Dicromato de amônio (7789-09-5) Propriedades Físicas e Químicas
Dicromato de amônio
Sal inorgânico oxidante usado como reagente e intermediário na manufatura de pigmentos, tratamento de superfícies e processos analíticos; manuseado sob condições controladas de processo e QA/QC.
| Número CAS | 7789-09-5 |
| Família | Dicromatos inorgânicos (sais de cromo(VI)) |
| Forma típica | Sólido cristalino (vermelho-laranja brilhante) |
| Graus comerciais comuns | Analytical Reagent, BP, EP, USP |
O dicromato de amônio é um sal inorgânico do ânion dicromato e dos cátions amônio; pertence à classe dos cromatos/dicromatos contendo compostos de cromo hexavalente. Estruturalmente, é melhor formulado como \(\ce{Cr2H8N2O7}\) (estequiometricamente \(\ce{(NH4)2Cr2O7}\)), consistindo em dois contra-íons \(\ce{NH4+}\) e o ânion \(\ce{Cr2O7^{2-}}\) contendo cromo no estado de oxidação +6. O ânion dicromato apresenta caráter oxo deslocalizado na estrutura Cr–O e alto potencial redox formal, o que determina grande parte da reatividade e riscos do composto.
Electronicamente, os centros Cr(VI) são fortes agentes oxidantes e o sal é iônico e altamente polar; o material cristalino é um sólido vermelho-laranja brilhante com baixa volatilidade e lipofilicidade desprezível. Soluções aquosas são ácidas devido aos equilíbrios dicromato/cromato e à presença do amônio; soluções diluídas apresentam pH levemente ácido. Em contato com agentes redutores ou matéria orgânica, o composto atua como um potente oxidante e pode causar decomposição vigorosa ou auto-sustentada com liberação de óxidos de nitrogênio, amônia e resíduos de óxido de cromo(III). A relevância ocupacional e ambiental está dominada pela toxicologia do Cr(VI): exposição por inalação e dérmica está associada à sensibilização respiratória, dermatite, toxicidade orgânica e risco carcinogênico; muitas aplicações foram restringidas ou eliminadas por esta razão.
Graus comerciais comuns relatados para esta substância incluem: Analytical Reagent, BP, EP, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Densidades sólidas relatadas incluem \(2.155\ \mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) e \(2.15\) a \(77\,^\circ\mathrm{F}\) (valores conforme relatado). O material é mais denso que a água e afunda quando colocado em \(\ce{H2O}\).
Ponto de Fusão ou Decomposição
O dicromato de amônio não apresenta ponto de fusão clássico; ele se decompõe ao ser aquecido. Temperaturas de decomposição relatadas incluem "Decompõe-se a 180 °C" e início de decomposição descrito próximo a \(180\,^\circ\mathrm{C}\), com decomposição térmica tornando-se auto-sustentada em cerca de \(225\,^\circ\mathrm{C}\). A decomposição térmica é exotérmica e pode propagar-se como chama através de uma carga maciça, produzindo resíduo volumoso de óxido de cromo(III) (\(\ce{Cr2O3}\)).
Solubilidade em Água
A solubilidade em \(\ce{H2O}\) é substancial e dependente da temperatura. Valores representativos reportados (fontes variadas) incluem: - 35,6 g/100 g \(\ce{H2O}\) a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) - Em água (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 \(100\,^\circ\mathrm{C}\) - Em água: 30,8 g/100 mL a \(15\,^\circ\mathrm{C}\); 89 g/100 mL a \(30\,^\circ\mathrm{C}\) - Solubilidade relatada como 36 g/100 mL a \(20\,^\circ\mathrm{C}\) (classificada como "boa")
Esses valores indicam aumento significativo da solubilidade com a temperatura e comportamento típico de um sal inorgânico iônico.
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
Soluções aquosas são levemente ácidas. Valores de pH relatados: - solução a 1%: pH 3,95 - solução a 10%: pH 3,45
A acidez reflete a presença do cátion amônio juntamente com os equilíbrios dicromato/cromato e as tendências à hidrólise do Cr(VI) em água.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base
Em meio aquoso, o ânion dicromato participa de equilíbrios ácido/base com o cromato, resultando em distribuições dependentes do pH de \(\ce{Cr2O7^{2-}}\) e \(\ce{CrO4^{2-}}\). A presença de \(\ce{NH4+}\) confere leve acidez às soluções diluídas, consistente com os valores de pH acima relatados. O sal não é um superácido nem uma base de Brønsted; sua reatividade predominante é redox em vez de protolítica.
Reatividade e Estabilidade
O dicromato de amônio é um forte agente oxidante. É termicamente instável acima de aproximadamente \(180\,^\circ\mathrm{C}\); aquecimento localizado a cerca de \(190\,^\circ\mathrm{C}\) pode iniciar decomposição rápida e propagação de chama. A sequência de decomposição produz \(\ce{Cr2O3}\) (resíduo verde), óxidos de nitrogênio e amônia; decomposição confinada pode romper recipientes e, em misturas íntimas com materiais orgânicos combustíveis, pode levar a reações violentas ou explosivas. Incompatibilidades reportadas incluem agentes redutores fortes, materiais orgânicos, álcoois e ácidos; ignição por fricção ou reação com certos orgânicos (ex: etilenoglicol em casos relatados) foi observada. Por ser um oxidante, pode intensificar incêndios quando misturado a materiais combustíveis.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Peso Molecular
Fórmula molecular (calculada): \(\ce{Cr2H8N2O7}\).
Representação estrutural comumente usada é \(\ce{(NH4)2Cr2O7}\).
Peso molecular (calculado): \(252,07\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Massa exata/monoisotópica: 251,914160 (conforme relatado).
Descritores calculados adicionais: número de doadores de ligações de hidrogênio = 2; número de aceptores de ligações de hidrogênio = 7; número de ligações rotativas = 0; área polar superficial topológica (TPSA) = 126; número de átomos pesados = 11; carga formal = 0; complexidade = 194.
Íons Constituintes
O sal cristalino consiste em cátions amônio \(\ce{NH4+}\) e o ânion dicromato \(\ce{Cr2O7^{2-}}\). O cromo no ânion dicromato está no estado de oxidação hexavalente (Cr(VI)), que é o principal determinante do comportamento redox e da toxicidade.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número de Registro CAS: 7789-09-5
- Número CE (Comunidade Europeia): 232-143-1
- Número ONU / Transporte: 1439 (Dicromato de amônio)
- Nome correto para transporte ONU: UN 1439; Dicromato de amônio
- Classificação ONU: Classe 5.1 (sólidos oxidantes), Grupo de Embalagem II (conforme relatado)
- UNII: 5J18BP595G
Identificadores químicos (chaves e cadeias estruturais):
- 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-]
Sinônimos e Nomes Comuns
Sinônimos e nomes alternativos relatados incluem: bicromato de amônio; Dicromato de amônio(VI); dicromato de diamônio; dicromato de amônio; cromato de amônio (\((NH_4)_2Cr_2O_7\)); ácido dicrômico, sal diamônico; ácido crômico (H2Cr2O7), sal diamônico; bichromate d'ammonium. (Esses nomes são usados intercambiavelmente em contextos industriais e acadêmicos para o mesmo material estequiométrico.)
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções Funcionais e Setores de Uso
Dicromato de amônio tem sido historicamente utilizado como oxidante, mordente e intermediário na fabricação de pigmentos. As funções reportadas incluem uso em pirotecnia (ex.: efeitos "Vesuvius" ou "vulcão"), sensibilizadores para fotogravura e litografia, mordentes para processos de tingimento e têxteis, catalisadores e precursores de catalisadores, fabricação de alúmen de cromo e pigmentos de óxido de cromo, auxiliares para curtimento de couro, e como fonte laboratorial de nitrogênio puro. Também foi usado como padrão oxidimétrico em química analítica.
Exemplos Típicos de Aplicação
- Efeitos pirotécnicos de novidade onde a decomposição exotérmica rápida produz um resíduo colorido volumoso.
- Mordentação em processos de tingimento e fabricação de certos pigmentos (usos históricos/industriais).
- Fotogravura e sensibilização litográfica (como componente de ácido crômico/sais).
- Reagente laboratorial: fonte de nitrogênio e agente oxidante em procedimentos sintéticos ou analíticos específicos.
Devido à toxicologia e restrições regulatórias associadas ao Cr(VI), muitos usos históricos são atualmente controlados, restritos ou substituídos por alternativas menos perigosas na prática industrial.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Riscos à Saúde e ao Meio Ambiente
Dicromato de amônio é um sólido oxidante perigoso e fonte de cromo hexavalente (Cr(VI)). Os riscos à saúde relatados para compostos de Cr(VI) incluem toxicidade aguda por ingestão e inalação, corrosão/irritação severa da pele e olhos, sensibilização cutânea e respiratória, mutagenicidade e carcinogenicidade, toxicidade reprodutiva e danos a órgãos por exposição repetida. As vias de exposição preocupantes são inalação de poeiras/aerossóis, contato dérmico e ingestão. O composto é muito tóxico para organismos aquáticos e pode provocar efeitos ambientais de longo prazo; vazamentos em água devem ser evitados.
Manifestações agudas e subagudas relatadas incluem irritação do trato respiratório, ulceração nasal, dermatite, efeitos sistêmicos (lesão hepática e renal) e, em casos graves de ingestão, falência multiorgânica. Não há antídoto específico universalmente aceito para envenenamento por Cr(VI); o manejo clínico rápido é de suporte e pode incluir terapia redutora (ex.: altas doses de ascorbato utilizadas experimentalmente), descontaminação e suporte de órgãos quando indicado.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Recomendações para manuseio e armazenamento consistentes com a natureza oxidante, tóxica e corrosiva do composto:
- Armazenar em recipientes bem fechados em local fresco, seco, bem ventilado, segregado de materiais combustíveis, orgânicos, agentes redutores e ácidos; armazenamento à prova de fogo é recomendado.
- Prevenir formação de poeira e controlar fontes de ignição; não armazenar próximo a alimentos ou rações.
- Utilizar controles de engenharia apropriados (ventilação local exaustora, sistemas fechados) e proteção respiratória quando poeira ou aerossóis possam ser gerados; usar luvas de proteção, proteção ocular/ facial e vestimenta protetora completa para evitar contato dérmico.
- Vazamentos: evitar o uso de absorventes combustíveis (ex.: serragem). Conter e coletar o material derramado em recipientes não combustíveis; se necessário, umedecer para suprimir poeira e usar ferramentas não combustíveis. Neutralização e redução de efluentes aquosos podem ser realizadas com agentes redutores (ex.: bissulfito de sódio) e o cromo precipitado removido como espécies insolúveis de Cr(III) antes da disposição conforme regulamentos.
- Combate a incêndio: como oxidante, pode acelerar a combustão; extinguir materiais combustíveis ao redor com pulverização de água e resfriar recipientes. Não utilizar absorventes combustíveis para limpeza de derramamentos contendo oxidante. Produtos da decomposição incluem óxidos de nitrogênio e óxidos de cromo que são tóxicos — usar proteção respiratória adequada e contenção para escoamento.
Para informações detalhadas sobre riscos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Informações de Segurança do produto (SDS) específica e a legislação local.
