Dichromate de potassium

Le dichromate de potassium, aussi appelé bichromate de potassium, est un solide ionique orange de formule K2Cr2O7.

Dichromate de potassium
Identification
Nom UICPA Dichromate de potassium
No CAS 7778-50-9
No ECHA 100.029.005
No CE 231-906-6
Apparence cristaux orange à rouges[1].
Propriétés chimiques
Formule Cr2K2O7K2Cr2O7
Masse molaire[2] 294,1846 ± 0,0035 g/mol
Cr 35,35 %, K 26,58 %, O 38,07 %,
Propriétés physiques
T° fusion 398 °C[1]
T° ébullition 500 °C décomposition
Solubilité 4,3 % (eau, 0 °C);

11,7 % (eau, 20 °C);
20,9 % (eau, 40 °C);
42 % (eau, 80 °C);
49,9 % (eau, 100 °C)[3]
Masse volumique 2,7 g·cm-3[1]
Thermochimie
S0solide 291,2 J.K-1.mol-1
ΔfH0solide -2033 kJ/mol
Précautions
SGH[4]

Danger
H272, H301, H312, H314, H317, H330, H334, H340, H350, H360FD, H372 et H410
SIMDUT[5]

C, D1A, D2A, D2B,
Transport
66
   3288   
[6]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Dans l'eau, il se dissocie en ions dichromate et en ions potassium.

L'ion dichromate (Cr2O72-) étant un puissant agent oxydant, ce produit est couramment utilisé dans les réactions d'oxydoréduction en laboratoire et dans l'industrie. Comme tous les composés du chrome hexavalent le dichromate est dangereux pour la santé.

Utilisation

Le dichromate de potassium est en particulier utilisé dans les éthylotests. En effet, l'éthanol est un alcool primaire qui, en présence d'un excès d'oxydant, s'oxyde en acide éthanoïque selon la réaction :

3 CH3CH2OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11 H2O

La réaction est catalysée par du nitrate d'argent. L'ion dichromate est orangé et la couleur passe au vert (couleur des ions chrome III) avec la réaction, indiquant par là la présence ou non d'alcool.

Par réaction avec l'acétate de plomb il donne le chromate de plomb (PbCrO4), solide insoluble, largement utilisé comme pigment : le jaune de chrome. Le plomb est maintenant interdit dans les peintures en raison de sa toxicité, étant un facteur de saturnisme.

Il est aussi utilisé comme mordant ou comme agent servant à teindre les bois à tanin tels que le bois de chêne. En effet, il réagit avec les tanins pour donner au bois une couleur plus foncée.

Nomenclature

L'appellation dichromate, imposée par l'IUPAC pourrait être considérée comme impropre au regard de la construction des mots en français qui recommande de ne pas mélanger les origines des constituants des mots. Dans le cas de dichromate le mot est en effet constitué d'une racine grecque chrom(couleur) et d'un préfixe multiplicateur latin di (deux).

Le nom systématique heptaoxidodichromate[7] n'est jamais utilisé.

La terminaison ate indique que l'élément chimique concerné, le chrome, est à son degré le plus élevé, VI. À ce degré d'oxydation, tous les électrons de valence de la structure électronique externe du chrome 4s1 3d5 ont été transférés.

Structure

La structure de l'ion dichromate est celle d'un ion qui résulte de la condensation de la forme acide de deux ions chromate HCrO4-.

-O3Cr-O-H + H-O-CrO3- → -O3Cr-O-CrO3- + H2O

La longueur des liaisons du pont Cr-O-Cr est 0,19 nm et l'angle est 115 ° en O. La longueur des autres liaisons Cr-O est 0,16 nm. Cette diminution sensible est due à leur caractère de double liaison.

Couleur

Au regard de la théorie du champ cristallin, l'ion dichromate ne devrait pas être coloré puisqu'il n'y a pas d'électron d sur le chrome. La couleur de cet ion n'est donc pas due à des transitions entre niveaux 3d, mais à des transitions à transfert de charge depuis les niveaux des ions oxydes vers ceux du chrome.

Réactivité

La réactivité de l'ion dichromate est principalement rédox, mais également acidobasique.

Acidobasicité

L'ion dichromate est en équilibre acidobasique avec l'ion chromate, ce dernier étant stable en milieu basique (au-dessus de pH = 6). Il suffit de changer le pH pour voir la solution passer de l'orange (dichromate) au jaune (chromate). Il s'agit de l'équilibre de condensation décrit ci-dessus.

Entre pH 2 et pH 6, la forme la plus stable est HCrO4-.

À pH plus acide, la forme stable est H2Cr2O7.

Oxydoréduction

Le potentiel rédox de référence du couple dichromate / chrome(III) est 1,33 V, ce qui le place juste au-dessus du couple O2 / H2. Ce couple du chrome est donc limite instable sur le plan thermodynamique, mais cette instabilité n'est pas génante dans la pratique.

Autres réactions

En présence d'acide chlorhydrique concentré, l'ion dichromate donne l'ion chlorochromate ClCrO3-. Ce dernier s'hydrolyse dans l'eau en absence d'acide chlorhydrique.

Les ions fluorochromate FCrO3-, bromochromate BrCrO3- et iodochromate ICrO3- se forment de même.

À chaud, en présence de chlorure de potassium et d'acide sulfurique, il se forme le chlorure de chromyle CrO2Cl2, un liquide rouge foncé qui bout à 117 °C.

Allergies

Le dichromate de potassium provoque des allergies, surtout des eczémas atopiques ou de contact, chez les personnes sensibles au chrome. Il est très difficile de ne pas être en contact avec le chrome, car des sels de chrome (dont le bichromate de potassium) sont présents en de nombreuses circonstances, notamment le tannage du cuir et le travail du ciment.[réf. nécessaire]

Images
  • Cristaux de dichromate de potassium
  • Dichromate de potassium

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Notes et références
  1. DICHROMATE DE POTASSIUM, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. Fernand PELLERIN, Arlette BAILLET-GUFFROY et Danielle BAYLOCQ-FERRIER, « Techniques d'analyse - Titrages par oxydoréduction » [PDF], Techniques de l'ingénieur, (consulté le )
  4. Numéro index 024-002-00-6 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  5. « Dichromate de potassium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
  6. Entrée du numéro CAS « 7778-50-9 » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 27 novembre 2008 (JavaScript nécessaire)
  7. (en) Union internationale de chimie pure et appliquée, Nomenclature of Inorganic Chemistry : IUPAC Recommendations 2005, Cambridge, RSC–IUPAC, , 366 p. (ISBN 0-85404-438-8, lire en ligne [PDF]), chap. 8.4.
  • Portail de la chimie
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.