Dicromatul de amoniu
Meera Senthilingam
În această săptămână, Brian Clegg rememorează un compus simplu, dar exploziv.
Brian Clegg
Dintre toți compușii chimici pe care îi puteai găsi într-un set de chimie în vremurile de odinioară, înainte ca totul să fie protejat din punct de vedere al sănătății și siguranței, poate cel mai satisfăcător prin simplitatea sa era dicromatul de amoniu. Acest compus anorganic relativ complex combină doi ioni de amoniu cu Cr2O7 dublu negativ pentru a forma un cristal portocaliu destul de atrăgător care arată la fel de inofensiv ca și sulfatul de cupru. Dar aprindeți-i lumina – lucru surprinzător de ușor de făcut pentru o substanță în formă cristalină – și acesta aruncă cantități mari de pulbere de oxid de crom de culoare verde închis, în formă de pană, cu o mulțime de scântei portocalii strălucitoare și cu o forță suficient de impresionantă pentru a-i conferi porecla de „foc vesuvian”. Uitați modelele de vulcani alimentați cu bicarbonat de sodiu și oțet, un vulcan de bicromat de amoniu este o adevărată afacere.
Sursa: ©
Pentru a fi corect față de poliția seturilor de chimie, bicromatul de amoniu este iritant, este otrăvitor, este aproape sigur cancerigen și este susceptibil de a exploda dacă este încălzit într-un recipient sigilat. Structura cristalină este instabilă din punct de vedere termodinamic, astfel încât, în condițiile declanșării unei flăcări sau a unei călduri suficiente, va începe o reacție exotermă care va produce o expansiune mare a volumului pe măsură ce cea mai mare parte, dar nu tot bicromatul se transformă în oxid. În acest proces, se degajă azot, iar reacția este uneori folosită în laboratoare pentru a produce azot mai pur decât cel care poate fi extras cu ușurință din aer.
Compusul își începe viața sub formă de cromit mineral natural, FeCr2O4, care este prăjit într-un cuptor cu hidroxid de sodiu și oxid de calciu pentru a produce cromat de sodiu. Scopul principal al acestuia este apoi de a produce sulfat de crom de bază, un element esențial pentru industria de tăbăcire a pieilor, dar o parte este prelucrată prin intermediul dicromatului de sodiu pentru a produce sarea de amoniu.
Industrial, dicromatul de amoniu este un pic „compusul de ieri”. La începuturile fotografiei, acesta era unul dintre un lot de consumabile chimice – de obicei periculoase – care erau folosite pentru a capta o imagine. Cea mai directă utilizare a fost în fotografia cu bicromat de gumă (bicromatul este doar un termen alternativ, mai vechi, pentru dicromat).
Dicromatul de amoniu va fi întotdeauna un pic de spectacol, un compus care va oferi întotdeauna senzații tari și emoții
Procesul datează din anii 1850 și realizează printuri care pot fi full color sau monocrome. Abordarea adoptată constă în acoperirea hârtiei cu un amestec de pigment – de obicei o vopsea de acuarelă – și gumă arabică, care este seva arborelui de salcâm, deși unii utilizatori moderni înlocuiesc guma cu clei PVA. Stratul este apoi tratat cu bicromat de amoniu (și, uneori, de potasiu), care îl face sensibil la lumină, oxidând guma pentru a menține pigmentul în locul în care îl atinge lumina. După expunerea la o imagine (prin intermediul unui filtru de culoare, în cazul în care este necesar un rezultat în culori), se spală în apă, ceea ce îndepărtează pigmentul care nu a fost expus la lumină. Pentru a adăuga culori suplimentare, procesul se repetă în straturi cu diferiți pigmenți, producând o imagine izbitoare, mai asemănătoare cu o pictură decât o fotografie tradițională.
Bichromatul de gumă este folosit astăzi doar de către entuziaștii specializați, la fel ca și o altă utilizare fotografică a bicromatului de amoniu, imprimarea soarelui cu cianotipul. Aici, compusul este amestecat cu oxalat de fier de amoniu și ferocianură de potasiu și se înmoaie în hârtie. Odată ce hârtia se usucă, aceasta este fotosensibilă, devenind albastră la expunerea la lumina soarelui. Imaginile sunt realizate, de obicei, prin ecranarea parțială a hârtiei cu obiecte pentru a forma umbre negative.
Deși este puțin probabil să fie folosit prea mult în prezent, industria pirotehnică a încorporat dicromatul de amoniu în unele dintre artificiile sale, atât ca atare în primele artificii de interior (înainte de a fi considerat prea periculos), cât și într-un amestec pentru a acționa ca oxidant și propulsor de expansiune.
Sursa: ©
Pot fi observată aceeași retragere treptată din utilizare într-o altă aplicație a bicromatului de amoniu. Dicromații s-au dovedit a fi mordanți eficienți în vopsire. Inițial, un mordant era o încuietoare sau catarama unei centuri – ceva care ținea strâns -, iar termenul a fost transferat în industria vopsitoriei, unde se dorea o modalitate de a face coloranții să țină strâns pe materialele care îi respingeau în mod natural. Mordantul acționează ca un fel de intermediar, formând un complex cu colorantul care se va lega de o fibră a țesăturii. Deoarece există alți mordanți la fel de eficienți, dar mai puțin periculoși, dicromatul de amoniu este acum rar folosit.
O ultimă aplicație care a dispărut mult mai brusc decât mordantul a fost aceea de a ajuta la producția de ecrane pentru televizoare și computere. De fapt, bicromatul a fost folosit într-un proces similar cu cel al fotografiei cu bicromat de gumă pentru a atașa grupuri de material fosforescent pe ecran sub formă de pixeli. Suprafața a fost acoperită cu amestecul, apoi expusă la lumină cu o mască de umbră care a creat modelul de puncte pe ecran înainte de a spăla materialul intermediar. Dar introducerea ecranelor LCD, cu plasmă și LED a distrus practic piața pe care bicromatul de amoniu a avut ultima sa aplicație hi-tech, lăsând ecranele pe bază de fosfor o raritate pentru utilizatorii specializați.
Trebuie să acceptăm că, în ciuda frumuseții aparent inocente a acelor cristale portocalii strălucitoare, bicromatul de amoniu este prea nesigur pentru a fi o jucărie. Dar, în condiții controlate, acea reacție de vulcan care țâșnește poate produce încă un zâmbet larg pe fața celui mai cinic dintre chimiști. Dicromatul de amoniu va fi întotdeauna un pic de spectacol, un compus care va oferi întotdeauna senzații tari și senzații tari.
Meera Senthilingam
Scriitorul de știință Brian Clegg, cu chimia vulcanică a dicromatului de amoniu. Săptămâna viitoare, lucrurile devin metabolice.
Nate Adams
Grupul de proteine ale citocromului p450s sunt probabil cele mai importante mașini moleculare din celulele noastre. Ele sunt enzimele care pornesc procesul de descompunere, sau de metabolizare a moleculelor de obicei toxice sau periculoase pe care corpul nostru nu le dorește sau nu mai are nevoie.
Meera Senthilingam
Și descoperiți chimia din spatele acestui lucru alăturându-vă lui Nate Adams în emisiunea Chimia în elementul ei de săptămâna viitoare. Până atunci, vă mulțumesc că m-ați ascultat, sunt Meera Senthilingam.
.