Kromat dan dikromat

Garam kromat mengandung anion kromat, Templat:Chem. Garam dikromat mengandung anion dikromat, Templat:Chem. Mereka adalah oksoanion dari kromium dengan tingkat oksidasi +6. Mereka adalah oksidator yang cukup kuat. Dalam larutan akuatik, ion kromat dan dikromat ion-ion yang dapat saling bertukar satu sama lain.

Sifat kimia

• 
  kalium kromat
• 
  kalium dikromat

Kromat bereaksi dengan hidrogen peroksida menghasilkan produk-produk yang peroksidanya, Templat:Chem, menggantikan satu atau lebih atom oksigen. Dalam larutan asam yang tidak stabil terbentuk kompleks perokso biru kromium(VI) oksida peroksida, CrO(O₂)₂; ini adalah molekul kovalen tak bermuatan yang dapat diekstraksi ke dalam eter. Penambahan piridin menghasilkan pembentukan kompleks CrO(O₂)₂py yang lebih stabil.

Sifat asam–basa

Diagram predominan untuk kromat

Dalam larutan akuatik, anion kromat dan dikromat berada dalam kesetimbangan kimia.

$2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Diagram predominan menunjukkan bahwa posisi kesetimbangan bergantung pada pH dan konsentrasi analitik kromium. Ion kromat adalah spesies predominan dalam larutan alkali, namun dikromat dapat menjadi ion predominan dalam larutan asam.

Reaksi kondensasi lebih lanjut dapat terjadi pada larutan asam kuat dengan pembentukan trikromat, Templat:Chem, dan tetrakromat, Templat:Chem. Semua polioksianion kromium(VI) memiliki struktur yang terdiri dari unit tetrahedral CrO₄ unit yang saling berbagi sudut.

Ion hidrogen kromat adalah sebuah asam lemah.

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}\mathrm{p}{K}_a\cong 5,9$

Ion hidrogen kromat HCrO₄⁻, juga berada dalam kesetimbangan dengan ion dikromat.

$2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Kesetimbangan ini tidak melibatkan perubahan konsentrasi ion hidrogen, jadi harus tidak bergantung pada pH. Garis merah pada diagram predominan tidak cukup horizontal karena kesetimbangan simultan dengan ion kromat. Ion hidrogenkromat dapat terprotonasi, dengan pembentukan molekul asam kromat, H₂CrO₄,tetapi pK_a untuk keseimbangan

$\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$

tidak tertandai dengan baik. Nilai yang dilaporkan bervariasi antara sekitar −0,8 hingga 1,6.

Ion dikromat adalah basa yang agak lebih lemah daripada ion kromat.

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{-}\stackrel{-\rightharpoonup }{\leftharpoondown -}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}\mathrm{p}K=1,8$

Nilai pK untuk reaksi ini menunjukkan bahwa ia dapat diabaikan pada pH > 4.

Sifat oksidasi–reduksi

Ion kromat dan dikromat merupakan oksidator yang cukup kuat. Umumnya tiga elektron ditambahkan ke atom kromium, mereduksinya ke tingkat oksidasi +3. Dalam larutan asam dihasilkan ion Cr³⁺ terakuasi.

$\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7{\phantom{A}}^{2-}+14\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}+6\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶2\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}^{3+}+7\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{ϵ}_0=1,33\mathrm{V}$

Dalam larutan alkali dihasilkan kromium(III) hidroksida. Potensial redoks menunjukkan bahwa kromat adalah oksidator yang lebih lemah dalam larutan alkali daripada dalam larutan asam.

$\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{2-}+4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+3\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶\mathrm{C}\mathrm{r}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3+5\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}{ϵ}_0=-0,13\mathrm{V}$

Aplikasi

Bus sekolah dicat kuning krom

Kira-kira 136.000 ton (150.000 metrik ton) kromium heksavalen, terutama natrium dikromat, diproduksi pada tahun 1985. Kromat dan dikromat digunakan dalam pelapisan krom untuk melindungi logam dari korosi dan memperbaiki adesi cat. Kromat dan garam dikromat dari logam berat, lantanida dan logam alkali tanah hanya sedikit larut dalam air dan oleh karenanya digunakan sebagai pigmen. Timbal yang mengandung pigmen Kuning Krom digunakan untuk waktu yang sangat lama sebelum peraturan lingkungan memberhentikan penggunaannya. Bila digunakan sebagai oksidator atau titran dalam reaksi kimia redoks, kromat dan dikromat diubah menjadi kromium trivalen, Cr³⁺, garam yang biasanya memiliki warna biru-hijau khas yang mudah dibedakan.

Keterjadian alami dan produksi

Spesimen crocoite dari Red Lead Mine, Tasmania, Australia

Bijih utama kromium adalah campuran oksida metal kromit, FeCr₂O₄, yang ditemukan sebagai kristal atau granul hitam metalik yang rapuh. Mineral langka crocoite, PbCrO₄, terjadi sebagai kristal merah panjang yang spektakuler. Mineral langka kalium kromat dan senyawa terkaitnya ditemukan di gurun Atacama.

Bijih kromit dipanaskan dengan campuran kalsium karbonat dan natrium karbonat dengan adanya udara. Kromium teroksidasi ke bentuk heksavalennya, sementara besi membentuk besi(III) oksida, Fe₂O₃.

$4\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+8\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+7\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶8\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+8\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Pelindian selanjutnya pada suhu yang lebih tinggi melarutkan kromat dan meninggalkan oksida besi yang tidak larut. Biasanya larutan kromat diproses lebih lanjut untuk membuat logam kromium, namun garam kromat dapat diperoleh langsung dari minuman liquor.

Keselamatan

Semua senyawa kromium heksavalen beracun karena daya oksidasinya. Mereka mungkin karsinogenik, terutama ketika tersebar melalui udara. Penggunaan senyawa kromat dalam barang produksi dilarang di UNI eropa (dan oleh pasar di seluruh dunia) melalui EU Parliament directive pada Restriction of Hazardous Substances (RoHS) Directive (2002/95/EC).

Lihat juga

• Lapisan konversi kromat

Pranala luar

• National Pollutant Inventory - Chromium(VI) and compounds fact sheet
• Demonstration of chromate-dichromate equilibrium