Ammoniumdichromat

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Strukturformel
Ammoniumion    Dichromation
Allgemeines
Name Ammoniumdichromat
Andere Namen
  • Ammoniumbichromat
  • Doppeltchromsaures Ammonium
Summenformel (NH4)2Cr2O7
Kurzbeschreibung

orangefarbener, geruchloser Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7789-09-5
EG-Nummer 232-143-1
ECHA-InfoCard 100.029.221
PubChem 24600
ChemSpider 23002
Wikidata Q422430
Eigenschaften
Molare Masse 252,07 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,15 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

170 °C[1]

Löslichkeit

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

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[3] ggf. erweitert[2]
03 – Brandfördernd 06 – Giftig oder sehr giftig 08 – Gesundheitsgefährdend
05 – Ätzend 09 – Umweltgefährlich

Gefahr

H- und P-Sätze H: 272​‐​301​‐​312​‐​314​‐​317​‐​334​‐​330​‐​340​‐​350​‐​360FD​‐​372​‐​410
P: 201​‐​210​‐​260​‐​280​‐​304+340+310​‐​305+351+338 [2]
Zulassungs­verfahren unter REACH

besonders besorgnis­erregend: krebs­erzeugend, erbgut­verändernd, fortpflanzungs­gefährdend (CMR)[4]; zulassungs­pflichtig[5]

MAK

Schweiz: 5 μg·m−3 (berechnet als Chrom)[6]

Toxikologische Daten

54 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[7]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Ammoniumdichromat ist ein Ammoniumsalz der Dichromsäure. Es besitzt die Formel (NH4)2Cr2O7.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ammoniumdichromat

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

Auf Grund seiner Zusammensetzung aus einem leicht oxidierbaren 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.[8] Nach dem Entzünden schreitet die Reaktion unter lebhaftem Glühen, Rauschen (Stickstoff­entwicklung) und der Bildung von lockerem graugrünem Dichromtrioxid fort. Das gebildete Dichromtrioxid quillt wie Vulkanasche aus der Reaktionsstelle hervor und bildet so einen Kegel. Die entsprechende Reaktionsgleichung für diese Reaktion lautet:

Der Vulkanversuch ist an deutschen Schulen aufgrund der Bildung von Chrom(III)-chromat untersagt.[9]

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

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

Explosive Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ammoniumdichromat zersetzt sich ab 100 °C exotherm; zwischen 130 und 180 °C tritt Selbstentzündung ein, die Reaktion verläuft auch in Abwesenheit von Sauerstoff ab 240 °C explosiv.[2] Bei einer Initialzündung mittels Pikrinsäure detoniert es auch unter Verdämmung nur unvollständig.[10]

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.[11][12]

Ammoniumdichromat ist kein Sprengstoff, findet jedoch vereinzelt in pyrotechnischen Sätzen sowie als Katalysator in Treibmitteln auf Ammoniumnitrat-Basis Verwendung.[13]

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Toxikologie und Ökotoxikologie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ammoniumdichromat ist toxikologisch von der EU-Kommission als Krebserzeugend Kategorie 1B (H350: Kann Krebs erzeugen), Mutagen Kategorie 1B (H340: Kann genetische Defekte verursachen) und Reproduktionstoxisch Kategorie 1B (H360FD: Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen. Kann das Kind im Mutterleib schädigen) eingestuft.

Weiterhin ist es als lebensgefährlich beim Einatmen (H330) und giftig beim Verschlucken (H301) eingestuft. Der Kontakt mit der Haut wird als gesundheitsschädigend (H312) bewertet. Eine weitere Gefahr von Ammoniumdichromat stellt die Möglichkeit einer Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt (H334/317) dar.

Ökotoxikologisch gilt es als sehr giftig für Wasserorganismen und kann eine längerfristige schädigende Wirkung auf Gewässer haben (H410). 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.

Gesetzliche Beschränkungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ammoniumdichromat wurde im Juni 2010 aufgrund seiner Einstufung als krebserzeugend (Carc. 1B), mutagen (Muta. 1B) und reproduktionstoxisch (Reprod. 1B) in die Kandidatenliste der besonders besorgniserregenden Stoffe (Substance of very high concern, SVHC) aufgenommen.[4] Im April 2013 wurde Ammoniumdichromat danach in das Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe mit dem Ablauftermin für die Verwendung in der EU zum 21. September 2017 aufgenommen.[5][16] Als Chrom(VI)-Verbindung unterliegt Ammoniumdichromat außerdem den Beschränkungen im Anhang XVII, Nummer 47 und 72 der REACH-Verordnung (in Deutschland umgesetzt durch die Chemikalien-Verbotsverordnung).[17] Ammoniumdichromat unterliegt dem Wasserhaushaltsgesetz und dem Sprengstoffgesetz und in industriellen Mengen außerdem der Störfallverordnung. Weiterhin bestehen Beschäftigungsbeschränkungen für Jugendliche (Jugendarbeitsschutzgesetz), sowie für werdende und stillende Mütter (Mutterschutzrichtlinie).

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b c d Datenblatt Ammonium dichromate bei AlfaAesar, abgerufen am 14. Januar 2020 (PDF) (JavaScript erforderlich).
  2. a b c Eintrag zu Ammoniumdichromat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 14. Januar 2020 (JavaScript erforderlich).
  3. Eintrag zu Ammonium dichromate im Classification and Labelling Inventory der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), abgerufen am 1. Februar 2016. Hersteller bzw. Inverkehrbringer können die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern.
  4. a b Eintrag in der SVHC-Liste der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
  5. a b Eintrag im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe der Europäischen Chemikalienagentur, abgerufen am 14. Juli 2014.
  6. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach Chrom(VI)-Verbindungen), abgerufen am 27. Oktober 2015.
  7. Eintrag zu Ammoniumdichromat. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 9. Dezember 2015.
  8. M. Binnewies et alii: Allgemeine und Anorganische Chemie. 2. Auflage. Spektrum, 2010, ISBN 3-8274-2533-6, S. 676.
  9. 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.
  10. Tadeusz Urbanski: Chemistry and Technology of Explosives. Vol. II, Pergamon Press, 1965, S. 490.
  11. H. Kast; In: Z. ges. Schieß- und 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.“
  12. Leopold Gmelin: Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie. 8. Auflage. Syst.Nr. 52, S. 714.
  13. Josef Köhler: Explosivstoffe. Wiley-VCH, 2008, S. 17.
  14. K.Kurokawa et al., Applied Optics 37, 3038 (1998).
  15. KUBOTA HOLOGRAPHY LAB: Beispiele von DCG-Hologrammen, abgerufen am 3. Juni 2013.
  16. Verordnung (EU) Nr. 348/2013
  17. ECHA: Liste der beschränkten Stoffe – Anhang XVII der REACH-Verordnung, abgerufen am 5. September 2020.