重铬酸钾

重铬酸钾（potassium dichromate）又名二铬酸钾，是一种有毒且有致癌性的强氧化剂，化学式为钾2铬2氧7，在室温下为橙红色固体。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质，而且是强氧化剂，在实验室和工业中都有很广泛的应用。

酸性溶液中重铬酸根还原为铬(III)离子的半反应式为：

$${\rm \ Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6 {\mathit{e}}^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O} ; \ \ \varphi^{\ominus} = 1.36 \ \rm V$$

## 制备

由重铬酸钠与氯化钾混合以后通过重结晶分离得到纯品。

K2Cr2O7 → 2 K+ + Cr2O72−

Cr2O72− + H2O ⇌ 2 CrO42− + 2 H+

## 物理性质

橙红色三斜晶系板状结晶体。有苦味及金属性味。密度2.676g/cm3。熔点398℃。稍溶于冷水，水溶液呈酸性，易溶于热水，不溶于乙醇。有剧毒。

水中溶解度：0℃，4.3；20℃，11.7；40℃，20.9；60℃，31.3；80℃，42.0；100℃，50.2

## 化学性质

重铬酸钾是一种强氧化剂，加热到241.6℃时三斜晶系转变为单斜晶系，强热约500℃时分解为三氧化二铬和铬酸钾。不吸湿潮解，不生成水合物（不同于重铬酸钠）。遇浓硫酸有红色针状晶体铬酸酐析出，对其加热则分解放出氧气，生成硫酸铬，使溶液的颜色由橙色变成绿色。

### 复分解反应

在重铬酸钾的溶液中加入Ba2+、Pb2+和Ag+时，形成相应的铬酸盐沉淀：

2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 BaCrO4↓ + 2H+

2 Pb2+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 PbCrO4↓ + 2H+

4 Ag+ + Cr2O72- + H2O ⇌ 2 Ag2CrO4↓ + 2H+

### 氧化反应

在酸性溶液中，重铬酸钾是强氧化剂，可以和许多还原性物质反应，自身被还原为Cr3+：

K2Cr2O7 + 6 KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3 I2 + 7 H2O + 4 K2SO4

K2Cr2O7 + 3 K2SO3 + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 4 H2O

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

K2Cr2O7 + 3 H2S + 4 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3 S↓ + 7 H2O + K2SO4

K2Cr2O7 + 3 NaNO2 + 4 H2SO4 → 3 NaNO3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4 H2O

K2Cr2O7 + 6 KBr + 7 H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 3 Br2 + 7 H2O

5 K2Cr2O7(浓) + 6 KI —煮沸→ 8 K2CrO4 + Cr2O3 + 3 I2

因此分析化学上，重铬酸钾被用来作氧化剂来测定铁的含量：

K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7 H2SO4 → 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O

需要注意的是，重铬酸钾可以和热的浓盐酸反应，放出氯气：

K2Cr2O7 + 14 HCl(浓) → 2 CrCl3 + 2 KCl + 3 Cl2↑ + 7 H2O

若盐酸浓度较低，则可能生成橘红色的氯铬酸钾 :

K2Cr2O7 + 2 HCl(较稀) → 2 KCrO3Cl + H2O

在高温下，重铬酸钾可以被硫、碳等单质还原：

K2Cr2O7 + S → Cr2O3 + K2SO4

K2Cr2O7 + 2 C → Cr2O3 + K2CO3 + CO↑

在有机反应中，重铬酸钾-硫酸可以将伯醇氧化成醛，若继续反应，则醛进一步被氧化为羧酸。而叔醇的反应则是先被硫酸脱水，再被重铬酸钾氧化。苯酚等酚类也能被酸化的重铬酸钾氧化，如产生黄色的对苯醌。

### 过氧化物的形成

重铬酸钾能和冷的过氧化氢反应，形成深蓝色且不稳定的过氧化铬：

Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ → 2 CrO5 + 5 H2O

该化合物可以被乙醚或异戊醇萃取。

### 铬酸根的形成

重铬酸钾在碱性条件下会转化为铬酸钾：

K2Cr2O7 + 2 KOH → 2 K2CrO4 + H2O

和浓、热的氨水反应，冷却后得到复盐：

K2Cr2O7 + 2 NH3·H2O(浓、热) —冷却→ 2 NH4KCrO4 + H2O

和碳酸钾反应，也能形成铬酸钾：

K2Cr2O7 + K2CO3 → 2 K2CrO4 + CO2↑

### 铬酰盐的形成

重铬酸钾在硫酸的作用下与其他物质反应可以形成铬酰盐，如：

K2Cr2O7 + 2 CaF2 + 3 H2SO4(发烟) —Δ→ 2 CrO2F2 + 2 CaSO4 + K2SO4 + 3 H2O

K2Cr2O7 + 4 KCl(适量) + 3 H2SO4(过量) —Δ→ 2 CrO2Cl2↑ + 3 K2SO4 + 3 H2O

## 应用

有机合成中，根据条件不同，重铬酸钾可将醇氧化为醛、羧酸或酮，同时颜色由橙红色变为铬离子的绿色。也可用于鉴别醛和酮。

在实验室用来配置铬酸洗液清洗玻璃器皿。酸化的重铬酸钾可将乙醇氧化并变色，以检验司机是否酒后驾驶。

## 外部链接

- 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

## 基本资料

- 日语原文：重铬酸钾
- 域：重铬酸钾的晶胞
- IUPACName：Potassium dichromate(VI)
- 其他名称：二铬酸钾
- CASNo：7778-50-9
- EINECS：231-906-6
- RTECS：HX7680000
- ChemSpiderID：22910
- ChEMBL：1374101
- 3D模型（JSmol）：K+.K+.O-Cr(=O)(=O)OCr(O-)(=O)=O
- StdInChI：1S/2Cr.2K.7O/q;2*+1;2*-1
- StdInChIKey：KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N
- PubChem：24502
- UNNumber：3086
- 化学式：K2Cr2O7
- MolarMass：294.19
- 外貌：橙红色晶体
- 密度：2.676 g/cm3 (固)
- 水溶性：4.9 g/100 ml (0 °C)
- MeltingPt：398℃
- BoilingPt：500℃(分解)
- Coordination：Cr原子为四面体
- CrystalStruct：三斜晶系、(α-变体，< 241.6 °C)
- DeltaHf：-2033 kJ/mol
- 熵：291,2 J.K−1.mol−1
- RPhrases：与可燃物质接触可能引起火灾-触摸有害-吞食有毒-引起灼伤-吸入及皮肤接触可能导致过敏、可能致癌-可能造成遗传基因损害-可能损害生育能力-可能对胎儿造成伤害-有毒，长期吸入本品可能对健康造成严重损害-对水生生物剧毒，可能对水生环境造成长期的不良影响
- SPhrases：防止暴露：使用前需获特别指导-发生事故或感到不适时立即求医，可能的话出示标签-该物质及容器必须按危险废物放置-防止排向环境，参考特别指示或安全技术说明书操作
- NFPA-H：3
- NFPA-F：0
- NFPA-R：1
- NFPA-O：OX
- FlashPt：不可燃
- OtherAnions：铬酸钾、钼酸钾、钨酸钾
- OtherCations：重铬酸铵、重铬酸钠
- OtherCpds：过锰酸钾