Dicromato de sodio (Na2Cr2O7): propiedades, producción, usos
El dicromato de sodio es un compuesto inorgánico de fórmula Na2Cr2O7. Es uno de tantos compuestos de cromo hexavalente (Cr VI). Su estructura se ilustra en la figura 1, aunque usualmente la sal se maneja en su forma dihidratada cuya fórmula sería Na2Cr2O7·H2O.
Posee dos enlaces iónicos entre las moléculas de sodio y los oxígenos con carga negativa. El mineral de cromo es extraído a partir del dicromato de sodio. Millones de kilogramos de dicromato de sodio son producidos anualmente.
China es el mayor productor de dicromato de sodio, sin embargo las plantas químicas chinas tienen una relativa baja producción, menores a 50.000 toneladas por año cada una, si se compara con la planta de Kazakstán que produce más de 100.000 toneladas por año.
Plantas en Rusia, Estados Unidos y el Reino Unido tienen una producción intermedia entre 50.000 y 100.000 toneladas por año (Kogel, 2006).
En términos de reactividad y apariencia, el dicromato de sodio presenta propiedades similares al dicromato de potasio, sin embargo, la sal de sodio es más soluble en agua y posee un peso equivalente menor a la sal de potasio.
El dicromato de sodio produce vapores tóxicos de cromo cuando se calienta. Es un fuerte agente oxidante y es altamente corrosivo.
Este compuesto se puede encontrar en fuentes de agua potable contaminadas de diferentes procesos industriales como en técnicas de galvanizado o galvanoplastia, curtido de cuero y fabricación de textiles.
Índice del artículo
- 1 Propiedades físicas y químicas
- 2 Metodos de producción
- 3 Reactividad y peligros
- 4 Usos y aplicaciones
- 5 Bioquímica
- 6 Referencias
El dicromato de sodio está compuesto por cristales de estructura monoclínica de color anaranjado rojizo en su forma anhidra y carente de olor. Su peso molecular es de 261,97 g/mol en su forma anhidra y 298.00 g/mol en su forma dihidratada.
Tiene un punto de fusión de 356.7 grados centígrados, un punto de ebullición de 400 grados centígrados en el cual se descompone. Posee una densidad de 2,52 g/ml.
En la figura 2 se presenta la apariencia del dicromato de sodio. Su solubilidad en agua es de 187 g por cada 100 gramos a 25 grados centígrados y su solubilidad en etanol es de 513,2 gramos por litro a 19.4 grados centígrados (National Center for Biotechnology Information, s.f.).
Es considerado un compuesto estable si se almacena bajo las condiciones recomendadas y no es inflamable. Dado que es un fuerte agente oxidante, es corrosivo, y en solución es ácido teniendo la capacidad de disminuir el pH a 4 en una solución del 1% p/v.
El cromato de sodio puede convertirse en dicromato mediante un proceso continuo que trata con ácido sulfúrico, dióxido de carbono o una combinación de estos dos.
La evaporación del licor de dicromato de sodio provoca la precipitación de sulfato de sodio y / o bicarbonato sódico, y estos compuestos se eliminan antes de la cristalización final de dicromato sódico.
El dicromato de sodio se puede hacer en un proceso de tres pasos:
- Asado alcalino de condiciones de oxidación de cromita
- Lixiviación. Extracción de la materia soluble de una mezcla mediante la acción de un disolvente líquido
- Conversión de monocromato sódico en dicromato sódico por medio de un ácido.
El dicromato de sodio anhidro se puede preparar por fusión del dicromato de sodio dihidratado, cristalizando disoluciones acuosas de dicromato por encima de 86 grados C, o secando soluciones de dicromato de sodio en secadores por pulverización.
Soluciones de dicromato de sodio al 69 y 70% p/v son usadas como un método conveniente y rentable de envío de cantidades, evitando la necesidad de manipulación manual o disolución de cristales.
Es un fuerte agente oxidante. Incompatible con ácidos fuertes. El contacto con materiales combustibles puede provocar incendios. Se pueden formar vapores tóxicos de óxido de cromo en presencia de calor o fuego.
La conocida “mezcla de ácido crómico” de dicromato y ácido sulfúrico con residuos orgánicos da lugar a una reacción exotérmica violenta. Esta mezcla en combinación con residuos de acetona también conduce a una reacción violenta.
La combinación del dicromato y el ácido sulfúrico con alcoholes, etanol y 2-propanol, da lugar a una reacción exotérmica violenta. Debido a la ocurrencia de muchos incidentes que involucran la mezcla de dicromato-ácido sulfúrico con materiales orgánicos oxidables, es probablemente mejor evitar tales interacciones.
La combinación del dicromato con la hidracina es explosiva, se puede esperar que la reacción del dicromato sea vigorosa con aminas en general. La adición de la sal de dicromato deshidratada a anhídrido acético conduce a una reacción exotérmica finalmente explosiva.
El boro, el silicio y los dicromatos forman mezclas pirotécnicas. Una mezcla de ácido acético, 2-metil-2-pentenal y el dicromato conduce a una reacción desenfrenada (Chemical Datasheet Sodium Dichromate., 2016).
La inhalación de polvo o niebla causa una irritación respiratoria que a veces se parece al asma. Puede ocurrir perforación septal. Se le considera veneno.
La ingestión causa vómitos, diarrea, y, muy inusualmente, complicaciones del estómago y del riñón. El contacto con los ojos o la piel produce irritación local. La exposición repetida a la piel causa dermatitis.
El dicromato de sodio es carcinógeno en humanos. Existe evidencia de que compuestos de cromo hexavalente o Cr (VI) pueden causar cáncer de pulmón en humanos. Se ha demostrado que el dicromato de sodio causa cáncer de pulmón en animales.
A pesar de que el dicromato de sodio no ha sido identificado como un compuesto teratógeno o de riesgo reproductivo, es conocido que los compuestos de cromo hexavalente o Cr (VI) son teratógenos y causan daños reproductivos como reducir la fertilidad e interferir con los ciclos menstruales.
El dicromato de sodio puede causar daño hepático y renal por lo que debe de ser manejado con extremo cuidado (New Jersey Department of Health, 2009).
En caso de ingestión, la víctima debe beber agua o leche; nunca inducir el vómito. En caso de contacto con la piel o los ojos se debe tratar como quemaduras de ácido; se enjuagan los ojos con agua durante al menos 15 minutos.
Las lesiones externas se pueden frotar con una solución al 2% de tiosulfato sódico. En todos los casos se debe consultar a un médico.
Aparte de su importancia en la fabricación de otros productos químicos del cromo, el dicromato de sodio también tiene muchos usos directos como ingrediente en la producción de:
- Acabado metálico: ayuda a la resistencia a la corrosión y a limpiar las superficies metálicas, también favorece la adhesión de la pintura.
- Productos orgánicos: utilizados como agentes oxidantes en la fabricación de productos como la vitamina K y la cera.
- Pigmentos: utilizados en la fabricación de pigmentos de cromato inorgánicos donde produce una gama de colores estables a la luz. También se utilizan algunos grados de cromato como inhibidores de la corrosión en las capas inferiores y las imprimaciones.
- Cerámica: utilizada en la preparación de vidrios de colores y esmaltes cerámicos.
- Textil: usado como un mordiente para tintes ácidos para mejorar sus propiedades de coloración rápida.
- Producción de sulfato de cromo.
(Sodium dichromate. The building block for virtually all other chromium compounds., 2010-2012)
Dicromato de sodio Dihidratado, su uso es ideal en varias condiciones incluyendo aplicaciones de alta temperatura, como esmaltes de cerámica y vidrio coloreado.
El óxido crómico, por ser más duro que otros óxidos metálicos, como el titanio o el hierro, es ideal para ambientes donde la temperatura y las condiciones del proceso son agresivas.
Esta sustancia se utiliza principalmente para producir otros compuestos de cromo, pero también se utiliza en lodos bentoníticos usados en la producción de petróleo, en conservantes de madera, en la producción de productos químicos orgánicos y como inhibidor de la corrosión.
Cuando se mezcla con dicromato de aluminio y potasio, usando el proceso alumino-térmico, el óxido crómico produce cromo metálico de alta pureza. Este es un ingrediente vital en la producción de las superaleaciones de alto rendimiento utilizadas en la industria aeroespacial.
En la síntesis orgánica, el dicromato de sodio se usa como agente oxidante en reacciones de óxido reducción en presencia de ácido sulfúrico.
Por ejemplo la oxidación del p nitrotolueno para formar ácido p nitrobenzoico, en la oxidación del n-butanol para formar n-butaldehido, en la formación de la ciclohexanona a partir del ciclohexanol y de la formación del ácido adípico como se ilustra en las figuras 3.1, 3.2, 3.3 y 3.4 respectivamente (V.K. Ahluwalia, 2004).
La instilación intratraqueal de dicromato sódico (CrVI) y de hidróxido de acetato de cromo (CrIII) en ratas macho, dio lugar a concentraciones incrementadas de cromo en sangre total, plasma y orina hasta 72 horas después de la exposición; Las concentraciones máximas se alcanzaron a las 6 horas después de la exposición.
La proporción entre el cromo de sangre entera y las concentraciones plasmáticas de cromo fue significativamente diferente para los tratamientos Cr (VI) y Cr (III). Por lo tanto, los análisis de cromo en sangre y de cromo en plasma deben utilizarse para la evaluación de la exposición al cromo.
También se detectó cromo en los linfocitos periféricos. Cr (VI), pero no Cr (III) se acumuló significativamente en los linfocitos después del tratamiento. Estas células tienen potencial para ser usadas como biomarcadores de la evaluación de la exposición a compuestos de cromo (Hooth, 2008).
- Chemical Datasheet Sodium Dichromate. (2016). Retrieved from cameo chemicals: cameochemicals.noaa.
- Hooth, M. J. (2008). Technical Report on Toxicology and Carcinogenesis Studies of Sodium Dichromate Dihidrated. National Institute of Health USA.
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- K. Ahluwalia, R. A. (2004). Comprehensive Practical Organic Chemistry: Preparations And Quantitative Analisys. Delhi: University press (India).