Dicromato de amonio (7789-09-5) Propiedades Físicas y Químicas
Dicromato de amonio
Sal inorgánico oxidante utilizado como reactivo e intermedio en la fabricación de pigmentos, tratamiento superficial y manufactura analítica; manipulado bajo procesos controlados y condiciones de aseguramiento y control de calidad (QA/QC).
| Número CAS | 7789-09-5 |
| Familia | Dicromatos inorgánicos (sales de cromo(VI)) |
| Forma típica | Sólido cristalino (naranja-rojo brillante) |
| Grados comunes | Analytical Reagent, BP, EP, USP |
El dicromato de amonio es una sal inorgánica formada por el anión dicromato y los cationes amonio; pertenece a la clase de compuestos de cromo hexavalente cromato/dicromato. Estructuralmente se formula mejor como \(\ce{Cr2H8N2O7}\) (estequiométricamente \(\ce{(NH4)2Cr2O7}\)), compuesto por dos contraiones \(\ce{NH4+}\) y el anión \(\ce{Cr2O7^{2-}}\) que contiene cromo en estado de oxidación +6. El anión dicromato posee carácter oxo deslocalizado a lo largo del marco Cr–O y un alto potencial redox formal, que gobierna gran parte de la reactividad y riesgos del compuesto.
Electrónicamente, los centros Cr(VI) son fuertes agentes oxidantes y la sal es iónica y altamente polar; el material cristalino es un sólido naranja-rojo brillante con baja volatilidad y lipofilia despreciable. Las soluciones acuosas son ácidas debido a los equilibrios dicromato/cromato y a la presencia del amonio; las soluciones diluidas medidas presentan pH ligeramente ácido. En contacto con agentes reductores o materia orgánica, el compuesto actúa como potente oxidante y puede provocar descomposiciones enérgicas o auto-sostenidas liberando óxidos de nitrógeno, amoníaco y residuos de óxido de cromo(III). La relevancia laboral y medioambiental está dominada por la toxicología del Cr(VI): la inhalación y exposición dérmica se asocian a sensibilización respiratoria, dermatitis, toxicidad orgánica y riesgo carcinogénico; muchas aplicaciones han sido restringidas o eliminadas por estos motivos.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: Analytical Reagent, BP, EP, USP.
Propiedades físicas básicas
Densidad
Las densidades sólidas reportadas incluyen \(2.155\ \mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) y \(2.15\) a \(77\,^\circ\mathrm{F}\) (valores reportados). El material es más denso que el agua y se hunde al colocarse en \(\ce{H2O}\).
Punto de fusión o descomposición
El dicromato de amonio no exhibe un punto de fusión clásico; se descompone al calentarse. Las temperaturas reportadas de descomposición incluyen "Se descompone a 180 °C" y el inicio de descomposición descrito cerca de \(180\,^\circ\mathrm{C}\), con descomposición térmica auto-sostenida alrededor de \(225\,^\circ\mathrm{C}\). La descomposición térmica es exotérmica y puede propagarse como llama a través de una masa, produciendo un residuo voluminoso de óxido de cromo(III) (\(\ce{Cr2O3}\)).
Solubilidad en agua
La solubilidad en \(\ce{H2O}\) es considerable y dependiente de la temperatura. Valores representativos reportados (de diferentes fuentes) incluyen: - 35.6 g/100 g \(\ce{H2O}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) - En agua (peso/peso): 15.16% a \(0\,^\circ\mathrm{C}\); 26.67% a \(20\,^\circ\mathrm{C}\); 36.99% a \(40\,^\circ\mathrm{C}\); 46.14% a \(60\,^\circ\mathrm{C}\); 54.20% a \(80\,^\circ\mathrm{C}\); 60.89% a \(100\,^\circ\mathrm{C}\) - En agua: 30.8 g/100 mL a \(15\,^\circ\mathrm{C}\); 89 g/100 mL a \(30\,^\circ\mathrm{C}\) - Solubilidad reportada como 36 g/100 mL a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) (descrito como "buena")
Estos valores indican un incremento marcado de solubilidad con la temperatura y comportamiento típico para una sal inorgánica iónica.
pH de la solución (comportamiento cualitativo)
Las soluciones acuosas son ligeramente ácidas. Valores reportados de pH: - Solución 1%: pH 3.95 - Solución 10%: pH 3.45
La acidez refleja el catión amonio junto con los equilibrios dicromato/cromato y las tendencias de hidrólisis del Cr(VI) en agua.
Propiedades químicas
Comportamiento ácido-base
En medios acuosos, el anión dicromato participa en equilibrios ácido/base con el cromato, generando distribuciones dependientes del pH de \(\ce{Cr2O7^{2-}}\) y \(\ce{CrO4^{2-}}\). La presencia de \(\ce{NH4+}\) imparte acidez leve a soluciones diluidas, consistente con los valores de pH reportados. La sal no es un superácido ni superbase de Brønsted; su reactividad predominante es redox más que protolítica.
Reactividad y estabilidad
El dicromato de amonio es un oxidante fuerte. Es térmicamente inestable a partir de aproximadamente \(180\,^\circ\mathrm{C}\); el calentamiento localizado cerca de \(190\,^\circ\mathrm{C}\) puede iniciar una descomposición rápida y propagación de llama. La secuencia de descomposición produce \(\ce{Cr2O3}\) (residuo verde), óxidos de nitrógeno y amoníaco; la descomposición confinada puede romper contenedores y, en mezclas íntimas con orgánicos combustibles, puede causar reacciones violentas o explosivas. Las incompatibilidades reportadas incluyen agentes reductores fuertes, materiales orgánicos, alcoholes y ácidos; se ha observado ignición por fricción o reacción con ciertos orgánicos (por ejemplo, glicol etílico en casos reportados). Debido a que es un oxidante, puede intensificar incendios al mezclarse con materiales combustibles.
Parámetros moleculares e iónicos
Fórmula y peso molecular
Fórmula molecular (calculada): \(\ce{Cr2H8N2O7}\).
Una representación estructural comúnmente usada es \(\ce{(NH4)2Cr2O7}\).
Peso molecular (calculado): \(252.07\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Masa exacta/monoisotópica: 251.914160 (según reportes).
Descriptores adicionales calculados: recuento de donadores de enlaces de hidrógeno = 2; recuento de aceptadores de enlaces de hidrógeno = 7; recuento de enlaces rotatorios = 0; área superficial polar topológica (TPSA) = 126; recuento de átomos pesados = 11; carga formal = 0; complejidad = 194.
Iones constituyentes
La sal cristalina está compuesta por cationes amonio \(\ce{NH4+}\) y el anión dicromato \(\ce{Cr2O7^{2-}}\). El cromo del anión dicromato está en estado de oxidación hexavalente (Cr(VI)), que es el determinante principal del comportamiento redox y toxicidad.
Identificadores y sinónimos
Números de registro y códigos
- Número CAS: 7789-09-5
- Número CE (Comunidad Europea): 232-143-1
- Número ONU / Transporte: 1439 (Dicromato de amonio)
- Nombre de envío ONU: UN 1439; Dicromato de amonio
- Clasificación ONU: Clase 5.1 (sólidos oxidantes), Grupo de embalaje II (según reportes)
- UNII: 5J18BP595G
Identificadores químicos (claves y cadenas estructurales):
- InChI: InChI=1S/2Cr.2H3N.7O/h;;2*1H3;;;;;;;/q;;;;;;;;;2*-1/p+2
- InChIKey: JOSWYUNQBRPBDN-UHFFFAOYSA-P
- SMILES: [NH4+].[NH4+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr](=O)(=O)[O-]
Sinónimos y nombres comunes
Sinónimos y nombres alternativos reportados incluyen: bicromato de amonio; Dicromato de amonio(VI); Dicromato de diamonio; Dicromato de amonio; Cromato de amonio ((NH4)2Cr2O7); Ácido dicrómico, sal diamónica; Ácido crómico (H2Cr2O7), sal diamónica; Bichromate d'ammonium. (Estos nombres se usan indistintamente en contextos industriales y académicos para el mismo material estequiométrico.)
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Roles Funcionales y Sectores de Uso
El dicromato de amonio se ha utilizado históricamente como oxidante, mordiente e intermedio en la fabricación de pigmentos. Los roles funcionales registrados incluyen su uso en pirotecnia (por ejemplo, efectos "Vesubio" o "volcán"), sensibilizadores para fotoengraving y litografía, mordientes en procesos de teñido y textiles, catalizadores y precursores de catalizadores, fabricación de alumbre de cromo y pigmentos de óxido de cromo, auxiliares para curtido de cuero y como fuente de nitrógeno puro en laboratorio. También se ha utilizado como estándar oxidimétrico en química analítica.
Ejemplos Típicos de Aplicación
- Efectos pirotécnicos novedosos donde la rápida descomposición exotérmica produce un residuo colorido voluminoso.
- Mordentado en procesos de teñido y fabricación de ciertos pigmentos (usos históricos/industriales).
- Fotoengraving y sensibilización litográfica (como componente de ácido crómico/sales).
- Reactivo de laboratorio: fuente de nitrógeno y agente oxidante en procedimientos sintéticos o analíticos específicos.
Debido a la toxicología y las restricciones normativas asociadas con Cr(VI), muchos usos históricos ahora están controlados, restringidos o reemplazados por alternativas menos peligrosas en la práctica industrial.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Peligros para la Salud y el Medio Ambiente
El dicromato de amonio es un sólido oxidante peligroso y una fuente de cromo hexavalente (Cr(VI)). Los peligros para la salud reportados para compuestos de Cr(VI) incluyen toxicidad aguda por ingestión e inhalación, corrosión/irritación grave en piel y ojos, sensibilización cutánea y respiratoria, mutagenicidad y carcinogenicidad, toxicidad reproductiva y daño orgánico tras exposiciones repetidas. Las vías de exposición de preocupación son inhalación de polvo/neblinas, contacto dérmico e ingestión. El compuesto es muy tóxico para organismos acuáticos y puede producir efectos ambientales a largo plazo; deben evitarse las liberaciones al agua.
Las manifestaciones agudas y subagudas reportadas incluyen irritación del tracto respiratorio, ulceración nasal, dermatitis, efectos sistémicos (lesión hepática y renal) y en casos severos de ingestión fallo multiorgánico. No existe un antídoto específico o universalmente aceptado para el envenenamiento por Cr(VI); el manejo clínico rápido es de soporte y puede incluir terapia reductora (por ejemplo, altas dosis de ascorbato se han usado experimentalmente), descontaminación y soporte orgánico cuando esté indicado.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
Recomendaciones de manipulación y almacenamiento acorde con la naturaleza oxidante, tóxica y corrosiva del compuesto:
- Almacenar en recipientes bien cerrados, en un lugar fresco, seco y bien ventilado, separado de materiales combustibles, orgánicos, agentes reductores y ácidos; se recomienda almacenamiento ignífugo.
- Prevenir la formación de polvo y controlar fuentes de ignición; no almacenar cerca de alimentos o piensos.
- Usar controles de ingeniería apropiados (ventilación localizada, sistemas cerrados) y protección respiratoria cuando pueda generarse polvo o aerosoles; usar guantes protectores, protección ocular/facial y ropa protectora completa para evitar contacto cutáneo.
- Derrames: evitar usar absorbentes combustibles (por ejemplo, aserrín). Contener y recoger el material derramado en recipientes no combustibles; si es necesario, humedecer para suprimir polvo y usar herramientas no combustibles. La neutralización y reducción en vertidos acuosos puede realizarse con reductores (por ejemplo, bisulfito de sodio) y el cromo precipitado puede eliminarse como especies insolubles de Cr(III) antes de la disposición conforme a la normativa.
- Lucha contra incendios: como oxidante puede acelerar la combustión; extinguir materiales combustibles circundantes con pulverización de agua y enfriar recipientes. No usar absorbentes combustibles para limpieza de derrames que contengan oxidante. Los productos de descomposición incluyen óxidos de nitrógeno y óxidos de cromo, que son tóxicos — usar protección respiratoria adecuada y contener el escurrimiento.
Para información detallada sobre peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Ficha de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
