Propriétés, production, dangers et utilisations du bichromate de sodium

Le dichromate de sodium est un composé inorganique de formule Na2Cr2O7. C'est l'un des nombreux composés du chrome hexavalent (Cr VI). Sa structure est illustrée à la figure 1, bien que le sel soit habituellement manipulé sous sa forme dihydratée, sa formule étant Na2Cr2O7 · H2O.

Il a deux liaisons ioniques entre les molécules de sodium et les oxygènes chargés négativement. Le minerai de chrome est extrait du dichromate de sodium. Des millions de kilogrammes de dichromate de sodium sont produits chaque année.

La Chine est le plus grand producteur de dichromate de sodium, mais les usines chimiques chinoises ont une production relativement faible, inférieure à 50 000 tonnes par an chacune, par rapport à l’usine du Kazakhstan qui produit plus de 100 000 tonnes par an.

Les usines en Russie, aux États-Unis et au Royaume-Uni ont une production intermédiaire comprise entre 50 000 et 100 000 tonnes par an (Kogel, 2006).

En termes de réactivité et d’apparence, le bichromate de sodium présente des propriétés similaires à celles du dichromate de potassium, mais le sel de sodium est plus soluble dans l’eau et présente un équivalent en poids inférieur à celui du sel de potassium.

Le dichromate de sodium produit des vapeurs de chrome toxiques lorsqu'il est chauffé. C'est un oxydant puissant et très corrosif.

Ce composé peut être trouvé dans des sources d'eau potable contaminées par différents procédés industriels tels que les techniques de galvanisation ou de galvanoplastie, le tannage du cuir et la fabrication de textiles.

Index

• 1 propriétés physiques et chimiques
• 2 méthodes de production
• 3 Réactivité et dangers
• 4 Utilisations et applications
• 5 biochimie
• 6 références

Propriétés physiques et chimiques

Le dichromate de sodium est composé de cristaux à structure monoclinique rouge orangé sous leur forme anhydre et inodore. Son poids moléculaire est de 261,97 g / mol sous sa forme anhydre et de 298,00 g / mol sous sa forme dihydratée.

Il a un point de fusion de 356,7 degrés Celsius, un point d'ébullition de 400 degrés Celsius dans lequel il se décompose. Il a une densité de 2,52 g / ml.

La figure 2 montre l'apparence du dichromate de sodium. Sa solubilité dans l'eau est de 187 g pour 100 grammes à 25 degrés Celsius et sa solubilité dans l'éthanol est de 513,2 grammes par litre à 19,4 degrés Celsius (National Center for Biotechnology Information, s.f.).

Il est considéré comme un composé stable s'il est stocké dans les conditions recommandées et n'est pas inflammable. Comme il s'agit d'un oxydant puissant, il est corrosif et, en solution, il s'agit d'un acide ayant la capacité d'abaisser le pH à 4 dans une solution à 1% p / v.

Méthodes de production

Le chromate de sodium peut être transformé en bichromate par un processus continu qui traite avec de l'acide sulfurique, du dioxyde de carbone ou une combinaison de ces deux éléments.

L'évaporation de la liqueur de dichromate de sodium provoque la précipitation du sulfate de sodium et / ou du bicarbonate de sodium et ces composés sont éliminés avant la cristallisation finale du dichromate de sodium.

Le dichromate de sodium peut être réalisé en trois étapes:

1. Torréfaction alcaline des conditions d'oxydation du chromite
2. Lessivage Extraction de matières solubles d'un mélange sous l'action d'un solvant liquide
3. Conversion du monochromate de sodium en dichromate de sodium au moyen d'un acide.

Le dichromate de sodium anhydre peut être préparé en fondant du dihydrate de sodium dihydraté, en cristallisant des solutions aqueuses de dichromate au-dessus de 86 ° C ou en séchant des solutions de dichromate de sodium dans des séchoirs par pulvérisation.

Des solutions de dichromate de sodium à 69 et 70% p / v sont utilisées comme méthode pratique et économique pour expédier des quantités, évitant la manipulation manuelle ou la dissolution des cristaux.

Réactivité et dangers

C'est un oxydant fort. Incompatible avec les acides forts. Le contact avec des matériaux combustibles peut provoquer des incendies. Des vapeurs toxiques d'oxyde de chrome peuvent se former en présence de chaleur ou d'incendie.

Le "mélange d'acide chromique" connu de dichromate et d'acide sulfurique avec des résidus organiques provoque une réaction exothermique violente. Ce mélange en combinaison avec des résidus d'acétone entraîne également une réaction violente.

La combinaison de dichromate et d'acide sulfurique avec des alcools, de l'éthanol et du 2-propanol donne lieu à une réaction exothermique violente. En raison de la survenue de nombreux incidents impliquant le mélange de l'acide bichromate-sulfurique avec des matières organiques oxydables, il est probablement préférable d'éviter de telles interactions.

La combinaison de dichromate avec l'hydrazine est explosive, on peut s'attendre à ce que la réaction au bichromate soit vigoureuse avec les amines en général. L'addition du sel de dichromate déshydraté à l'anhydride acétique conduit à une réaction exothermique finalement explosive.

Le bore, le silicium et les dichromates forment des mélanges pyrotechniques. Un mélange d'acide acétique, de 2-méthyl-2-penténal et de dichromate conduit à une réaction généralisée (Fiche de données chimiques sur le dichromate de sodium, 2016).

L'inhalation de poussière ou de brouillard provoque une irritation respiratoire qui ressemble parfois à de l'asthme. Une perforation septale peut se produire. C'est considéré comme un poison.

L'ingestion provoque des vomissements, de la diarrhée et, de manière très inhabituelle, des complications de l'estomac et des reins. Le contact avec les yeux ou la peau provoque une irritation locale. Une exposition répétée à la peau provoque une dermatite.

Le dichromate de sodium est un cancérogène chez l'homme. Il existe des preuves que des composés de chrome hexavalent ou Cr (VI) peuvent provoquer un cancer du poumon chez l'homme. Il a été démontré que le bichromate de sodium provoque le cancer du poumon chez les animaux.

Bien que le dichromate de sodium n'a pas été identifié comme étant un composé tératogène ou risque pour la reproduction, il est connu que les composés de chrome hexavalent Cr (VI) sont tératogènes et causer des dommages de reproduction et de réduire la fertilité et interfèrent avec le cycle menstruel .

Le dichromate de sodium peut causer des dommages au foie et aux reins et doit donc être pris en charge avec une extrême prudence (New Jersey Department of Health, 2009).

En cas d'ingestion, la victime devrait boire de l'eau ou du lait; ne jamais faire vomir. En cas de contact avec la peau ou les yeux, il doit être traité comme une brûlure acide. Rincez vos yeux avec de l'eau pendant au moins 15 minutes.

Les lésions externes peuvent être frottées avec une solution à 2% de thiosulfate de sodium. Dans tous les cas, un médecin doit être consulté.

Utilisations et applications

Outre son importance dans la fabrication d’autres produits chimiques à base de chrome, le dichromate de sodium a également de nombreuses utilisations directes comme ingrédient dans la production de:

• Finition métallique: aide la résistance à la corrosion et nettoie les surfaces métalliques, favorise également l'adhérence de la peinture.
• Produits biologiques: utilisés comme agents oxydants dans la fabrication de produits tels que la vitamine K et la cire.
• Pigments: utilisés dans la fabrication de pigments inorganiques à base de chromate où ils produisent une gamme de couleurs stables à la lumière. Certains grades de chromate sont également utilisés comme inhibiteurs de corrosion dans les couches inférieures et les apprêts.
• Céramique: utilisée dans la préparation des verres colorés et des émaux céramiques.
• Textile: utilisé comme mordant pour les colorants acides afin d'améliorer ses propriétés de coloration rapide.
• Production de sulfate de chrome.

(Dichromate de sodium, l'élément constitutif de presque tous les autres composés du chrome, 2010-2012)

dihydrate de dichromate de sodium, l'utilisation optimal dans diverses conditions, y compris des applications à haute température telles que des émaux céramiques et verre coloré.

l'oxyde de chrome, étant plus dur que d'autres oxydes métalliques, tels que le titane ou de fer est idéal pour les environnements où les conditions de température et de processus sont agressifs.

Cette substance est utilisée principalement pour produire d'autres composés de chrome, mais il est également utilisé dans la suspension de bentonite utilisée dans la production de pétrole, à la conservation du bois, dans la production de produits chimiques organiques et comme inhibiteur de corrosion.

Lorsqu'il est mélangé avec de l'aluminium et du potassium bichromate, en utilisant le procédé aluminium-thermique, l'oxyde chromique produit du chrome métallique de haute pureté. C'est un ingrédient essentiel de la production de superalliages à haute performance utilisés dans l'industrie aérospatiale.

En synthèse organique, le dichromate de sodium est utilisé comme agent oxydant dans les réactions de réduction des oxydes en présence d'acide sulfurique.

Par exemple, l'oxydation du p-nitrotoluène pour former l'acide p-nitrobenzoïque, dans l'oxydation du n-butanol pour former n-butaldehido, dans la formation de la cyclohexanone à partir du cyclohexanol et de la formation d'acide adipique comme illustré sur les figures 3.1 , Respectivement 3,2, 3,3 et 3,4 (VK Ahluwalia, 2004).

Biochimie

Instillation intratrachéale de dichromate de sodium (CrVI) et de l'hydroxyde d'acétate de chrome (CrIII) chez des rats mâles a entraîné une augmentation des concentrations de chrome sont le sang total, le plasma et l'urine jusqu'à 72 heures après l'exposition; Les concentrations maximales ont été atteintes 6 heures après l'exposition.

Le rapport entre les concentrations de chrome et de chrome dans le sang total était significativement différent pour les traitements au Cr (VI) et au Cr (III). Par conséquent, des analyses du chrome dans le sang et du chrome dans le plasma devraient être utilisées pour évaluer l'exposition au chrome.

Le chrome a également été détecté dans les lymphocytes périphériques. Cr (VI), mais pas Cr (III) accumulé de manière significative dans les lymphocytes après traitement. Ces cellules ont le potentiel d'être utilisées comme biomarqueurs dans l'évaluation de l'exposition aux composés du chrome (Hooth, 2008).

Références

1. Fiche technique chimique Dichromate de sodium. (2016). Récupéré de camées chimiques: cameochemicals.noaa.
2. Hooth, M. J. (2008). Rapport technique sur les études de toxicologie et de carcinogenèse du dichromate de sodium dihydraté. Institut national de la santé USA.
3. Kogel, J. E. (2006). Minéraux industriels et roches: produits de base, marchés et utilisations septième édition. littleton colorado: société minière, métallurgique et d'exploration inc.
4. Centre national d'information sur la biotechnologie. (s.f.) PubChem Compound Database; CID = 25408. Récupéré de pubchem.com: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Département de la santé du New Jersey. (2009, novembre).fiche de substance dangereuse dichromate de sodium. Récupéré de nj.gov: nj.gov.
6. Bichromate de sodium. Le bloc de construction pour pratiquement tous les autres composés de chrome. (2010-2012). Récupéré de elementis chrome: elementischromium.com
7. K. Ahluwalia, R. A. (2004). Chimie Organique Pratique Complète: Préparations Et Analyses Quantitatives. Delhi: presse universitaire (Inde).