Chromsäure

Strukturformel
Struktur von Chromsäure
Allgemeines
Name	Chromsäure
Andere Namen	Dihydrogenchromat (IUPAC)
Summenformel	H2CrO4
Kurzbeschreibung	dunkelrote bis gelbe geruchlose wässrige Lösung<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 231-801-5 ECHA-InfoCard 100.028.910 PubChem 24425 ChemSpider 22834 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	116,95 g·mol−1
Aggregatzustand	nur als Lösung in Wasser beständig
Dichte	1,5 g·cm−3 (50 % CrO3)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>
Siedepunkt	thermische Zersetzung<ref name="GESTIS" />
Löslichkeit	CrO3 gut löslich in Wasser: 1854 g·l−1 (bei 20 °C) <ref name="GESTIS" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),<ref name="CLP_100.240.768">Nicht explizit in Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP) gelistet, fällt aber mit der angegebenen Kennzeichnung unter den Gruppeneintrag Vorlage:Linktext-Check in der Datenbank ECHA CHEM der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA)Vorlage:Abrufdatum Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.</ref> ggf. erweitert<ref name="GESTIS" /> Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 271​‐​301​‐​310+330​‐​314​‐​317​‐​334​‐​335​‐​340​‐​350​‐​361f​‐​372​‐​410 P: 283​‐​301+310​‐​303+361+353​‐​305+351+338​‐​320​‐​361+364​‐​405​‐​501<ref>Sicherheitsdatenblatt Chromsäure auf emsdiasum.com, abgerufen am 18. Januar 2024.</ref>
Zulassungs­verfahren unter REACH	besonders besorgnis­erregend: krebs­erzeugend (CMR)<ref name="SVHC_100.028.910">Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen ChemikalienagenturVorlage:Abrufdatum</ref>; zulassungs­pflichtig<ref name="Zulassungspflicht_100.028.910">Eintrag im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe der Europäischen ChemikalienagenturVorlage:Abrufdatum</ref>
MAK	Deutschland: aufgehoben, da karzinogen<ref name="GESTIS" /> Schweiz: 5 μg·m−3 (berechnet als Chrom)<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 7738-94-5 bzw. Chromsäure)Vorlage:Abrufdatum</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Chromsäure mit der Struktur H₂CrO₄ existiert nur in verdünnten wässrigen Lösungen. Reine, wasserfreie Chromsäure ist unbekannt. Sie ist eine starke zweiprotonige Säure und bildet als Salze die Chromate. Hydrogenchromate sind hingegen instabil und nur in wässriger Lösung bekannt.

Wird Chromsäure als Feststoff angeboten, handelt es sich stets um das Anhydrid der Chromsäure, das Chromtrioxid. Ebenso wie das Anhydrid ist die Chromsäure ätzend und giftig.

Geschichte

Chromsäure war Bestandteil des Chromsäure-Elements, eines Batterie-Typs, der 1842 von Johann Christian Poggendorf entwickelt wurde.<ref>D. D. Sarma, A. K. Shukla: Building Better Batteries: A Travel Back in Time. In: ACS Energy Letters. Band 3, Nr. 11, 9. November 2018, S. 2841–2845, doi:10.1021/acsenergylett.8b01966. </ref><ref>S Erik Offerman: Critical Materials: Underlying Causes and Sustainable Mitigation Strategies (= World Scientific Series in Current Energy Issues. Band 05). WORLD SCIENTIFIC, 2019, ISBN 978-981-3271-04-3, doi:10.1142/9789813271050_0004. </ref>

Wässrige Lösung

Chromsäure ist eine starke Säure (pK_s-Wert: −0,61) und liegt im Gleichgewicht nur zu einem sehr geringen Teil als H₂CrO₄ vor. HCrO₄⁻ ist hingegen eine schwache Säure (pK_s-Wert: 6,45).<ref name="Holleman">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1568.</ref> Daher liegt Chromsäure in verdünnter wässriger Lösung überwiegend als Hydrogenchromat HCrO₄⁻ vor.

Werden die wässrigen Lösungen mit einer Base versetzt, liegen bei einem pH-Wert > 7 überwiegend CrO₄²⁻-Ionen vor.

Bei pH-Werten zwischen 2 und 6 liegen HCrO₄⁻ vor und es bilden sich in einer Gleichgewichtsreaktion Dichromate (Cr₂O₇²⁻). Bei dieser Reaktion kommt es zu einem Farbumschlag von gelb nach orange. Ist der pH-Wert der Lösung < 1, bilden sich unter weiterer Farbvertiefung Polychromate der allgemeinen Formel
Cr_nO_3n+1²⁻.

Darstellung

Verdünnte Chromsäure lässt sich durch Hydrolyse von Chrom(VI)-oxiddichlorid (Chromylchlorid) gewinnen. Als Nebenprodukte entstehen dabei Salzsäure und Chlor.

Verwendung

Chromsäure wird in der Chemie als Oxidationsmittel eingesetzt. Mit ihr lassen sich primäre Alkohole zu Aldehyden bzw. zu Carbonsäuren, sekundäre Alkohole zu Ketonen oxidieren.

In der Galvanotechnik wird Chromsäure zur Passivierung galvanisch erzeugter Schichten – vorwiegend bei Cadmium – und zur Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen per anodischer Oxidation verwendet. Sie ist außerdem Hauptbestandteil der galvanischen Chromelektrolyte, die zum Verchromen verwendet werden. Die Chromsäurehärtung wurde 1840 von Adolph Hannover in die mikroskopische Technik eingeführt.<ref>Paul Diepgen, Heinz Goerke: Aschoff/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin. 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 35.</ref> Des Weiteren werden Chromsäure bzw. Chromtrioxid zur Herstellung von Kaliumdichromat, Ammoniumdichromat und Chromdioxid verwendet.

Chromsäure wird zum Beizen von Kupfer, Bronze, Messing, Tombak und Rotguss verwendet, das auch als Gelbbrennen bezeichnet wird.

Chromsäurelösungen werden ferner häufig für die rasche Feststellung verwendet, ob im Metall bzw. einer Legierung Silber vorliegt. Der Gegenstand der Probe wird hierbei vor der Prüfung aus Gründen anzunehmender Versilberung z. B. angefeilt und dieser Stelle mit der Säure aufgetupft. Die Säure ergibt mit Silber einen Silberchromat-Niederschlag in blutroten Farbtönen. Bei unedlen Metallen bildet sich kein Silberchromat. Je dunkler der blutrote Farbniederschlag ausfällt, desto höher ist der Silberfeingehalt.

Chromsäure ist nicht zu verwechseln mit der Chromschwefelsäure.

Toxikologie

Chromsäure wurde am 15. Dezember 2010 in der Liste der besonders besorgniserregenden Stoffe aufgenommen.<ref name="SVHC_100.028.910" /> Sie ist äußerst giftig (die letale Dosis entspricht beim erwachsenen Menschen 1 bis 2 g)<ref>S. Moeschlin: Klinik und Therapie der Vergiftungen. 7. Auflage, Thieme-Verlag, Stuttgart 1986, ISBN 978-3-13-378407-8. </ref> und auch seit langem als krebserregend bekannt. Bei Hautkontakt erzeugen sie Irritationen an Augen, Haut und Schleimhäuten. Chronischer Kontakt mit Chromsäure kann bei unterlassener Behandlung zu bleibenden Schäden führen.

Chromsäure kann zu einem toxischen Lungenödem und trotz späterer Behandlung zum Tod führen. Nach einer vorübergehenden Freiheit von Beschwerden (bis zu 48 Stunden) kann das Vollbild mit Hämoptoe, Zyanose, Aspiration oder Herzstillstand auftreten.<ref>Max Daunderer: Lehrbuch Klinische Toxikologie. 42. Ergänzung, Mai 1989.</ref>

Seit 1958 empfiehlt die WHO (World Health Organization) für Chrom(VI)-Verbindungen eine maximal zulässige Konzentration von 0,05 mg/Liter im Trinkwasser.

Literatur

• Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 102. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1, S. 1567–1569.

Weblinks

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Einzelnachweise

<references />