铬酸

铬酸，化学式为H₂CrO₄，是三氧化铬溶于硫酸以及铬酸盐/重铬酸盐酸化时生成的化合物之一。重铬酸是二分子铬酸脱水形成的多酸，化学式为H₂Cr₂O₇。三氧化铬是铬酸的酸酐，室温下为橘红色固体。由于它可通过加浓硫酸于铬酸盐或重铬酸盐的水溶液沉淀出来，故在工业上曾长期被称为“铬酸”。

铬酸
IUPAC名 Chromic(VI) acid
别名	铬(VI)酸
识别
CAS号	7738-94-5  Y
PubChem	24425
ChemSpider	22834
SMILES	O[Cr](O)(=O)=O
InChI	1/Cr.2H2O.2O/h;2*1H2;;/q+2;;;;/p-2/rCrH2O4/c2-1(3,4)5/h2-3H
InChIKey	KRVSOGSZCMJSLX-OOUCQFSRAZ
Gmelin	25982
EINECS	231-801-5
ChEBI	33143
性质[来源请求]
化学式	H2CrO4
摩尔质量	118.01 g·mol−1
外观	红色晶体
密度	1.201 g cm-3
熔点	197 °C（470 K）
沸点	250 °C（523 K）（分解）
溶解性（水）	1666.6 g dm-3
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

铬与同族的钼、钨不同，形成多酸的倾向不强，超过四铬酸以上的多铬酸很少见。这些化合物中都含有正六价铬，具有致癌性和氧化性，酸性溶液中的还原产物一般为紫色的[Cr(H₂O)₆]³⁺离子。

用途

铬酸洗液是实验室常用的清洗液，兼有酸性和氧化性，可以去除实验仪器内壁和外壁的污垢及难溶物质。通常该洗液由重铬酸钾加入浓硫酸中得到，但是六价铬对环境有害，强酸性环境有时也会使仪器受损，故目前铬酸洗液的应用已有减少。

铬酸也是镀铬涂层时的中间体，也用于某些釉和彩色玻璃的生产中。

反应

铬酸可以和碱成盐，根据pH的不同，酸根离子的形式也不同。重铬酸根（Cr₂O₇²⁻）与铬酸根（CrO₄²⁻）离子在水溶液中存在以下平衡：

2 CrO₄²⁻ + 2 H₃O⁺ ⇌ Cr₂O₇²⁻ + 3 H₂O

很多有机化合物都可被铬酸氧化，并且目前已经研究出很多以六价铬为基础的氧化剂：

• 琼斯试剂：铬酸、硫酸和丙酮的水溶液，可将一级和二级醇氧化成相应的羧酸和酮，当中不饱和键不受影响。^[1]
• 氯铬酸吡啶盐：由三氧化铬和吡啶酸盐配制，可将一级醇氧化为醛。^[1]
• Collins试剂：三氧化铬和吡啶的加合物。
• 铬酰氯（CrO₂Cl₂）

例子

• 氧化甲苯为苯甲酸。^[2]
• 氧化茚为邻羧基苯乙酸。^[3]
• 氧化环辛醇为环辛酮。^[4]

定性分析

铬酸稀溶液可将一级和二级醇氧化为醛酮，自身还原为铬(III)，发生橙黄色至蓝绿色的颜色变化，可用于定性鉴定以上两者，三级醇不反应。^[1]

替代品

很多试剂都可将醇/醛氧化为羧酸，如镍(II)与次氯酸钠的混合溶液。^[5] 这些氧化剂各有利弊。

实验室中，最常用的替代铬酸洗液来清洗玻璃仪器的水基清洗剂通常都含有碱、螯合剂和/或者含有表面活性剂，它们可以在常温使用，或者加热到沸点（需要有通风设施-碱性的气体是有害的）。这些清洗剂对于一般的污染物、大多数的标记、有机残留物、以及绝大多数的化学品残留都非常有效。常见的商品如RBS 35以及其最新的配方产品RBS T 105, 115等。其突出的优点是无毒和废液容易处理。

参考资料

1. Freeman, F. "Chromic Acid" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (2001) John Wiley & Sons, doi:10.1002/047084289X.rc164
2. Kamm O.; Matthews, A. O. (1941). "p-Nitrobenzoic Acid". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 392.
3. Grummitt, O.; Egan, R.; Buck, A.. "Homophthalic Acid and Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 3: 449 (1955.
4. Eisenbraun, E. J.. "Cyclooctanone". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 310 (1973.
5. J. M. Grill, J. W. Ogle, S. A. Miller. An Efficient and Practical System for the Catalytic Oxidation of Alcohols, Aldehydes, and α,β-Unsaturated Carboxylic Acids. J. Org. Chem. 2006, 71 (25): 9291–9296. doi:10.1021/jo0612574.

• Alcohols from Carbonyl Compounds: Oxidation-Reduction and Organometallic Compounds^{[失效链接]} (PDF)