اقرأ في هذا المقال
- ثنائي كرومات الأمونيوم
- تحلل ثنائي كرومات الأمونيوم
- مخاطر ثنائي كرومات الأمونيوم
- استخدامات ثنائي كرومات الأمونيوم
ثنائي كرومات الأمونيوم
في الكيمياء إن مركب ثنائي كرومات الأمونيوم هو أحد المركبات الكيميائية، وهو عبارة عن مادة صلبة بلورية ذو اللون الأحمر البرتقالي الزاهي، يتميز هذا المركب أنه يشتعل بسهولة ويحترق، مما يؤدي إلى إنتاج مخلفات خضراء كبيرة، وإذا تم تسخينه في حاوية مغلقة، فقد تتمزق الحاوية بسبب تحلل المادة، كما أنه قد يعمل أيضًا كعامل مؤكسد قوي إذا تم خلطه أو تلوثه بمواد قابلة للاحتراق، وهو قابل للذوبان في الماء.
تحلل ثنائي كرومات الأمونيوم
يتحلل مركب ثنائي كرومات الأمونيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية (NH4)2Cr2O7، عند تسخينه من أجل إنتاج أكسيد الكروم (III) [Cr2O3]، وغاز النيتروجين، وبخار الماء كما في المعادلة الكيميائية التالية:
Cr2O7(NH4)2 (s) → Cr2O3 (s) + N2 (g) + 4H2O (g)
بينما يتحلل مركب ثنائي كرومات الأمونيوم فإنه يعطي شرارات برتقالية ويلقي بلورات أكسيد الكروم (III) الخضراء في الهواء، مما ينتج عنه تأثير يشبه الانفجار البركاني المصغر، إن بلورات أكسيد الكروم (III) التي يتم إنتاجها تكون “أكثر رقة” من بلورات ثنائي كرومات الأمونيوم الأصلية، وعلى الرغم من أن الكثير من كتلة المواد الأولية تتسرب كبخار فإن المنتج يبدو وكأنه كمية أكبر من المواد.
لقد تمت دراسة التحلل الحراري البطيء لبلورات ثنائي كرومات الأمونيوم عن طريق عملية التحليل الحراري التفاضلي والتحليل الحراري الوزني، ومن الواضح أن أربعة ردود فعل متتالية تحدث، حيث يتم تحديد طبيعة المركبات الوسيطة من خلال حيود الأشعة السينية، ووضع العلامات بواسطة أدوات التتبع الإشعاعية وقياسات الحساسية المغناطيسية، كما ويتم تحليل الغازات السائلة عن طريق كروماتوغرافيا الغاز وتقنيات قياس الضغط وقياس الجهد.
ينتج عن تحليل البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطرق المختلفة تسلسل التفاعل التالي: ثنائي كرومات الأمونيوم، مركب غير متكافئ من Cr (V)، ثاني أكسيد الكروم، ثلاثي أكسيد ثنائي الكروم.
مخاطر ثنائي كرومات الأمونيوم
تعمل أملاح الكروم على تهيج الجلد والجهاز التنفسي، كما وأنها مسببة للسرطان، كما يحتوي ثنائي كرومات الأمونيوم على الكروم في شكل سداسي التكافؤ +Cr6 والذي ظهر في فيلم Erin Brockovich، إن أفضل طريقة للقيام بهذا العرض هي على قطعة كبيرة من رقائق الألومنيوم والتي يمكن استخدامها بعد ذلك لتغليف أملاح الكروم المنتجة.
إن من بين جميع المركبات الكيميائية التي يمكن أن تجدها في مجموعة كيميائية في الأيام الخوالي قبل أن يكون كل شيء صحيًا وسلامًا ربما كان الأكثر إرضاءً في بساطته هو ثنائي كرومات الأمونيوم، حيث يجمع هذا المركب غير العضوي المعقد نسبيًا بين أيوني أمونيوم مع Cr2O7 السالب المضاعف لتشكيل بلورة برتقالية جذابة إلى حد ما تبدو غير ضارة مثل كبريتات النحاس.
لكن ضع الضوء عليها من السهل بشكل مدهش القيام به لمادة في شكل بلوري، وتطلق كميات كبيرة من مسحوق أكسيد الكروم الأخضر الداكن الريشي مع مجموعة من الشرر البرتقالي اللامع وقوة مذهلة كافية لمنحها لقب النار فيزوف، أننا ننسى البراكين النموذجية التي تعمل ببيكربونات الصوديوم والخل، فإن بركان ثنائي كرومات الأمونيوم هو الصفقة الحقيقية.
ولكي نكون منصفين فإن ثنائي كرومات الأمونيوم عبارة عن مادة مهيجة وسامة كما أنه من شبه المؤكد أنها مسببة للسرطان، ومن الممكن أن تنفجر إذا تم تسخينها في حاوية مغلقة، علما أن التركيب البلوري غير مستقر ديناميكيًا حراريًا، لذلك نظرًا لحدوث اللهب أو الحرارة الكافية، فإنه سيبدأ تفاعلًا طاردًا للحرارة ينتج عنه تمدد كبير في الحجم ولكن ليس كل ثنائي كرومات يتحول إلى أكسيد، وفي هذه العملية يتم إطلاق النيتروجين ويستخدم التفاعل أحيانًا في المختبرات لإنتاج نيتروجين أنقى مما يمكن استخراجه بسهولة من الهواء.
استخدامات ثنائي كرومات الأمونيوم
يبدأ المركب الحياة باعتباره معدن الكروميت الطبيعي (FeCr2O4) والذي يتم تحميصه في فرن بهيدروكسيد الصوديوم وأكسيد الكالسيوم لإنتاج كرومات الصوديوم، إن الهدف الرئيسي من ذلك هو إنتاج كبريتات الكروم الأساسية، وهي عبارة عن عنصر أساسي في صناعة دباغة الجلود، ولكن قد تتم معالجة بعضها عن طريق ثنائي كرومات الصوديوم من أجل إنتاج ملح الأمونيوم.
من الناحية الصناعية يعتبر ثنائي كرومات الأمونيوم نوعًا من “مركب الأمس”، وفي الأيام الأولى للتصوير الفوتوغرافي كانت واحدة من مجموعة من الإمدادات الكيميائية، وعادة ما تكون خطرة التي تم استخدامها لالتقاط صورة، وكان الاستخدام المباشر أكثر في التصوير الفوتوغرافي ثنائي كرومات اللثة (يعتبر ثنائي كرومات مجرد مصطلح بديل أقدم للثاني كرومات).
في الواقع تعود هذه العملية إلى خمسينيات القرن التاسع عشر وتقوم بعمل مطبوعات يمكن أن تكون كاملة الألوان أو أحادية اللون، إن النهج المتبع هو طلاء الورق بمزيج من الصباغ وعادة ما يكون طلاء بالألوان المائية والصمغ العربي وهو نسغ شجرة الأكاسيا، وعلى الرغم من أن بعض المستخدمين المعاصرين يستبدلون غراء PVA للصمغ.
ثم يتم معالجة الطبقة بثنائي كرومات الأمونيوم (وأحيانًا البوتاسيوم) مما يجعلها حساسة للضوء مما يؤدي إلى أكسدة اللثة من أجل تثبيت الصبغة في مكانها حيث يضربها الضوء، وبعد التعرض للصورة (من خلال مرشح اللون إذا كانت النتيجة بالألوان الكاملة مطلوبة) يتم غسلها بالماء، مما يزيل الصبغة التي لم تتعرض للضوء، ومن أجل إضافة ألوان إضافية تتكرر العملية في طبقات ذات أصباغ مختلفة مما ينتج عنه صورة مذهلة تشبه الرسم أكثر من الصورة الفوتوغرافية التقليدية.
يستخدم ثنائي كرومات الصمغ اليوم فقط من قبل المتحمسين المتخصصين، كما هو الحال في التصوير الفوتوغرافي الآخر لثاني كرومات الأمونيوم، وطباعة الشمس على شكل السيان، وهنا يتم خلط المركب مع أكسالات حديد الأمونيوم وبوتاسيوم فيريسيانيد وينقع في الورق، وبمجرد أن يجف هذا الورق يصبح حساسًا للضوء ويتحول إلى اللون الأزرق عند التعرض لأشعة الشمس، عادة ما يتم عمل الصور عن طريق غربلة الورق جزئيًا بأشياء لتشكيل ظلال سلبية.
على الرغم من أنه من غير المحتمل أن يتم استخدامها كثيرًا الآن، فقد دمجت صناعة الألعاب النارية ثنائي كرومات الأمونيوم في بعض الألعاب النارية الخاصة بها، سواء من تلقاء نفسها في الألعاب النارية الداخلية المبكرة (قبل اعتبارها خطيرة للغاية) وفي مزيج لتعمل كمؤكسد ووقود دافع موسع.
يمكننا أن نرى نفس الانسحاب التدريجي من الاستخدام في تطبيقات أخرى لثاني كرومات الأمونيوم، وقد أثبتت الثنائيات أنها مواد فعالة في الصباغة، وكان العبث في الأصل عبارة عن مشبك أو إبزيم حزام – وهو شيء ثابت بسرعة – وتم نقل المصطلح إلى صناعة الصباغة، حيث أرادوا طريقة لجعل الأصباغ تلتصق بالمواد التي تصدها بشكل طبيعي، وتعمل المادة اللاذعة كنوع من الوسيط وتشكل مركبًا مع الصبغة التي سترتبط بألياف النسيج، ونظرًا لوجود مواد أخرى فعالة بنفس القدر ولكنها أقل خطورة، فإنه نادرًا ما يتم استخدام ثنائي كرومات الأمونيوم.
لقد كان التطبيق الأخير الذي اختفى فجأة أكثر من المعتاد هو المساعدة في إنتاج شاشات لأجهزة التلفاز وأجهزة الكمبيوتر، في الواقع لقد تم استخدام ثنائي كرومات في عملية مماثلة لتصوير اللثة ثنائي كرومات لإرفاق مجموعات من المواد الفسفورية على الشاشة على شكل وحدات بكسل.
لقد تم طلاء السطح بالمزيج ثم تعريضه للضوء بقناع ظل خلق نمط النقاط على الشاشة قبل غسل المادة الوسيطة، لكن إدخال شاشات LCD والبلازما وشاشات LED قد دمر عمليا السوق، حيث كان لثاني كرومات الأمونيوم آخر تطبيق عالي التقنية، مما جعل الشاشات القائمة على الفوسفور نادرة للمستخدمين المتخصصين.
