Dicromato de sódio (Na2Cr2O7): propriedades, produção, usos

O dicromato de sódio é um composto inorgânico de fórmula Na2Cr2O7. É um dos muitos compostos hexavalentes de cromo (Cr VI). Sua estrutura é ilustrada na Figura 1, embora o sal seja geralmente manuseado em sua forma di-hidratada, cuja fórmula seria Na2Cr2O7 · H2O.

Possui duas ligações iônicas entre moléculas de sódio e oxigênio carregado negativamente. O minério de cromo é extraído do dicromato de sódio. Milhões de quilos de dicromato de sódio são produzidos anualmente.

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Figura 1: Estrutura do dicromato de sódio

A China é o maior produtor de dicromato de sódio, no entanto, as plantas químicas chinesas têm uma produção relativamente baixa, menos de 50.000 toneladas por ano, em comparação com a fábrica do Cazaquistão, que produz mais de 100.000 toneladas por ano.

Plantas na Rússia, Estados Unidos e Reino Unido têm uma produção intermediária entre 50.000 e 100.000 toneladas por ano (Kogel, 2006).

Em termos de reatividade e aparência, o dicromato de sódio tem propriedades semelhantes às do dicromato de potássio, no entanto, o sal de sódio é mais solúvel em água e tem um peso equivalente menor que o sal de potássio.

O dicromato de sódio produz vapores tóxicos de cromo quando aquecido. É um forte agente oxidante e é altamente corrosivo.

Este composto pode ser encontrado em fontes de água contaminada de diferentes processos industriais, como técnicas de galvanização ou galvanoplastia, curtimento de couro e fabricação de têxteis.

Propriedades físicas e químicas

O dicromato de sódio é composto por cristais de estrutura monoclínica laranja avermelhada na sua forma anidra e inodora. O seu peso molecular é de 261,97 g / mol na sua forma anidra e 298,00 g / mol na sua forma di-hidratada.

Tem um ponto de fusão de 356,7 graus Celsius, um ponto de ebulição de 400 graus Celsius no qual se decompõe. Tem uma densidade de 2,52 g / ml.

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Figura 2: Aparência do dicromato de sódio

A Figura 2 mostra a aparência do dicromato de sódio. Sua solubilidade em água é de 187 g por 100 gramas a 25 graus Celsius e sua solubilidade em etanol é de 513,2 gramas por litro a 19,4 graus Celsius (National Center for Biotechnology Information, sd).

É considerado um composto estável se armazenado nas condições recomendadas e não é inflamável. Como é um forte agente oxidante, é corrosivo e, em solução, é ácido, podendo abaixar o pH para 4 em uma solução de 1% p / v.

Métodos de produção

O cromato de sódio pode ser convertido em dicromato por um processo contínuo que lida com ácido sulfúrico, dióxido de carbono ou uma combinação desses dois.

A evaporação do licor de dicromato de sódio causa a precipitação de sulfato de sódio e / ou bicarbonato de sódio, e esses compostos são removidos antes da cristalização final do dicromato de sódio.

O dicromato de sódio pode ser feito em um processo de três etapas:

  1. Torrefação alcalina das condições de oxidação de cromita
  2. Lixiviação. Extração de matéria solúvel de uma mistura pela ação de um solvente líquido
  3. Conversão de monocromato de sódio em dicromato de sódio por meio de um ácido.

O dicromato de sódio anidro pode ser preparado por fusão de dicromato de sódio di-hidratado, cristalização de soluções aquosas de dicromato acima de 86 graus C ou secagem de soluções de dicromato de sódio em secadores por pulverização.

As soluções de dicromato de sódio a 69 e 70% p / v são usadas como um método conveniente e econômico de enviar quantidades, evitando a necessidade de manuseio ou dissolução manual de cristais.

Reatividade e perigos

É um forte agente oxidante. Incompatível com ácidos fortes. O contato com materiais combustíveis pode causar incêndios. Vapores tóxicos de óxido de cromo podem ser formados na presença de calor ou fogo.

A bem conhecida “mistura de ácido crômico” de dicromato e ácido sulfúrico com resíduos orgânicos resulta em uma reação exotérmica violenta. Essa mistura em combinação com resíduos de acetona também leva a uma reação violenta.

A combinação de dicromato e ácido sulfúrico com álcoois, etanol e 2-propanol resulta em uma reação exotérmica violenta. Devido à ocorrência de muitos incidentes envolvendo a mistura de ácido dicromato-sulfúrico com materiais orgânicos oxidáveis, provavelmente é melhor evitar essas interações.

A combinação de dicromato com hidrazina é explosiva; pode-se esperar que a reação do dicromato seja vigorosa com as aminas em geral. A adição do sal dicromato desidratado ao anidrido acético leva a uma reação exotérmica finalmente explosiva.

Boro, silício e dicromatos formam misturas pirotécnicas. Uma mistura de ácido acético, 2-metil-2-pentenal e dicromato leva a uma reação desenfreada (Ficha técnica do produto Dicromato de sódio., 2016).

A inalação de poeira ou névoa causa irritação respiratória que às vezes se assemelha à asma. Pode ocorrer perfuração do septo. É considerado veneno.

A ingestão causa vômitos, diarréia e, muito raramente, complicações estomacais e renais. O contato com os olhos ou a pele causa irritação local. A exposição repetida da pele causa dermatite.

O dicromato de sódio é cancerígeno em humanos. Há evidências de que compostos de crômio hexavalente ou Cr (VI) podem causar câncer de pulmão em humanos. Foi demonstrado que o dicromato de sódio causa câncer de pulmão em animais.

Embora o dicromato de sódio não tenha sido identificado como um composto de risco teratogênico ou reprodutivo, sabe-se que os compostos hexavalentes de cromo ou Cr (VI) são teratogênicos e causam danos à reprodução, como redução da fertilidade e interferência nos ciclos menstruais. .

O dicromato de sódio pode causar danos no fígado e nos rins e deve ser tratado com extremo cuidado (New Jersey Department of Health, 2009).

Em caso de ingestão, a vítima deve beber água ou leite; Nunca provoque vômito. Em caso de contato com a pele ou os olhos deve ser tratado como queimadura ácida; enxágüe os olhos com água por pelo menos 15 minutos.

As lesões externas podem ser esfregadas com uma solução a 2% de tiossulfato de sódio. Em todos os casos, você deve consultar um médico.

Usos e aplicações

Além de sua importância na fabricação de outros produtos químicos de cromo, o dicromato de sódio também tem muitos usos diretos como ingrediente na produção de:

  • Acabamento metálico: ajuda a resistência à corrosão e limpa superfícies metálicas, também favorece a adesão da tinta.
  • Produtos orgânicos: utilizados como agentes oxidantes na fabricação de produtos como vitamina K e cera.
  • Pigmentos: usado na fabricação de pigmentos inorgânicos de cromato, onde produz uma variedade de cores estáveis ​​à luz. Alguns graus de cromato também são usados ​​como inibidores de corrosão nas camadas inferiores e nos primers.
  • Cerâmica: utilizada na preparação de vidro colorido e esmaltes cerâmicos.
  • Têxtil: usado como mordente para corantes ácidos para melhorar suas propriedades de coloração rápida.
  • Produção de sulfato de cromo.

(Dicromato de sódio. O componente básico de praticamente todos os outros compostos de cromo., 2010-2012)

Dicromato de sódio dihidratado, seu uso é ideal em várias condições, incluindo aplicações de alta temperatura, como esmaltes de cerâmica e vidro colorido.

O óxido crômico, sendo mais duro que outros óxidos metálicos, como titânio ou ferro, é ideal para ambientes onde a temperatura e as condições do processo são agressivas.

Esta substância é usada principalmente para produzir outros compostos de cromo, mas também é usada no lodo de bentonita usado na produção de petróleo, em conservantes de madeira, na produção de produtos químicos orgânicos e como inibidor de corrosão.

Quando misturado com dicromato de alumínio e potássio, usando o processo alumino-térmico, o óxido crômico produz cromo metálico de alta pureza. Este é um ingrediente vital na produção de superligas de alto desempenho usadas na indústria aeroespacial.

Na síntese orgânica, o dicromato de sódio é utilizado como agente oxidante nas reações de redução de óxidos na presença de ácido sulfúrico.

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Figura 3. Usos do dicromato de sódio na síntese orgânica.

Por exemplo, a oxidação de p nitrotolueno para formar ácido p nitrobenzóico, na oxidação de n-butanol para formar n-butaldeído, na formação de ciclohexanona a partir de ciclohexanol e na formação de ácido adípico, como ilustrado nas Figuras 3.1 , 3,2, 3,3 e 3,4, respectivamente (VK Ahluwalia, 2004).

Bioquímica

A instilação intratraqueal de dicromato de sódio (CrVI) e hidróxido de acetato de cromo (CrIII) em ratos machos resultou em aumento das concentrações de cromo no sangue total, plasma e urina até 72 horas após a exposição; As concentrações máximas foram atingidas 6 horas após a exposição.

A razão entre as concentrações plasmáticas de cromo no sangue total e de cromo no sangue foi significativamente diferente para os tratamentos Cr (VI) e Cr (III). Portanto, testes de cromo no sangue e cromo no plasma devem ser usados ​​para avaliar a exposição ao cromo.

Também foi detectado cromo nos linfócitos periféricos. Cr (VI), mas não Cr (III), acumulou-se significativamente nos linfócitos após o tratamento. Essas células têm potencial para serem utilizadas como biomarcadores na avaliação da exposição a compostos de cromo (Hooth, 2008).

Referências

  1. Folha de dados químicos Dicromato de sódio. (2016). Recuperado de produtos químicos de camafeu: cameochemicals.noaa.
  2. Hooth, MJ (2008). Relatório Técnico sobre Estudos de Toxicologia e Carcinogênese de Dicromato de Sódio Dihidratado. Instituto Nacional de Saúde dos EUA.
  3. Kogel, JE (2006). Minerais e rochas industriais: commodities, mercados e usos sétima edição. Littleton Colorado: sociedade de mineração, metalurgia e exploração inc.
  4. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (sf). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 25408. Obtido em pubchem.com: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  5. Departamento de Saúde de Nova Jersey. (Novembro de 2009). ficha técnica das substâncias perigosas dicromato de sódio. Obtido em nj.gov: nj.gov.
  6. Dicromato de sódio. O elemento básico para praticamente todos os outros compostos de cromo. (2010-2012). Obtido em elementis chromium: elementischromium.com
  7. K. Ahluwalia, RA (2004). Química Orgânica Prática Abrangente: Preparações E Análise Quantitativa. Delhi: University Press (Índia).

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