重铬酸钾（英语：potassium dichromate；化学式：K₂Cr₂O₇）是一种有毒且有致癌性的强氧化剂，室温下为橙红色固体。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质，而且是强氧化剂，在实验室和工业中都有很广泛的应用。

酸性溶液中重铬酸根还原为铬(III)离子的半反應式为：

${\displaystyle {\rm {\ Cr_{2}O_{7}^{2-}+14H^{+}+6{\mathit {e}}^{-}\rightarrow 2Cr^{3+}+7H_{2}O}};\ \ \varphi ^{\ominus }=1.36\ {\rm {V}}}$

制备

由重铬酸钠与氯化钾混合以后通过重结晶分离得到纯品。^[1][2]

物理性质

橙红色三斜晶系板状结晶体。有苦味及金属性味。密度2.676g/cm3。熔点398℃。稍溶于冷水，水溶液呈酸性，易溶于热水，不溶于乙醇。有剧毒。

水中溶解度：0℃，4.3；20℃，11.7；40℃，20.9；60℃，31.3；80℃，42.0；100℃，50.2

化学性质

重铬酸钾是一种强氧化剂，加热到241.6℃时三斜晶系转变为单斜晶系，强热约500℃时分解为三氧化二铬和铬酸钾。不吸湿潮解，不生成水合物（不同于重铬酸钠）。遇浓硫酸有红色针状晶体铬酸酐析出，对其加热则分解放出氧气，生成硫酸铬，使溶液的颜色由橙色变成绿色。

复分解反应

在重铬酸钾的溶液中加入Ba²⁺、Pb²⁺和Ag⁺时，形成相应的铬酸盐沉淀^[2]：

2 Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 BaCrO₄↓ + 2H⁺

2 Pb²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 PbCrO₄↓ + 2H⁺

4 Ag⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ⇌ 2 Ag₂CrO₄↓ + 2H⁺

氧化反应

在酸性溶液中，重铬酸钾是强氧化剂，可以和许多还原性物质反应，自身被还原为Cr^3+[2][3]：

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 I₂ + 7 H₂O + 4 K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 3 K₂SO₃ + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 4 H₂O

K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 3SO₂ → K₂SO₄·Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

K₂Cr₂O₇ + 3 H₂S + 4 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3 S↓ + 7 H₂O + K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 3 NaNO₂ + 4 H₂SO₄ → 3 NaNO₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 4 H₂O

K₂Cr₂O₇ + 6 KBr + 7 H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 4 K₂SO₄ + 3 Br₂ + 7 H₂O

5 K₂Cr₂O₇(浓) + 6 KI —^煮沸→ 8 K₂CrO₄ + Cr₂O₃ + 3 I₂

因此分析化学上，重铬酸钾被用来作氧化剂来测定铁的含量：

K₂Cr₂O₇ + 6 FeSO₄ + 7 H₂SO₄ → 3 Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7 H₂O

需要注意的是，重铬酸钾可以和热的浓盐酸反应，放出氯气：

K₂Cr₂O₇ + 14 HCl(浓) → 2 CrCl₃ + 2 KCl + 3 Cl₂↑ + 7 H₂O

若鹽酸濃度較低，則可能生成橘紅色的氯鉻酸鉀 :

K₂Cr₂O₇ + 2 HCl(較稀) → 2 KCrO₃Cl + H₂O

在高温下，重铬酸钾可以被硫、碳等单质还原：^[3]

K₂Cr₂O₇ + S → Cr₂O₃ + K₂SO₄

K₂Cr₂O₇ + 2 C → Cr₂O₃ + K₂CO₃ + CO↑

在有机反应中，重铬酸钾-硫酸可以将伯醇氧化成醛，若继续反应，则醛进一步被氧化为羧酸。而叔醇的反应则是先被硫酸脱水，再被重铬酸钾氧化。苯酚等酚类也能被酸化的重铬酸钾氧化，如产生黄色的对苯醌。^[4]

过氧化物的形成

重铬酸钾能和冷的过氧化氢反应，形成深藍色且不穩定的过氧化铬：

Cr₂O₇^2- + 4 H₂O₂ + 2 H⁺ → 2 CrO₅ + 5 H₂O

该化合物可以被乙醚或異戊醇萃取。

铬酸根的形成

重铬酸钾在碱性条件下会转化为铬酸钾：

K₂Cr₂O₇ + 2 KOH → 2 K₂CrO₄ + H₂O

和浓、热的氨水反应，冷却后得到复盐：

K₂Cr₂O₇ + 2 NH₃·H₂O(浓、热) —^冷却→ 2 NH₄KCrO₄ + H₂O^[3]

和碳酸钾反应，也能形成铬酸钾：

K₂Cr₂O₇ + K₂CO₃ → 2 K₂CrO₄ + CO₂↑

铬酰盐的形成

重铬酸钾在硫酸的作用下与其他物质反应可以形成铬酰盐，如：

K₂Cr₂O₇ + 2 CaF₂ + 3 H₂SO₄(发烟) —^Δ→ 2 CrO₂F₂ + 2 CaSO₄ + K₂SO₄ + 3 H₂O

K₂Cr₂O₇ + 4 KCl(适量) + 3 H₂SO₄(过量) —^Δ→ 2 CrO₂Cl₂↑ + 3 K₂SO₄ + 3 H₂O

应用

有机合成中，根据条件不同，重铬酸钾可将醇氧化为醛、羧酸或酮，同时颜色由橙红色变为铬离子的绿色。也可用于鉴别醛和酮。

在实验室用来配置铬酸洗液清洗玻璃器皿。酸化的重铬酸钾可将乙醇氧化并变色，以检验司机是否酒后驾驶。^[5]

参考文献

外部連結

• Potassium Dichromate at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• International Chemical Safety Card 1371
• National Pollutant Inventory – Chromium VI and compounds fact sheet
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• IARC Monograph "Chromium and Chromium compounds"
• Gold refining article listing color change when testing metals with Schwerter's Solution

参见

• 重铬酸钠