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
No RTECS	HX7680000
PubChem	24502
SMILES	[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr](=O)(=O)[O-].[K+].[K+] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1S/2Cr.2K.7O/q;;2*+1;;;;;;2*-1 InChIKey : KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N
Apparence	cristaux orange à rouges.
Propriétés chimiques
Formule	Cr2K2O7K2Cr2O7
Masse molaire	294,184 6 ± 0,003 5 g/mol Cr 35,35 %, K 26,58 %, O 38,07 %,
Propriétés physiques
T° fusion	398 °C
T° ébullition	500 °C décomposition[réf. souhaitée]
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)
Masse volumique	2,7 g cm−3
Thermochimie
S0solide	291,2 J K−1 mol−1[réf. souhaitée]
ΔfH0solide	−2 033 kJ/mol[réf. souhaitée]
Précautions
SGH
Danger H272, H301, H312, H314, H317, H330, H334, H340, H350, H360FD, H372 et H410 H272 : Peut aggraver un incendie ; comburant H301 : Toxique en cas d'ingestion H312 : Nocif par contact cutané H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H330 : Mortel par inhalation H334 : Peut provoquer des symptômes allergiques ou d'asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation H340 : Peut induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H360FD : Peut nuire à la fertilité. Peut nuire au fœtus. H372 : Risque avéré d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT
C, D1A, D2A, D2B, C : Matière comburante cause ou favorise la combustion d'une autre matière en dégageant de l'oxygène D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (rat femelle) = 83,2 mg·m-3 D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques sensibilisation des voies respiratoires chez l'humain ; cancérogénicité : CIRC groupe 1, ACGIH A1; embryotoxicité chez l'animal D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques sensibilisation de la peau chez l'humain ; irritation des yeux chez l'animal; irritation de la peau chez l'animal Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
Transport
66    3288    Code Kemler : 66 : matière très toxique Numéro ONU : 3288 : SOLIDE INORGANIQUE TOXIQUE, N.S.A. Classe : 6.1 Étiquette : 6.1 : Matières toxiques Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses ;
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 acétique 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 chromeIII) avec la réaction, indiquant 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.

Sensible aux ultraviolets, il est un des procédés de tirage photographique. Utilisé avec de la gomme arabique et des pigments colorants, les parties exposées sous une plaque négative se solidifient et résistent au lavage à l’eau, les parties sous les zones sombres partent au lavage pour dévoiler le papier. Deux ou trois couches sont généralement exécutées pour obtenir un noir profond. Le négatif peut être en noir et blanc ou en séparation de couleur. Le pigment poudre choisi donne la teinte globale.

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 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 oxyde 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

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  Cristaux de dichromate de potassium.
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  Dichromate de potassium.

Voir aussi

Articles connexes

• Potassium
• Chrome
• Chromate de potassium
• Faux minéraux et fossiles

Liens externes

• Secret de Pouilly-le-Fort : sur l'utilisation (non publiée) du bichromate de potassium par Pasteur lors des expériences de vaccination contre le charbon à Pouilly-le-Fort et sur la mesure dans laquelle cela peut être considéré comme un plagiat à l'égard d'Henry Toussaint.
• « Chromates et dichromates de sodium et de potassium - Fiche toxicologique n^o 180 », INRS, novembre 2016.
• Fiche de sécurité Prolabo selon directive européenne