鉻酸
鉻酸，化學式為H2CrO4，是三氧化鉻溶於硫酸以及鉻酸鹽/重鉻酸鹽酸化時生成的化合物之一。重鉻酸是二分子鉻酸脫水形成的多酸，化學式為H2Cr2O7。三氧化鉻是鉻酸的酸酐，室溫下為橘紅色固體。由於它可通過加濃硫酸於鉻酸鹽或重鉻酸鹽的水溶液沉澱出來，故在工業上曾長期被稱為「鉻酸」。
| 鉻酸 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Chromic(VI) acid | |
| 別名 | 鉻(VI)酸 |
| 識別 | |
| CAS號 | 7738-94-5 
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| PubChem | 24425 |
| ChemSpider | 22834 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | KRVSOGSZCMJSLX-OOUCQFSRAZ |
| Gmelin | 25982 |
| EINECS | 231-801-5 |
| ChEBI | 33143 |
| 性質[來源請求] | |
| 化學式 | H2CrO4 |
| 摩爾質量 | 118.01 g·mol−1 |
| 外觀 | 紅色晶體 |
| 密度 | 1.201 g cm-3 |
| 熔點 | 197 °C（470 K） |
| 沸點 | 250 °C（523 K）（分解） |
| 溶解性（水） | 1666.6 g dm-3 |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
鉻與同族的鉬、鎢不同，形成多酸的傾向不強，超過四鉻酸以上的多鉻酸很少見。這些化合物中都含有正六價鉻，具有致癌性和氧化性，酸性溶液中的還原產物一般為紫色的[Cr(H2O)6]3+離子。
用途
鉻酸洗液是實驗室常用的清洗液，兼有酸性和氧化性，可以去除實驗儀器內壁和外壁的污垢及難溶物質。通常該洗液由重鉻酸鉀加入濃硫酸中得到，但是六價鉻對環境有害，強酸性環境有時也會使儀器受損，故目前鉻酸洗液的應用已有減少。
反應
鉻酸可以和鹼成鹽，根據pH的不同，酸根離子的形式也不同。重鉻酸根（Cr2O72−）與鉻酸根（CrO42−）離子在水溶液中存在以下平衡：
- 2 CrO42− + 2 H3O+ ⇌ Cr2O72− + 3 H2O
很多有機化合物都可被鉻酸氧化，並且目前已經研究出很多以六價鉻為基礎的氧化劑：
- 瓊斯試劑：鉻酸、硫酸和丙酮的水溶液，可將一級和二級醇氧化成相應的羧酸和酮，當中不飽和鍵不受影響。[1]
- 氯鉻酸吡啶鹽：由三氧化鉻和吡啶酸鹽配製，可將一級醇氧化為醛。[1]
- Collins試劑：三氧化鉻和吡啶的加合物。
- 鉻醯氯（CrO2Cl2）
例子
定性分析
鉻酸稀溶液可將一級和二級醇氧化為醛酮，自身還原為鉻(III)，發生橙黃色至藍綠色的顏色變化，可用於定性鑑定以上兩者，三級醇不反應。[1]
替代品
很多試劑都可將醇/醛氧化為羧酸，如鎳(II)與次氯酸鈉的混合溶液。[5] 這些氧化劑各有利弊。
實驗室中，最常用的替代鉻酸洗液來清洗玻璃儀器的水基清洗劑通常都含有鹼、螯合劑和/或者含有表面活性劑，它們可以在常溫使用，或者加熱到沸點（需要有通風設施-鹼性的氣體是有害的）。這些清洗劑對於一般的污染物、大多數的標記、有機殘留物、以及絕大多數的化學品殘留都非常有效。常見的商品如RBS 35以及其最新的配方產品RBS T 105, 115等。其突出的優點是無毒和廢液容易處理。
參考資料
- ^ 1.0 1.1 1.2 Freeman, F. "Chromic Acid" Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (2001) John Wiley & Sons, doi:10.1002/047084289X.rc164
- ^ Kamm O.; Matthews, A. O. (1941). "p-Nitrobenzoic Acid". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 392.
- ^ Grummitt, O.; Egan, R.; Buck, A.. "Homophthalic Acid and Anhydride". Org. Synth.; Coll. Vol. 3: 449 (1955.
- ^ Eisenbraun, E. J.. "Cyclooctanone". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 310 (1973.
- ^ 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.