ثنائي كرومات الصوديوم (NA2CR2O7): الخصائص ، الإنتاج ، الاستخدامات - كيمياء - 2025

و ثاني كرومات الصوديوم هو مركب غير العضوية من صيغة Na2Cr2O7. إنه واحد من العديد من مركبات الكروم سداسي التكافؤ (Cr VI). يتضح هيكله في الشكل 1 ، على الرغم من أن الملح عادة ما يتم التعامل معه في شكله المجفف ، والذي تكون صيغته Na2Cr2O7 · H2O.

له رابطان أيونيان بين جزيئات الصوديوم والأكسجين سالب الشحنة. يتم استخراج خام الكروم من ثنائي كرومات الصوديوم. يتم إنتاج ملايين الكيلوغرامات من ثنائي كرومات الصوديوم سنويًا.

الشكل 1: هيكل ثنائي كرومات الصوديوم

الصين هي أكبر منتج لثاني كرومات الصوديوم ، ومع ذلك فإن المصانع الكيماوية الصينية لديها إنتاج منخفض نسبيًا ، أقل من 50 ألف طن سنويًا ، مقارنة بالمصنع الكازاخستاني الذي ينتج أكثر من 100 ألف طن سنويًا.

يبلغ إنتاج النباتات في روسيا والولايات المتحدة والمملكة المتحدة متوسطًا يتراوح بين 50000 و 100000 طن سنويًا (Kogel ، 2006).

من حيث التفاعل والمظهر ، فإن ثنائي كرومات الصوديوم له خصائص مماثلة لثاني كرومات البوتاسيوم ، ومع ذلك ، فإن ملح الصوديوم أكثر قابلية للذوبان في الماء وله وزن مكافئ أقل من ملح البوتاسيوم.

ينتج ثنائي كرومات الصوديوم أبخرة كروم سامة عند تسخينها. إنه عامل مؤكسد قوي وهو شديد التآكل.

يمكن العثور على هذا المركب في مصادر مياه الشرب الملوثة من عمليات صناعية مختلفة مثل تقنيات الجلفنة أو الطلاء الكهربائي ودباغة الجلود وتصنيع المنسوجات.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

يتكون ثنائي كرومات الصوديوم من بلورات ذات هيكل أحادي الميل وهي برتقالية ضاربة إلى الحمرة في شكلها اللامائي وليس لها رائحة. يبلغ وزنه الجزيئي 261.97 جم / مول في شكله اللامائي و 298.00 جم / مول في شكله ثنائي الهيدرات.

تبلغ درجة انصهارها 356.7 درجة مئوية ، ونقطة غليان 400 درجة مئوية تتحلل عندها. له كثافة 2.52 جم / مل.

الشكل 2: ظهور ثنائي كرومات الصوديوم

يظهر مظهر ثنائي كرومات الصوديوم في الشكل 2. تبلغ قابليته للذوبان في الماء 187 جرامًا لكل 100 جرام عند 25 درجة مئوية وقابلية ذوبانه في الإيثانول 513.2 جرام لكل لتر عند 19.4 درجة مئوية (المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، nd).

يعتبر مركبًا ثابتًا إذا تم تخزينه في ظل الظروف الموصى بها وغير قابل للاشتعال. نظرًا لأنه عامل مؤكسد قوي ، فهو مادة أكالة ، وفي المحلول يكون حمض له القدرة على خفض الرقم الهيدروجيني إلى 4 في محلول 1٪ وزن / حجم.

أساليب الانتاج

يمكن تحويل كرومات الصوديوم إلى ثنائي كرومات من خلال عملية مستمرة تتعامل مع حمض الكبريتيك أو ثاني أكسيد الكربون أو مزيج من هذين.

يؤدي تبخر سائل ثنائي كرومات الصوديوم إلى ترسيب كبريتات الصوديوم و / أو بيكربونات الصوديوم ، وتتم إزالة هذه المركبات قبل التبلور النهائي لثاني كرومات الصوديوم.

يمكن صنع ثنائي كرومات الصوديوم في عملية من ثلاث خطوات:

1. ظروف أكسدة الكروم المشوي القلوية
2. ترشيح. استخلاص المادة القابلة للذوبان من خليط بفعل مذيب سائل
3. تحويل أحادي كرومات الصوديوم إلى ثنائي كرومات الصوديوم عن طريق الحمض.

يمكن تحضير ثنائي كرومات الصوديوم اللامائي عن طريق إذابة ثنائي كرومات الصوديوم ، أو بلورة محاليل ثنائي كرومات الصوديوم فوق 86 درجة مئوية ، أو تجفيف محاليل ثنائي كرومات الصوديوم في مجففات الرذاذ.

تُستخدم محاليل ثنائي كرومات الصوديوم عند 69 و 70٪ وزن / حجم كطريقة ملائمة وفعالة من حيث التكلفة لشحن كميات الشحن ، وتجنب الحاجة إلى المعالجة اليدوية أو إذابة الكريستال.

التفاعلية والمخاطر

إنه عامل مؤكسد قوي. غير متوافق مع الأحماض القوية. قد يؤدي التلامس مع المواد القابلة للاحتراق إلى نشوب حرائق. يمكن أن تتكون أبخرة أكسيد الكروم السامة في وجود الحرارة أو النار.

يؤدي "خليط حمض الكروميك" المعروف جيدًا من ثنائي كرومات وحمض الكبريتيك مع المخلفات العضوية إلى تفاعل طارد للحرارة عنيف. هذا المزيج مع بقايا الأسيتون يؤدي أيضًا إلى تفاعل عنيف.

يؤدي الجمع بين ثنائي كرومات وحمض الكبريتيك مع الكحوليات والإيثانول و 2-بروبانول إلى تفاعل طارد للحرارة عنيف. نظرًا لحدوث العديد من الحوادث التي تنطوي على خلط حمض ثنائي كرومات وحمض الكبريتيك مع المواد العضوية القابلة للأكسدة ، فمن الأفضل تجنب مثل هذه التفاعلات.

يعتبر مزيج ثنائي كرومات مع الهيدرازين متفجرًا ، ويمكن توقع أن يكون تفاعل ثنائي كرومات قويًا مع الأمينات بشكل عام. تؤدي إضافة ملح ثنائي كرومات المجفف إلى أنهيدريد الخل إلى تفاعل طارد للحرارة شديد الانفجار.

يشكل البورون والسيليكون وثنائي كرومات مخاليط نارية. يؤدي مزيج من حمض الأسيتيك ، 2-ميثيل -2-بنتنال وثنائي كرومات إلى تفاعل متفشي (ورقة البيانات الكيميائية ثنائي كرومات الصوديوم ، 2016).

يتسبب استنشاق الغبار أو الضباب في تهيج الجهاز التنفسي الذي يشبه الربو أحيانًا. يمكن أن يحدث ثقب الحاجز. يعتبر سم.

يتسبب الابتلاع في القيء والإسهال ومضاعفات في المعدة والكلى بشكل غير عادي. يسبب ملامسة العين أو الجلد تهيجًا موضعيًا. التعرض المتكرر للجلد يسبب التهاب الجلد.

ثنائي كرومات الصوديوم مادة مسرطنة للإنسان. هناك أدلة على أن الكروم سداسي التكافؤ أو مركبات الكروم (VI) يمكن أن تسبب سرطان الرئة لدى البشر. ثبت أن ثنائي كرومات الصوديوم يسبب سرطان الرئة في الحيوانات.

على الرغم من أن ثنائي كرومات الصوديوم لم يتم تحديده كمركب ماسخ أو خطر على الإنجاب ، فمن المعروف أن الكروم سداسي التكافؤ أو مركبات الكروم (VI) هي مواد مسخية وتسبب ضررًا تناسليًا مثل تقليل الخصوبة والتدخل في دورات الحيض..

يمكن أن يسبب ثنائي كرومات الصوديوم تلفًا في الكبد والكلى ، لذا يجب التعامل معه بحذر شديد (New Jersey Department of Health، 2009).

في حالة الابتلاع ، يجب على الضحية شرب الماء أو الحليب ؛ لا تسبب التقيؤ. في حالة ملامسته للجلد أو العين يجب أن يعامل على أنه حروق حمضية ؛ شطف العين بالماء لمدة 15 دقيقة على الأقل.

يمكن فرك الآفات الخارجية بمحلول 2٪ من ثيوسلفات الصوديوم. في جميع الحالات يجب استشارة الطبيب.

الاستخدامات والتطبيقات

بصرف النظر عن أهميته في تصنيع كيماويات الكروم الأخرى ، فإن ثنائي كرومات الصوديوم له أيضًا العديد من الاستخدامات المباشرة كمكون في إنتاج:

• اللمسة النهائية المعدنية: تساعد على مقاومة التآكل وتنظيف الأسطح المعدنية ، كما تفضل التصاق الطلاء.
• المنتجات العضوية: تستخدم كعوامل مؤكسدة في صناعة منتجات مثل فيتامين K والشمع.
• أصباغ: تستخدم في صناعة أصباغ الكرومات غير العضوية حيث تنتج مجموعة من الألوان ثابتة للضوء. تستخدم بعض درجات الكرومات أيضًا كمثبطات للتآكل في الطبقة السفلية والبادئات.
• السيراميك: يستخدم في تحضير الزجاج الملون وطلاء السيراميك.
• المنسوجات: تستخدم كمواد أساسية للأصباغ الحمضية لتعزيز خصائص التلوين السريعة.
• إنتاج كبريتات الكروم.

(ثنائي كرومات الصوديوم. لبنة البناء لجميع مركبات الكروم الأخرى تقريبًا. ، 2010-2012)

ثنائي كرومات الصوديوم ثنائي هيدرات ، استخدامه مثالي في مختلف الظروف بما في ذلك تطبيقات درجات الحرارة العالية مثل السيراميك والزجاج الملون.

يعتبر أكسيد الكروم ، الذي يكون أكثر صلابة من أكاسيد المعادن الأخرى ، مثل التيتانيوم أو الحديد ، مثاليًا للبيئات التي تكون فيها درجة الحرارة وظروف المعالجة شديدة.

تُستخدم هذه المادة في المقام الأول لإنتاج مركبات الكروم الأخرى ، ولكنها تستخدم أيضًا في طين البنتونيت المستخدم في إنتاج الزيت ، وفي المواد الحافظة للأخشاب ، وفي إنتاج المواد الكيميائية العضوية ، وكمثبط للتآكل.

عند مزجه مع ثنائي كرومات ألومنيوم البوتاسيوم ، باستخدام عملية الألمنيوم الحرارية ، ينتج أكسيد الكروم الكروم المعدني عالي النقاء. هذا عنصر حيوي في إنتاج السبائك الفائقة عالية الأداء المستخدمة في صناعة الطيران.

في التخليق العضوي ، يستخدم ثنائي كرومات الصوديوم كعامل مؤكسد في تفاعلات اختزال الأكسيد في وجود حمض الكبريتيك.

الشكل 3. استخدامات ثنائي كرومات الصوديوم في التخليق العضوي.

على سبيل المثال ، أكسدة p nitrotoluene لتكوين p nitrobenzoic acid ، في أكسدة n-butanol لتشكيل n-butaldehyde ، في تكوين cyclohexanone من cyclohexanol وتشكيل حمض الأديبيك كما هو موضح في الأشكال 3.1 و 3.2 و 3.3 و 3.4 على التوالي (VK Ahluwalia ، 2004).

الكيمياء الحيوية

أدى التقطير داخل الرغامى لثاني كرومات الصوديوم (CrVI) وهيدروكسيد أسيتات الكروم (CrIII) في ذكور الجرذان إلى زيادة تركيزات الكروم في الدم الكامل والبلازما والبول لمدة تصل إلى 72 ساعة بعد التعرض ؛ تم الوصول إلى الذروة بعد 6 ساعات من التعرض.

كانت نسبة الكروم في الدم الكامل إلى تركيزات الكروم في البلازما مختلفة بشكل كبير بالنسبة لمعالجات Cr (VI) و Cr (III). لذلك ، يجب استخدام اختبارات الكروم في الدم والكروم في البلازما لتقييم التعرض للكروم.

تم اكتشاف الكروم أيضًا في الخلايا الليمفاوية الطرفية. Cr (VI) ، لكن ليس Cr (III) يتراكم بشكل ملحوظ في الخلايا الليمفاوية بعد العلاج. هذه الخلايا لديها القدرة على استخدامها كمؤشرات حيوية لتقييم التعرض لمركبات الكروم (Hooth ، 2008).

المراجع

1. ورقة البيانات الكيميائية ثنائي كرومات الصوديوم. (2016). تم الاسترجاع من مواد كيميائية حجاب:
2. هوث ، إم جي (2008). تقرير فني عن دراسات السمية والسرطنة لثاني كرومات الصوديوم المجفف. المعهد الوطني للصحة بالولايات المتحدة الأمريكية.
3. كوجل ، جي إي (2006). المعادن والصخور الصناعية: السلع والأسواق والاستخدامات الإصدار السابع. ليتلتون كولورادو: مجتمع التعدين والمعادن والاستكشاف المؤتمر الوطني العراقي.
4. المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية. (سادس). قاعدة بيانات PubChem المركبة ؛ CID = 25408. تم الاسترجاع من pubchem.com: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. وزارة الصحة في نيو جيرسي. (2009 ، نوفمبر). ورقة حقائق مادة خطرة ثنائي كرومات الصوديوم. تم الاسترجاع من nj.gov: nj.gov.
6. ثنائي كرومات الصوديوم. لبنة البناء لجميع مركبات الكروم الأخرى تقريبًا. (2010-2012). تم الاسترجاع من elementis chromium: elementischromium.com
7. ألواليا ، أر إيه (2004). كيمياء عضوية عملية شاملة: مستحضرات وتحليلات كمية. دلهي: مطبعة الجامعة (الهند).