Ammoniumdichromat

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Strukturformel
\mathrm{ \ \Biggl[} Ammoniumion \mathrm{ \ \!\ \Biggr]_2}   Dichromation
Allgemeines
Name Ammoniumdichromat
Andere Namen
  • Ammoniumbichromat
  • Doppeltchromsaures Ammonium
Summenformel (NH4)2Cr2O7
CAS-Nummer 7789-09-5
PubChem 24600
Kurzbeschreibung

orangefarbene, geruchlose Kristalle[1]

Eigenschaften
Molare Masse 252,07 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,15 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

180 °C (Explosionsartige Zersetzung)[1]

Löslichkeit

gut in Wasser (360 g·l−1 bei 20 °C)[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
03 – Brandfördernd 06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend 05 – Ätzend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 272​‐​350​‐​340​‐​360FD​‐​330​‐​301Vorlage:H-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​372​‐​312​‐​314​‐​334​‐​317​‐​410
P: 201​‐​220​‐​260​‐​273​‐​280​‐​284Vorlage:P-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [2]
Explosionsgefährlich Sehr giftig Umweltgefährlich
Explosions-
gefährlich
Sehr giftig Umwelt-
gefährlich
(E) (T+) (N)
R- und S-Sätze R: 45​‐​46​‐​60​‐​61​‐​2​‐​8Vorlage:R-Sätze/Wartung/mehr als 5 Sätze​‐​21​‐​25​‐​26​‐​34​‐​42/43​‐​48/23​‐​50/53
S: 53​‐​45​‐​60​‐​61
Einstufung nach REACH

besonders besorgnis­erregend[5], zulassungs­pflichtig: krebs­erzeugend, erbgut­verändernd, fortpflanzungs­gefährdend (CMR)[6]

Toxikologische Daten

53,75 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[1]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Ammoniumdichromat ist ein Ammoniumsalz der Dichromsäure. Es besitzt die Formel (NH4)2Cr2O7.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Ammoniumdichromat

Ammoniumdichromat ist ein orangefarbenes Pulver, das gut in Wasser löslich ist.

Auf Grund seiner Zusammensetzung aus einem leicht oxidierbarem Kation (Ammoniumion) und einem starken Oxidationsmittel (Dichromat) kann es sich exotherm zersetzen.

Das bekannteste Experiment zur Zersetzung von kristallinem Ammoniumdichromat ist der Vulkanversuch. Dabei wird ein größerer Kristall oder ein kleines Häufchen oben entzündet.[7] Nach dem Entzünden schreitet die Reaktion unter lebhaftem Glühen, Rauschen (Stickstoffentwicklung) und der Bildung von lockerem graugrünen Dichromtrioxid fort. Das gebildete Dichromtrioxid quillt wie Vulkanasche aus der Reaktionsstelle hervor und bildet so einen Kegel. Die entsprechende Reaktionsgleichung für diese Reaktion lautet:

\mathrm{(NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow \ Cr_2O_3 + 4 \ H_2O + \ N_2 + 1298kJ/kg }

Der Vulkanversuch ist an deutschen Schulen aufgrund der Bildung von Chrom(III)-chromat untersagt.[8]

Insgesamt ist Ammoniumdichromat ein starkes Oxidationsmittel, das mit starken Reduktionsmitteln wie zum Beispiel fein verteilten Metallpulvern, Schwefel, oder Phosphor sehr heftig (explosiv) reagiert (R8).

Wegen seiner ionischen Natur und den in Wasser ausgebildeten Dissoziationsgleichgewichten wirkt das Ammoniumdichromat ätzend (R34).

Explosive Eigenschaften[Bearbeiten]

Ammoniumdichromat zersetzt sich ab 100 °C exotherm; die Reaktion verläuft ab 240 °C explosiv. Bei einer Initialzündung mittels Pikrinsäure detoniert es auch unter Verdämmung nur unvollständig.[9]

Die Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung ist äußerst gering. So reagiert Ammoniumdichromat beim Zerreiben im nichtglasierten Mörser gar nicht; die Empfindlichkeit gegenüber Schlag entspricht in etwa der von Ammoniumperchlorat (15 cm unter einem 10 kg-Fallhammer; das nicht als explosionsgefährlich eingestufte Ammoniumnitrat detoniert unter dem 10 kg-Fallhammer aus einer Höhe von 20 cm). Die Detonation pflanzt sich auch unter optimalen Bedingungen nur auf sehr kurze Strecken fort.[10][11]

Ammoniumdichromat ist kein Sprengstoff, findet jedoch vereinzelt in pyrotechnischen Sätzen sowie als Katalysator in Treibmitteln auf Ammoniumnitrat-Basis Verwendung.[12]

Toxikologie und Ökotoxikologie[Bearbeiten]

Ammoniumdichromat ist toxikologisch von der EU-Kommission eingestuft als:

Krebserzeugend Kategorie: 2 (R45: Kann Krebs erzeugen.)[13]

Mutagen Kategorie: 2 (R46: Kann vererbbare Schäden verursachen.)[13]

Reproduktionstoxisch Kategorie: 2 (R60-61: Kann die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen und kann das Kind im Mutterleib schädigen.)

Weiterhin ist es als sehr giftig beim Einatmen (R26) und giftig beim Verschlucken (R25) eingestuft. Der Kontakt mit der Haut wird als gesundheitsschädigend (R21) bewertet. Eine weitere Gefahr von Ammoniumdichromat stellt die Möglichkeit einer Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt (R42/43) dar.

Ökotoxikologisch gilt es als sehr giftig für Wasserorganismen und kann eine längerfristige schädigende Wirkung auf Gewässer haben (R50/53). In der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe (VwVwS Stand Juli 2005) ist Ammoniumdichromat mit der Kenn-Nummer 290 in die höchste Wassergefährdungsklasse 3 eingestuft. Auf Grund des in der Literatur angegebenen Biokonzentrationsfaktors von 200–2000 ist eine Anreicherung in Organismen möglich.

Verwendung[Bearbeiten]

Ammoniumdichromat gerbt unter Lichteinwirkung Gelatine oder andere Kolloide, wodurch diese lichtempfindlich und nach Belichtung und Entwicklung selbst zur Farbschicht oder aber zum Farbträger oder Hologramm[15] werden.

Besondere gesetzliche Regulierungen[Bearbeiten]

Ammoniumdichromat unterliegt der Chemikalienverbotsverordnung, dem Wasserhaushaltsgesetz und dem Sprengstoffgesetz. In industriellen Mengen unterliegt es außerdem der Störfallverordnung.

Weiterhin bestehen Beschäftigungsbeschränkungen für Jugendliche (Jugendarbeitsschutzgesetz), sowie für werdende und stillende Mütter (Mutterschutzrichtlinie).

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e Datenblatt Ammoniumdichromat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  2. a b Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7789-09-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich).
  3. Eintrag zu CAS-Nr. 7789-09-5 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 9. März 2011 (JavaScript erforderlich).
  4. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. Eintrag zu CAS-Nr. 7789-09-5 in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
  6. Eintrag zu CAS-Nr. 7789-09-5 im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
  7.  M. Binnewies et alii: Allgemeine und Anorganische Chemie. 2. Auflage. Spektrum, 2010, ISBN 3827425336, S. 676.
  8. Unterricht in Schulen mit gefährlichen Stoffen (Online-Fassung; PDF; 10,0 MB), S. 21, Fußnote 2, abgerufen am 25. April 2011. Jedoch entstehen laut Gmelin nur Chrom(III)-oxid, Stickstoff und Wasserdampf. Auch nach jüngeren wissenschaftlichen Untersuchungen (D. DeWaal et al., Journal of Solid State Chemistry 80, 170 (1989)) konnte keine Bildung des befürchteten (als CMR-Stoff im Chemikalienrecht Verwendungsbeschränkungen unterliegenden) Chrom(III)-Chromats nachgewiesen werden.
  9. Tadeusz Urbanski: Chemistry and Technology of Explosives. Vol. II, Pergamon Press, 1965, S. 490.
  10. H. Kast; In: Z. ges. Schieß- Sprengstoffwesen. 22 [1927] 6/9: „Unter der Wrkg. der Detonation von 30g gepreßter Pikrinsäure auf das in ein 4 cm weites, 4 mm starkes und 18 cm langes Rohr (vermutlich Zn-Rohr) gestopfte Salz tritt nur entlang einer kurzen Strecke Zerfall der Verb. ein.“
  11. Leopold Gmelin: Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie. 8. Auflage. Syst.Nr. 52, S. 714.
  12. Josef Köhler: Explosivstoffe. Wiley-VCH, 2008, S. 17.
  13. a b Diese Bewertung bleibt auch bei Verdünnung bis zu 0,1 % bestehen!
  14. K.Kurokawa et al., Applied Optics 37, 3038 (1998)
  15. KUBOTA HOLOGRAPHY LAB: Beispiele von DCG-Hologrammen, abgerufen am 3. Juni 2013.