重鉻酸鉀

重（ㄔㄨㄥˊ）鉻酸鉀（英語：potassium dichromate）又名二鉻酸鉀^[2]，是一種有毒且有致癌性的強氧化劑，化學式為K₂Cr₂O₇，在室溫下為橙紅色固體。它被國際癌症研究機構劃歸為第一類致癌物質，而且是強氧化劑，在實驗室和工業中都有很廣泛的應用。

重鉻酸鉀
IUPAC名 Potassium dichromate(VI)
別名	二鉻酸鉀
識別
CAS號	7778-50-9  Y
PubChem	24502
ChemSpider	22910
SMILES	[K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O
UN編號	3086
EINECS	231-906-6
RTECS	HX7680000
性質
化學式	K2Cr2O7
摩爾質量	294.19 g·mol⁻¹
外觀	橙紅色晶體
密度	2.676 g/cm3 (固)
熔點	398℃[1]
沸點	500℃(分解)
溶解性（水）	4.9 g/100 ml (0 °C)
結構
晶體結構	三斜晶系 (α-變體，< 241.6 °C)
配位幾何	Cr原子為四面體
熱力學
ΔfHm⦵298K	-2033 kJ/mol
S⦵298K	291,2 J.K−1.mol−1
危險性
歐盟危險性符號 有毒 T 氧化性 O 危害環境N
警示術語	R：R8-R21-R25-R34-R42/43 R45-R46-R60-R61-R48/23-R50/53
安全術語	S：S53-S45-S60-S61
NFPA 704	0 3 1 OX
閃點	不可燃
相關物質
其他陰離子	鉻酸鉀、鉬酸鉀 鎢酸鉀
其他陽離子	重鉻酸銨、重鉻酸鈉
相關化學品	過錳酸鉀
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

酸性溶液中重鉻酸根還原為鉻(III)離子的半反應式為：

${\displaystyle {\rm {\ Cr_{2}O_{7}^{2-}+14H^{+}+6{\mathit {e}}^{-}\rightarrow 2Cr^{3+}+7H_{2}O}};\ \ \varphi ^{\ominus }=1.36\ {\rm {V}}}$

製備

由重鉻酸鈉與氯化鉀混合以後通過重結晶分離得到純品。^[1][3]

K₂Cr₂O₇ → 2 K⁺ + Cr
2O2−
7

Cr
2O2−
7 + H₂O ⇌ 2 CrO2−
4 + 2 H⁺

物理性質

橙紅色三斜晶系板狀結晶體。有苦味及金屬性味。密度2.676g/cm³。熔點398℃。稍溶於冷水，水溶液呈酸性，易溶於熱水，不溶於乙醇。有劇毒。

水中溶解度：0℃，4.3；20℃，11.7；40℃，20.9；60℃，31.3；80℃，42.0；100℃，50.2

化學性質

重鉻酸鉀是一種強氧化劑，加熱到241.6℃時三斜晶系轉變為單斜晶系，強熱約500℃時分解為三氧化二鉻和鉻酸鉀。不吸濕潮解，不生成水合物（不同於重鉻酸鈉）。遇濃硫酸有紅色針狀晶體鉻酸酐析出，對其加熱則分解放出氧氣，生成硫酸鉻，使溶液的顏色由橙色變成綠色。

複分解反應

在重鉻酸鉀的溶液中加入Ba²⁺、Pb²⁺和Ag⁺時，形成相應的鉻酸鹽沉澱^[3]：

2 Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 BaCrO₄↓ + 2H⁺

2 Pb²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 PbCrO₄↓ + 2H⁺

4 Ag⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 Ag₂CrO₄↓ + 2H⁺

氧化反應

在酸性溶液中，重鉻酸鉀是強氧化劑，可以和許多還原性物質反應，自身被還原為Cr^3+[3][4]：

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 I₂ + 7 H₂O + 4 K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 3 K₂SO₃ + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 4 H₂O

K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 3SO₂ → K₂SO₄·Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

K₂Cr₂O₇ + 3 H₂S + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S↓ + 7 H₂O + K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 3 NaNO₂ + 4 H₂SO₄ → 3 NaNO₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4 H₂O

K₂Cr₂O₇ + 6 KBr + 7 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 3 Br₂ + 7 H₂O

5 K₂Cr₂O₇(濃) + 6 KI —^煮沸→ 8 K₂CrO₄ + Cr₂O₃ + 3 I₂

因此分析化學上，重鉻酸鉀被用來作氧化劑來測定鐵的含量：

K₂Cr₂O₇ + 6 FeSO₄ + 7 H₂SO₄ → 3 Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7 H₂O

需要注意的是，重鉻酸鉀可以和熱的濃鹽酸反應，放出氯氣：

K₂Cr₂O₇ + 14 HCl(濃) → 2 CrCl₃ + 2 KCl + 3 Cl₂↑ + 7 H₂O

若鹽酸濃度較低，則可能生成橘紅色的氯鉻酸鉀 :

K₂Cr₂O₇ + 2 HCl(較稀) → 2 KCrO₃Cl + H₂O

在高溫下，重鉻酸鉀可以被硫、碳等單質還原：^[4]

K₂Cr₂O₇ + S → Cr₂O₃ + K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 2 C → Cr₂O₃ + K₂CO₃ + CO↑

在有機反應中，重鉻酸鉀-硫酸可以將伯醇氧化成醛，若繼續反應，則醛進一步被氧化為羧酸。而叔醇的反應則是先被硫酸脫水，再被重鉻酸鉀氧化。苯酚等酚類也能被酸化的重鉻酸鉀氧化，如產生黃色的對苯醌。^[5]

過氧化物的形成

重鉻酸鉀能和冷的過氧化氫反應，形成深藍色且不穩定的過氧化鉻：

Cr₂O₇^2- + 4 H₂O₂ + 2 H⁺ → 2 CrO₅ + 5 H₂O

該化合物可以被乙醚或異戊醇萃取。

鉻酸根的形成

重鉻酸鉀在鹼性條件下會轉化為鉻酸鉀：

K₂Cr₂O₇ + 2 KOH → 2 K₂CrO₄ + H₂O

和濃、熱的氨水反應，冷卻後得到復鹽：

K₂Cr₂O₇ + 2 NH₃·H₂O(濃、熱) —^冷卻→ 2 NH₄KCrO₄ + H₂O^[4]

和碳酸鉀反應，也能形成鉻酸鉀：

K₂Cr₂O₇ + K₂CO₃ → 2 K₂CrO₄ + CO₂↑

鉻酰鹽的形成

重鉻酸鉀在硫酸的作用下與其他物質反應可以形成鉻酰鹽，如：

K₂Cr₂O₇ + 2 CaF₂ + 3 H₂SO₄(發煙) —^Δ→ 2 CrO₂F₂ + 2 CaSO₄ + K₂SO₄ + 3 H₂O

K₂Cr₂O₇ + 4 KCl(適量) + 3 H₂SO₄(過量) —^Δ→ 2 CrO₂Cl₂↑ + 3 K₂SO₄ + 3 H₂O

應用

有機合成中，根據條件不同，重鉻酸鉀可將醇氧化為醛、羧酸或酮，同時顏色由橙紅色變為鉻離子的綠色。也可用於鑑別醛和酮。

在實驗室用來配置鉻酸洗液清洗玻璃器皿。酸化的重鉻酸鉀可將乙醇氧化並變色，以檢驗司機是否酒後駕駛。^[6]

參考文獻

1. 《無機化合物製備手冊》.朱文祥 主編.化學工業出版社. P₂₄₄.【VI-56】重鉻酸鉀(potassium dichromate).ISBN 7-5025-8537-0
2. 黃冠. 同德高中國中教育會考考前大特搜 (PDF) (PDF). [2024-01-16]. （原始內容存檔 (PDF)於2024-01-16） （中文（臺灣））.
3. 《無機化學》（第二版）下冊.龐錫濤 主編.高等教育出版社. 二、鉻(VI)的化合物. P₃₉₇. 2.鉻酸鹽和重鉻酸鹽.ISBN 978-7-04-005387-6
4. 《無機化學反應方程式手冊》.曹忠良 王珍雲 編.湖南科學技術出版社.第十一章 鉻分族.P₂₈₂.【K₂Cr₂O₇】
5. 《有機化學》第二版.谷亨傑 等.高等教育出版社.第八章 醇、酚、醚 消除反應. ISBN 978-7-04-008523-5
6. 呼氣酒測器如何測出我喝了多少酒呢？. 科學人雜誌. 2004 [2013-03-10]. （原始內容存檔於2016-03-04）.

外部連結

• Potassium Dichromate （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at The Periodic Table of Videos（英語：The Periodic Table of Videos） (University of Nottingham)
• International Chemical Safety Card 1371 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• National Pollutant Inventory – Chromium VI and compounds fact sheet
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"
• Gold refining article listing color change when testing metals with Schwerter's Solution （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

參見

• 重鉻酸鈉