Для превращения хромата калия (K₂CrO₄) в дихромат калия (K₂Cr₂O₇) используется кислотная среда. Процесс заключается в проведении реакции ионного обмена в присутствии кислоты.
Хромат и дихромат находятся в равновесии в водных растворах и это равновесие может быть смещено в ту или иную сторону в зависимости от pH раствора:
[ 2 \text{CrO}_4^{2-} + 2 \text{H}^+ \leftrightarrow \text{Cr}_2\text{O}_7^{2-} + \text{H}_2\text{O} ]
Для того чтобы сместить равновесие в сторону образования дихромата (Cr₂O₇²⁻), необходимо добавить кислоту. Ниже приведен пошаговый процесс, как можно это сделать:
Приготовление раствора K₂CrO₄:
Растворите K₂CrO₄ в дистиллированной воде. Раствор будет иметь ярко-желтый цвет благодаря присутствию ионов CrO₄²⁻.
Добавление кислоты:
Постепенно добавляйте сильную кислоту, такую как серная кислота (H₂SO₄) или соляная кислота (HCl), к раствору K₂CrO₄. Можно использовать пипетку или бюретку для точного дозирования кислоты.
Наблюдение за изменениями:
По мере добавления кислоты, цвет раствора будет изменяться с ярко-желтого на оранжевый, что указывает на образование ионов Cr₂O₇²⁻.
Контроль pH:
Следите за pH раствора с помощью pH-метра или индикаторной бумаги. Для максимального образования дихромата pH раствора должен быть кислым (ниже 7). Оптимальный pH для образования K₂Cr₂O₇ составляет около 4.
Завершение процесса:
Когда раствор станет оранжевым и pH достигнет нужного значения, реакция завершена. Теперь в растворе преимущественно присутствуют ионы Cr₂O₇²⁻.
Выделение K₂Cr₂O₇:
Для выделения дихромата калия из раствора можно выпарить воду для кристаллизации K₂Cr₂O₇. Полученные кристаллы дихромата калия имеют характерный оранжевый цвет.
Пример химической реакции:
[ 2 K_2CrO_4 + H_2SO_4 \rightarrow K_2Cr_2O_7 + K_2SO_4 + H_2O ]
Таким образом, путем добавления кислоты к раствору хромата калия можно получить дихромат калия. Этот процесс является примером кислотно-основного равновесия, регулируемого изменением pH среды.