Bicromato di potassio
Il bicromato di potassio è un solido ionico cristallino dal tipico colore arancione in cui sono presenti due ioni K+ e lo ione poliatomico Cr2O72- in cui il cromo ha numero di ossidazione +6.
Il bicromato di potassio è un ossidante stante la semireazione di riduzione:
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e– ⇌ 2 Cr3+ + 7 H2O
per la quale il potenziale normale di riduzione E° vale + 1.33 V
Usi
È comunemente utilizzato in laboratorio come reagente e trova largo impiego nell’industria.
È aggiunto al cemento per aumentarne la densità e la consistenza, trova utilizzo nella tintura, colorazione e concia delle pelli.
Il bicromato di potassio è stato largamente usato per la pulizia della vetreria di laboratorio. La miscela cromica o misto cromico è ottenuto unendo una soluzione costituita da 50 g di bicromato di potassio e 50 mL di acqua a 1 L di acido solforico concentrato. La miscela cromica costituisce, insieme alla potassa alcolica, l’ultima possibilità per la pulizia della vetreria.
Tale capacità è dovuta al fatto che il bicromato di potassio in ambiente acido dà luogo alla formazione dell’acido cromico che ha elevate capacità ossidanti. L’azione sinergica delle capacità ossidanti dell’acido cromico e delle proprietà solventi e mineralizzanti dell’acido solforico rendono tale miscela particolarmente efficace.
È versata nel recipiente da pulire, lasciata agire e poi versata nuovamente nel suo contenitore. Solo quando la soluzione dal colore arancio passa al colore verde la miscela non è più efficace in quanto tutto il bicromato si è ridotto a cromo (III). Tale miscela, sebbene efficace, è scarsamente utilizzata in quanto particolarmente pericolosa sia per la presenza di acido solforico concentrato che per la presenza del bicromato che è considerato come una sostanza potenzialmente cancerogena.
Equilibrio cromato-bicromato
In soluzione acquosa lo ione bicromato è in equilibrio con lo ione cromato:
Cr2O72- + H2O ⇌ 2 CrO42- + 2 H+
La posizione di tale equilibrio è influenzata dal pH infatti, per il principio dell’equilibrio mobile di Le Chatelier un aumento di acidità, corrispondente a una diminuzione del pH sposta l’equilibrio a sinistra.
Cromite
Il minerale più ricco di cromo è la cromite in cui è presente un ossido di ferro e cromo FeCr2O4. Trattando tale ossido con carbonato di sodio e ossigeno si ottiene il bicromato di sodio secondo la reazione:
4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 → 8 Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2
Sintesi
Trattando il bicromato di sodio con cloruro di potassio si ottiene il bicromato di potassio secondo la reazione:
Na2Cr2O7 + 2 KCl → K2Cr2O7 + 2 NaCl
Reazioni
Il bicromato di potassio è stabile in condizioni normali ma dà luogo a una decomposizione termica per dare cromato di potassio, ossido di cromo (III) e ossigeno:
4 K2Cr2O7 → 4 K2CrO4 + 2 Cr2O3 + 3 O2
Reagisce reversibilmente con le basi tra cui il carbonato di potassio per dare una soluzione gialla contenente cromato di potassio:
K2Cr2O7 + K2CO3 → 2 K2CrO4 + CO2
Usi
Per le sue proprietà ossidanti il bicromato di potassio è utilizzato per alcuni saggi nell’ambito dell’analisi chimica qualitativa.
Il biossido di zolfo fatto gorgogliare attraverso una soluzione concentrata di bicromato di potassio acidificata con acido solforico rende la soluzione verde a causa della reazione:
3 SO2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
Il bicromato di potassio è utilizzato nell’alcol test e per distinguere gli gli alcoli primari e secondari dagli alcoli terziari. Gli alcoli primari e secondari reagiscono con il bicromato secondo la reazione:
3 RCH2OH + Cr2O7 2- + 8 H+ → 3 RCHO + 2 Cr3+ + 7 H2O
In tale reazione gli alcoli primari si trasformano in aldeidi e quelli secondari in chetoni mentre gli alcoli terziari non danno alcuna reazione.
I metalli preziosi, ed in particolare l’argento, possono essere testati con la soluzione di Schwerter preparata mescolando 1 g di bicromato di potassio, 22 mL di acido nitrico concentrato e 8 mL di acqua.
Applicando una goccia della soluzione al campione di argento esso diventerà rosso brillante se il metallo è puro, rosso scuro se il titolo dell’argento è 925, marrone se il titolo è 800 mentre se il titolo è 500 assumerà colore verde.