Dichromate de potassium

Dichromate de potassium
Général
Nom IUPAC	Dichromate de potassium
No CAS	7778-50-9
No EINECS	231-906-6
Apparence	cristaux orange à rouges[1].
Propriétés chimiques
Formule brute	Cr2K2O7K2Cr2O7
Masse molaire[2]	294,1846 ± 0,0035 g·mol-1 Cr 35,35 %, K 26,58 %, O 38,07 %,
Propriétés physiques
T° fusion	398 °C[1]
T° ébullition	500 °C décomposition
Solubilité	4,3 % (eau, 0 °C); 11,7 % (eau, 20 °C); 20,9 % (eau, 40 °C); 42 % (eau, 80 °C); 49,9 % (eau, 100 °C)[3]
Masse volumique	2,7 g·cm-3[1]
Thermochimie
S0solide	291,2 J.K-1.mol-1
ΔfH0solide	-2033 kJ/mol
Précautions
Directive 67/548/EEC
T+ O N
Numéro index : 024-002-00-6 Classification : O; R8 - Carc. Cat. 2; R45 - Muta. Cat. 2; R46 - Repr. Cat. 2; R60-61 - T+; R26 - T; R25-48/23 - Xn; R21 - C; R34 - R42/43 - N; R50-53 Symboles : T+ : Très toxique O : Comburant N : Dangereux pour l’environnement Phrases R : R8 : Favorise l’inflammation des matières combustibles. R21 : Nocif par contact avec la peau. R25 : Toxique en cas d’ingestion. R26 : Très toxique par inhalation. R34 : Provoque des brûlures. R45 : Peut provoquer le cancer. R46 : Peut provoquer des altérations génétiques héréditaires. R60 : Peut altérer la fertilité. R61 : Risque pendant la grossesse d’effets néfastes pour l’enfant. R42/43 : Peut entraîner une sensibilisation par inhalation et par contact avec la peau. R48/23 : Toxique : risque d’effets graves pour la santé en cas d’exposition prolongée par inhalation. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S53 : Éviter l’exposition - se procurer des instructions spéciales avant l’utilisation. S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité.
Phrases R : 8, 21, 25, 26, 34, 42/43, 45, 46, 48/23, 50/53, 60, 61,
Phrases S : 45, 53, 60, 61, [4]
Transport
66    3288    Code Kemler : 66 : matière très toxique Numéro ONU : 3288 : SOLIDE INORGANIQUE TOXIQUE, N.S.A. Classe : 6.1 Étiquette : 6.1 : Matières toxiques Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses; [5]
SIMDUT[6]
C, D1A, D2A, D2B, C : Matière comburante cause ou favorise la combustion d'une autre matière en dégageant de l'oxygène D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (rat femelle) = 83,2 mg·m-3 D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques sensibilisation des voies respiratoires chez l'humain ; cancérogénicité : CIRC groupe 1, ACGIH A1; embryotoxicité chez l'animal D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques sensibilisation de la peau chez l'humain ; irritation des yeux chez l'animal; irritation de la peau chez l'animal Divulgation à 0,1 % selon la liste de divulgation des ingrédients
SGH[7]
Danger H272, H301, H312, H314, H317, H330, H334, H340, H350, H360FD, H372, H410, H272 : Peut aggraver un incendie; comburant H301 : Toxique en cas d'ingestion H312 : Nocif par contact cutané H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H317 : Peut provoquer une allergie cutanée H330 : Mortel par inhalation H334 : Peut provoquer des symptômes allergiques ou d'asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation H340 : Peut induire des anomalies génétiques (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H350 : Peut provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H360FD : Peut nuire à la fertilité. Peut nuire au fœtus. H372 : Risque avéré d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le dichromate de potassium, aussi appelé bichromate de potassium, est un solide ionique orange de formule K₂Cr₂O₇.

Dans l'eau, il se dissocie en ions dichromate et en ions potassium.

L'ion dichromate (Cr₂O₇^2-) étant un puissant agent oxydant, ce produit est couramment utilisé dans les réactions d'oxydo-réduction en laboratoire et dans l'industrie. Comme tous les composés du chrome hexavalent le dichromate est dangereux pour la santé.

Utilisation

Le dichromate de potassium est en particulier utilisé dans les éthylotests. En effet, l'éthanol est un alcool primaire qui, en présence d'un excès d'oxydant, s'oxyde en acide éthanoïque selon la réaction :

3CH₃CH₂OH + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ → 3CH₃COOH + 2Cr₂(SO₄)₃ + 2K₂SO₄ + 11H₂O

La réaction est catalysée par du nitrate d'argent. L'ion dichromate est orangé et la couleur passe au vert (couleur des ions chrome III) avec la réaction, indiquant par là la présence ou non d'alcool.

Par réaction avec l'acétate de plomb il donne le chromate de plomb (PbCrO₄), solide insoluble, largement utilisé comme pigment : le jaune de chrome. Le plomb est maintenant interdit dans les peintures en raison de sa toxicité, étant un facteur de saturnisme.

Il est aussi utilisé comme mordant ou comme agent servant à teindre les bois à tanin tels que le bois de chêne. En effet, il réagit avec les tanins pour donner au bois une couleur plus foncée.

Nomenclature

L'appellation dichromate, imposée par l'IUPAC pourrait être considérée comme impropre au regard de la construction des mots en français qui recommande de ne pas mélanger les origines des constituants des mots. Dans le cas de dichromate le mot est en effet constitué d'une racine grecque chrom(couleur) et d'un préfixe multiplicateur latin di (deux).

Le nom systématique heptaoxidodichromate^[8] n'est jamais utilisé.

La terminaison ate indique que l'élément chimique concerné, le chrome, est à son degré le plus élevé, VI. À ce degré d'oxydation, tous les électrons de valence de la structure électronique externe du chrome 4s¹ 3d⁵ ont été transférés.

Structure

La structure de l'ion dichromate est celle d'un ion qui résulte de la condensation de la forme acide de deux ions chromate HCrO₄^-.

^-O₃Cr-O-H + H-O-CrO₃^- → ^-O₃Cr-O-CrO₃^- + H₂O

La longueur des liaisons du pont Cr-O-Cr est 0,19 nm et l'angle est 115° en O. La longueur des autres liaisons Cr-O est 0,16 nm. Cette diminution sensible est due à leur caractère de double liaison.

Couleur

Au regard de la théorie du champ cristallin, l'ion dichromate ne devrait pas être coloré puisqu'il n'y a pas d'électron d sur le chrome. La couleur de cet ion n'est donc pas due à des transitions entre niveaux 3d. La couleur est donc due à des transitions à transfert de charge depuis les niveaux des ions oxydes vers ceux du chrome.

Réactivité

La réactivité de l'ion dichromate est principalement rédox, mais également acidobasique.

Acidobasicité

L'ion dichromate est en équilibre acidobasique avec l'ion chromate, ce dernier étant stable en milieu basique (au dessus de pH = 6). Il suffit de changer le pH pour voir la solution passer de l'orange (dichromate) au jaune (chromate). Il s'agit de l'équilibre de condensation décrit ci-dessus.

Entre pH 2 et pH 6, la forme la plus stable est HCrO₄^-.

À pH plus acide, la forme stable est l'ion dichromate.

Oxydoréduction

Le potentiel rédox de référence du couple dichromate / chrome(III) est 1,33 V, ce qui le place juste au dessus du couple O₂ / H₂. Ce couple du chrome est donc limite instable sur le plan thermodynamique, mais cette instabilité n'est pas gênante dans la pratique.

Autres réactions

En milieu acide chlorhydrique, HCl 6 M, l'ion dichromate donne l'ion chlorochromate ClCrO₃^-. Ce dernier s'hydrolyse dans l'eau en absence d'acide chlorhydrique.

Les ions fluorochromate FCrO₃^-, bromochromate BrCrO₃^- et iodochromate ICrO₃^- se forment de même.

À chaud, en présence de chlorure de potassium et d'acide sulfurique, il se forme le chlorure de chromyle CrO₂Cl₂, un liquide rouge foncé qui bout à 117°C.

Allergies

Le bichromate de potassium provoque des allergies, surtout des eczémas atopiques ou de contact, chez les personnes sensibles au chrome. Il est très difficile de ne pas être en contact avec le chrome, car des sels de chrome (dont le bichromate de potassium) sont présents en de nombreuses circonstances, notamment le tannage du cuir et le travail du ciment.^{[réf. nécessaire]}

Images

• 

  Cristaux de dichromate de potassium

• 

  Dichromate de potassium

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Voir aussi

Articles connexes

• Potassium
• Chrome
• Chromate de potassium
• Faux minéraux et fossiles

Liens externes

• Secret de Pouilly-le-Fort : sur l'utilisation (non publiée) du bichromate de potassium par Pasteur lors des expériences de vaccination contre le charbon à Pouilly-le-Fort et sur la mesure dans laquelle cela peut être considéré comme un plagiat à l'égard d'Henry Toussaint.

• (fr)Fiche toxicologique de l'INRS
• (fr)Fiche de sécurité PROLABO selon directive européenne

Notes et références

1. ↑ ^{a, b et c} DICHROMATE DE POTASSIUM, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
2. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. ↑ [PDF]Fernand PELLERIN, Arlette BAILLET-GUFFROY, Danielle BAYLOCQ-FERRIER, « Techniques d'analyse - Titrages par oxydoréduction », Techniques de l'ingénieur, 1991. Consulté le 7 septembre 2010
4. ↑ « dichromate de potassium » sur ESIS, consulté le 11 février 2009
5. ↑ Entrée du numéro CAS « 7778-50-9 » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 27 novembre 2008 (JavaScript nécessaire)
6. ↑ « Dichromate de potassium » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
7. ↑ Numéro index 024-002-00-6 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
8. ↑ IUPAC, redbook 2005, IR-8.4, http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf