7 → 2 K+ + Cr2O2−7
Cr2O2−7 + H2O ⇌ 2 CrO2−4 + 2 H+

வினைகள்
பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு கரிம வேதியியலில் ஓர் ஆக்சிசனேற்றம் செய்யும் முகவராகும். இது பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட்டை விட இலேசானது. ஆல்ககால்களை ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப் பயன்படுகிறது. முதன்மை ஆல்ககால்களை ஆல்டிகைடுகளாகவும், அதிக கட்டாய நிலைமைகளின் கீழ், கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களாகவும் மாற்றுகிறது. இதற்கு மாறாக, பொட்டாசியம் பெர்மாங்கனேட்டு கார்பாக்சிலிக் அமிலங்களை ஒரே தயாரிப்பாகக் கொடுக்க முனைகிறது. இரண்டாம் நிலை ஆல்ககால்கள் கீட்டோன்களாக மாற்றப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, அமிலமயமாக்கப்பட்ட  டைகுரோமேட்டுடன் மெந்தோலைச் சேர்த்து ஆக்சிசனேற்றம் செய்வதன் மூலம் மெந்தோன் தயாரிக்கப்படுகிறது. மூன்றாம் நிலை ஆல்ககால்களை ஆக்சிசனேற்றம் செய்ய முடியாது.

ஒரு நீரிய கரைசலில், ஆல்டிகைடுகளை கீட்டோன்களிலிருந்து வேறுபடுத்துவதை சோதிக்க, காட்சிப்படுத்தப்படும் வண்ண மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தலாம். ஆல்டிகைடுகள் டைகுரோமேட்டை +6 என்ற ஆக்சிசனேற்ற நிலையிலிருந்து  +3 என்ற ஆக்சிசனேற்ற நிலைக்கு குறைத்து, ஆரஞ்சு நிறத்தில் இருந்து பச்சை நிறமாக மாறும். ஆல்டிகைடு தொடர்புடைய கார்பாக்சிலிக் அமிலத்திற்கு ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப்படுவதால் இந்த நிற மாற்றம் ஏற்படுகிறது. ஒரு கீட்டோன் அத்தகைய மாற்றத்தைக் காட்டாது, ஏனெனில் அதை மேலும் ஆக்சிசனேற்ற  முடியாது. எனவே கரைசல் ஆரஞ்சு நிறத்தில் இருக்கும்.

வலுவாக சூடுபடுத்தும் போது, ​​ஆக்சிசன் வெளியேற்றத்துடன் இது சிதைகிறது.
4 K2Cr2O7 → 4 K2CrO4 + 2 Cr2O3 + 3 O2

டைகுரோமேட்டு அயனிகளைக் கொண்ட ஆரஞ்சு-சிவப்பு கரைசலில் காரம் சேர்க்கப்படும்போது, ​​குரோமேட்டு அயனிகள் (CrO2−4) உருவாவதால் மஞ்சள் நிறக் கரைசல் கிடைக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, பொட்டாசியம் குரோமேட்டு சேர்மம் பொட்டாசைப் பயன்படுத்தி தொழில்துறையில் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது:

K2Cr2O7 + K2CO3 → 2 K2CrO4 + CO2

இதுவொரு மீள்வினையாகும்.

குளிர்ந்த கந்தக அமிலத்துடன் சேர்த்து சூடுபடுத்தும்போது குரோமிக் நீரிலியின் சிவப்பு நிறப் படிகங்கள் உருவாகின்றன. (குரோமியம் மூவாக்சைடு, CrO3):

K2Cr2O7 + 2 H2SO4 → 2 CrO3 + 2 KHSO4 + H2O

செறிவூட்டப்பட்ட அமிலத்துடன் சேர்த்து சூடாக்கும்போது, ​​ஆக்சிசன் வெளிப்படுகிறது. 

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

பயன்கள்
சோடியம் உப்பு தொழில்துறையில் ஆதிக்கம் செலுத்துவதால் பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு சில முக்கிய பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இதன் முக்கியப் பயன்பாடானது, பொட்டாசியம் குரோம் படிகாரம் தயாரிப்பதற்கான முன்னோடியாக திகழ்வதாகும். பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு தோல் பதனிடுதலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

துப்புரவு
குரோமியம் மூவாக்சைடு, சோடியம் டைகுரோமேட்டு போன்ற மற்ற குரோமியம்(VI) சேர்மங்களைப் போலவே பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டும் கண்ணாடிப் பொருட்கள் மற்றும் செதுக்கல் பொருட்களை சுத்தம் செய்வதற்கான  குரோமிக் அமிலம் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆறு இணைதிறன்  குரோமியத்துடன் தொடர்புடைய பாதுகாப்புக் கவலைகள் காரணமாக, இந்த நடைமுறை பெரும்பாலும் நிறுத்தப்பட்டது.

கட்டுமானத் தொழிலில்
பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு சிமெண்டில் ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. சிமெண்டு கலவையின் அமைப்பைத் தாமதப்படுத்துவதன் மூலம் அதன் அடர்த்தி மற்றும் கட்டமைப்பை  மேம்படுத்துகிறது. இந்த பயன்பாடு பொதுவாக கட்டுமானத் தொழிலாளர்களுக்கு தொடர்பு தோல் அழற்சியை ஏற்படுத்துகிறது.

புகைப்படம் மற்றும் அச்சிடுதல்
1839 ஆம் ஆண்டில், கண்டுபிடிப்பாளர் முங்கோ பாண்டன், பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு  கரைசலுடன் சுத்திகரிக்கப்பட்ட காகிதத்தை பதப்படுத்துபோது சூரிய ஒளியின் வெளிப்பாட்டின் மூலம் பழுப்பு நிறமாகத் தெரியும். பொட்டாசியம் டைக்ரோமேட்டைக் கழுவிய பிறகும் மீதமுள்ள நிறமாற்றம் தெரியும். 1852 ஆம் ஆண்டில், என்றி ஃபாக்சு தால்போட்டு, பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டின் முன்னிலையில் புற ஊதா ஒளியின் வெளிப்பாடு செலட்டின் மற்றும் அரபிப் பிசின் போன்ற கடினப்படுத்தப்படும் கரிம கூழ்மங்களைக் கண்டுபிடித்தார். இதனால் அவை குறைவாக கரையக்கூடியவையாகின்றன.

இந்த கண்டுபிடிப்புகள் விரைவில் கார்பன் அச்சு, பசை பைகுரோமேட்டு செயல்முறை மற்றும் வேறுபாட்டு அளவு கடினப்படுத்துதல் அடிப்படையில் புகைப்பட அச்சிடும் செயல்முறைகளுக்கு வழிவகுத்தன. பொதுவாக, வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு, கடினப்படுத்தப்படாத பகுதியை வெதுவெதுப்பான நீரில் கழுவி வெளியேற்றலாம். உற்பத்தியின் போது சேர்க்கப்பட்ட நிறமி அல்லது பின்னர் ஒரு சாயத்தால் கறைபட்ட ஒரு மெல்லிய புடைப்பு எஞ்சும். சில செயல்முறைகள் கடினமான அல்லது கடினப்படுத்தப்படாத பகுதிகளால் சில சாயங்களின் வேறுபட்ட உறிஞ்சுதலுடன் இணைந்து, கடினப்படுத்துதலை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. இந்த செயல்முறைகள் கார்பன் கருப்பு போன்ற சில நிலையான சாயங்கள் மற்றும் நிறமிகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கின்றன. மிக உயர்ந்த அளவிலான காப்பக நிரந்தரத்தன்மை மற்றும் ஒளியின் நீண்டகால வெளிப்பாட்டினால்  மங்குவதற்கான எதிர்ப்பைக் கொண்ட அச்சுகள் உருவாகின்றன.

டைகுரோமேட்டேற்ற கூழ்மங்கள் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் ஒளிதடைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. மிகவும் பரவலாக ஒளி இயங்கியல் அச்சிடும் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் உலோக அச்சிடும் தகடுகளை உருவாக்குகிறது.

பகுப்பாய்வு வினையாக்கி
பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு ஒரு நீருறிஞ்சும் சேர்மம்  அல்லாததால், பகுப்பாய்வு வேதியியலில் பாரம்பரியமாக ஈரமான சோதனைகளில் ஒரு பொதுவான வினையாக்கியாகப் பயன்படுகிறது.  

எத்தனால் தீர்மானித்தல்

ஒரு மாதிரியில் உள்ள எத்தனாலின் செறிவை அமிலப்படுத்தப்பட்ட பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டுடன் பின் தரம்பார்த்தல் மூலம் தீர்மானிக்க முடியும். அதிகப்படியான பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டுடன் மாதிரியை சேர்த்து வினைபுரியச் செய்யும் போது, ​​அனைத்து எத்தனாலும் அசிட்டிக் அமிலமாக ஆக்சிசனேற்றம் செய்யப்படுகிறது:

CH3CH2OH + 2[O] → CH3COOH + H2O

எத்தனாலை அசிட்டிக் அமிலமாக மாற்றும் முழுவினை கீழ்கண்டவாறு அமைகிறது. 

3 C2H5OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11 H2O

அதிகப்படியான டைகுரோமேட்டு சோடியம் தயோசல்பேட்டுக்கு எதிரான தரம்பார்த்தல் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஆரம்ப அளவுடன் அதிகப்படியான டைகுரோமேட்டின் அளவைச் சேர்த்தால், எத்தனாலின் அளவு கிடைக்கிறது. டைகுரோமேட்டு கரைசலை வெற்றுக்கு எதிராக அளவீடு செய்வதன் மூலம் துல்லியத்தை மேம்படுத்தலாம்.

இந்த வினைக்கான ஒரு முக்கிய பயன்பாடு பழைய காவல்துறை ஆல்ககால் மீட்டர் சோதனைக் கருவிகளில் உள்ளது. ஆரஞ்சு நிற டைகுரோமேட்-பூசிய படிகங்களுடன் ஆல்ககால் ஆவி தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​Cr(VI) ஆரஞ்சு நிறத்தில் இருந்து Cr(III) பச்சை நிறமாக மாறும். வண்ண மாற்றத்தின் அளவு சந்தேகப்படும் நபரின் சுவாசத்தில் உள்ள ஆல்ககால் அளவோடு நேரடியாக தொடர்புடையதாகும். 

வெள்ளி சோதனை
தோராயமாக 35% நைட்ரிக் அமிலக் கரைசலில் கரைக்கப்படும் போது இது சுவெர்டர்  கரைசல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இக்கரைசல் பல்வேறு உலோகங்களின் இருப்பை சோதிக்கப் பயன்படுகிறது. குறிப்பாக வெள்ளியின் தூய்மையைக் கண்டறிய இக்கரைசல் பயன்படுகிறது.  தூய வெள்ளி இக்கரைசலை பிரகாசமான சிவப்பு நிறமாகவும், மாற்றுக்குறையாத வெள்ளி இக்கரைசலை  அடர் சிவப்பு நிறமாகவும், தாமிரம் கலந்த குறைந்த தர நாணய வெள்ளி பழுப்பு நிறமாகவும், 0.500 வெள்ளி கரைசலை பச்சை நிறமாகவும் மாற்றும். பித்தளை இக்கரைசலை அடர் பழுப்பு நிறமாகவும், தாமிரம் பழுப்பு நிறமாகவும், ஈயம் மற்றும் வெள்ளீயம் இரண்டும் மஞ்சள் நிறமாகவும் மாற்றுகின்றன.   தங்கம் மற்றும் பலேடியம் நிறம் மாறாது.

கந்தக டை ஆக்சைடு சோதனை
பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு தாளை கந்தக டை ஆக்சைடை சோதிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். ஏனெனில் இது ஆரஞ்சு நிறத்தில் இருந்து பச்சை நிறமாக மாறுகிறது. இவ்வினையில் ஆறிணைதிற குரோமியம் மூவிணைதிற குரோமியமாக குறைக்கப்படும். அனைத்து ஆக்சிசனேற்ற ஒடுக்க வினைகளுக்கும் இது பொதுவானது. எனவே, இது கந்தக டை ஆக்சைடுக்கான உறுதியான சோதனை அல்ல. வினையில் உருவாக்கப்படும் இறுதி விளைபொருள் Cr2(SO4)3 ஆகும்.

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

மரம் பதப்படுத்தல்
பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு மரங்களில் உள்ள டானின் என்ற நிறமற்ற படிகப் பொருள்களை கருமையாக்குவதன் மூலம் சில வகையான மரங்களை கறைப்படுத்த பயன்படுகிறது. இது நவீன வண்ண சாயங்களால் அடைய முடியாத ஆழமான, அதிக பழுப்பு நிறத்தை உருவாக்குகிறது.  சீமைத் தேக்கிற்கு குறிப்பாக இது பயனுள்ள சிகிச்சையாகும்.

இயற்கைத் தோற்றம்

பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு இயற்கையாகவே அரிய கனிம லோபசைட்டாகத் தோன்றுகிறது.  சிலியின் அட்டகாமா பாலைவனத்தின் நைட்ரேட்டு படிவுகள் மற்றும் தென்னாப்பிரிக்காவின் புசுவெல்ட் பற்றவைப்பு வளாகத்தில் உள்ள பாறையிடுக்குகளில் மட்டுமே தோன்றுகிறது.

பாதுகாப்பு

2005-06 ஆம் ஆண்டில், பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு  திட்டுச் சோதனையில்  (4.8%) 11- ஆவது-மிகப் பரவிய ஒவ்வாமையாக இருந்தது.

பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டு குரோமியம் தோல் அழற்சியின் பொதுவான காரணங்களில் ஒன்றாகும். குறிப்பாக கை மற்றும் முன்கைகள் குரோமியம் தோலழற்சிக்கு வழிவகுக்கும் உணர்திறனைத் தூண்டும். இது நாள்பட்டது மற்றும் சிகிச்சையளிப்பதும் கடினம். முயல்கள் மற்றும் கொறித்துண்ணிகள் ஆகியவற்றை முன்வைத்த நச்சுயியல் ஆய்வுகள் இதன் அதிக நச்சு தன்மையை மேலும் விளக்கியுள்ளன. 14 மி.கி./கி.கி.க்கும் குறைவான செறிவுகள் சோதனைக் குழுக்களிடையே 50% இறப்பு விகிதத்தைக் காட்டியுள்ளன. நீர்வாழ் உயிரினங்களில் பொட்டாசியம் டை குரோமேட்டு வெளிப்பட்டால் பாதிக்கப்பு அடைகின்றன. எனவே உள்ளூர் சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளின்படி இவற்றை பொறுப்பாக அகற்றுதல் அறிவுறுத்தப்படுகிறது.

மற்ற Cr(VI) சேர்மங்களைப் போலவே, பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்டும் புற்றுநோயை உண்டாக்கும். இச்சேர்மம் அரிக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் வெளிப்பாடு கடுமையான கண் பாதிப்பு அல்லது குருட்டுத்தன்மையை ஏற்படுத்தலாம்.  மனிதர்கள் மீது வெளிப்பாடு மேலும் பலவீனமான கருவுறுதலுக்கு காரணமாகிறது.

டைகுரோமேட்டேற்ற கூழ்மங்கள் பல்வேறு தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் ஒளிதடைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. மிகவும் பரவலாக ஒளி இயங்கியல் அச்சிடும் செயல்முறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் உலோக அச்சிடும் தகடுகளை உருவாக்குகிறது.

மேற்கோள்கள்

வெளி இணைப்புகள்

 Potassium Dichromate at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
 International Chemical Safety Card 1371
 National Pollutant Inventory – Chromium VI and compounds fact sheet
 NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
 IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"
 Gold refining article listing color change when testing metals with Schwerter's Solution

பொட்டாசியம் சேர்மங்கள்
டைகுரோமேட்டுகள்
ஆக்சிசனேற்றிகள்
ஒளிப்படக்கலை வேதிப்பொருட்கள்
புற்றுநோய்க்காரணிகள்