Урок от избираемата дисциплина "Хром и неговите съединения". Съединения на хром

Мишена:задълбочаване на знанията на учениците по темата.

Задачи:

• характеризират хрома като просто вещество;
• да запознае учениците с хромни съединения с различни степени на окисление;
• показват зависимостта на свойствата на съединенията от степента на окисление;
• показват редокс свойства на хромовите съединения;
• да продължи формирането на уменията на учениците да записват уравненията на химичните реакции в молекулярна и йонна форма, да съставят електронен баланс;
• продължи формирането на умения за наблюдение на химичен експеримент.

Форма на урока:лекция с елементи на самостоятелна работа на студентите и наблюдение на химичен експеримент.

Напредък на урока

I. Повторение на материала от предишния урок.

1. Отговорете на въпроси и изпълнете задачи:

Кои елементи принадлежат към подгрупата на хром?

Напишете електронни формули на атоми

Какъв тип елементи са те?

Какви са степените на окисление в съединенията?

Как се променят атомният радиус и йонизационната енергия от хром към волфрам?

Можете да предложите на учениците да попълнят таблица, като използват табличните стойности на радиусите на атомите, енергиите на йонизация и да направят изводи.

Примерна таблица:

2. Чуйте съобщението на ученика по темата „Елементи на подгрупата на хром в природата, получаване и използване“.

II. Лекция.

План на лекцията:

1. хром.
2. Съединения на хром. (2)

• Хромов оксид; (2)
• Хромов хидроксид. (2)

1. Съединения на хром. (3)

• Хромов оксид; (3)
• Хромов хидроксид. (3)

1. Съединения на хром (6)

• Хромов оксид; (6)
• Хромни и двухромни киселини.

1. Зависимост на свойствата на хромовите съединения от степента на окисление.
2. Редокс свойства на хромните съединения.

1. Chrome.

Хромът е бял лъскав метал със синкав оттенък, много твърд (плътност 7,2 g/cm3), точка на топене 1890˚С.

Химични свойства:Хромът е неактивен метал при нормални условия. Това се дължи на факта, че повърхността му е покрита с оксиден филм (Cr 2 O 3). При нагряване оксидният филм се разрушава и хромът реагира с прости вещества при висока температура:

• 4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3
• 2Cr + 3S = Cr 2 S 3
• 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

Упражнение:напишете уравнения за реакциите на хром с азот, фосфор, въглерод и силиций; към едно от уравненията, съставете електронен баланс, посочете окислителя и редуктора.

Взаимодействието на хром със сложни вещества:

При много високи температури хромът реагира с вода:

• 2Cr + 3 H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Упражнение:

Хромът реагира с разредена сярна и солна киселина:

• Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
• Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2

Упражнение:съставете електронен баланс, посочете окислителя и редуктора.

Концентрираната сярна солна и азотна киселина пасивират хрома.

2. Хромни съединения. (2)

1. Хромов оксид (2)- CrO - твърдо яркочервено вещество, типичен основен оксид (съответства на хром (2) хидроксид - Cr (OH) 2), не се разтваря във вода, но се разтваря в киселини:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Упражнение:съставете уравнение на реакцията в молекулярна и йонна форма на взаимодействието на хромов оксид (2) със сярна киселина.

Хромният оксид (2) лесно се окислява във въздуха:

• 4CrO + O 2 \u003d 2Cr 2 O 3

Упражнение:съставете електронен баланс, посочете окислителя и редуктора.

Хромният оксид (2) се образува по време на окисляването на хромна амалгама с атмосферен кислород:

2Сr (амалгама) + О 2 = 2СrО

2. Хромов хидроксид (2)- Cr (OH) 2 - жълто вещество, слабо разтворимо във вода, с подчертан основен характер, поради което взаимодейства с киселини:

• Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O

Упражнение:съставете реакционни уравнения в молекулярна и йонна форма на взаимодействието на хромов оксид (2) със солна киселина.

Подобно на хромовия (2) оксид, хромовият (2) хидроксид окислява:

• 4 Cr (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Cr (OH) 3

Упражнение:съставете електронен баланс, посочете окислителя и редуктора.

Хромният хидроксид (2) може да се получи чрез действието на алкали върху хромни соли (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Упражнение:напишете йонни уравнения.

3. Хромни съединения. (3)

1. Хромов оксид (3)- Cr 2 O 3 - тъмнозелен прах, неразтворим във вода, огнеупорен, близък до корунд по твърдост (съответства на хромен хидроксид (3) - Cr (OH) 3). Хромният оксид (3) е амфотерен по природа, но е слабо разтворим в киселини и основи. Реакции с алкали протичат по време на синтез:

• Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (хромит К)+ H2O

Упражнение:съставете уравнение на реакцията в молекулярна и йонна форма на взаимодействието на хромов оксид (3) с литиев хидроксид.

Трудно е да взаимодейства с концентрирани разтвори на киселини и основи:

• Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O \u003d 2K 3 [Cr (OH) 6]
• Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O

Упражнение:съставете реакционни уравнения в молекулярна и йонна форма на взаимодействието на хромов оксид (3) с концентрирана сярна киселина и концентриран разтвор на натриев хидроксид.

Хромният оксид (3) може да се получи чрез разлагане на амониев дихромат:

• (NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

2. Хромов хидроксид (3) Cr (OH) 3 се получава чрез действието на алкали върху разтвори на хромни соли (3):

• CrCl 3 + 3KOH \u003d Cr (OH) 3 ↓ + 3KSl

Упражнение:напишете йонни уравнения

Хромният хидроксид (3) е сиво-зелена утайка, при получаването на която алкалът трябва да се приема в недостиг. Полученият по този начин хром (3) хидроксид, за разлика от съответния оксид, лесно взаимодейства с киселини и основи, т.е. проявява амфотерни свойства:

• Cr (OH) 3 + 3HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
• Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (хексахидроксохромит К)

Упражнение:съставете реакционни уравнения в молекулярна и йонна форма на взаимодействието на хромов хидроксид (3) със солна киселина и натриев хидроксид.

Когато Cr (OH) 3 се слее с алкали, се получават метахромити и ортохромити:

• Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (метахромит К)+ 2H2O
• Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ортохромит К)+ 3H2O

4. Хромни съединения. (6)

1. Хромов оксид (6)- CrO 3 - тъмно - червено кристално вещество, силно разтворимо във вода - типичен киселинен оксид. Този оксид съответства на две киселини:

• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (хромна киселина - образува се с излишък от вода)
• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (дихромна киселина - образува се при висока концентрация на хромен оксид (3)).

Хромният оксид (6) е много силен окислител, поради което взаимодейства енергично с органични вещества:

• C 2 H 5 OH + 4CrO 3 \u003d 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Той също така окислява йод, сяра, фосфор, въглища:

• 3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Упражнение:направете уравнения на химични реакции на хромен оксид (6) с йод, фосфор, въглища; към едно от уравненията, съставете електронен баланс, посочете окислителя и редуктора

При нагряване до 250 0 C хромният оксид (6) се разлага:

• 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Хромният оксид (6) може да се получи чрез действието на концентрирана сярна киселина върху твърди хромати и дихромати:

• K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

2. Хромни и двухромни киселини.

Хромните и двухромните киселини съществуват само във водни разтвори, те образуват стабилни соли, съответно хромати и дихромати. Хроматите и техните разтвори са жълти, дихроматите са оранжеви.

Хроматни - CrO 4 2- йони и дихроматни - Cr 2O 7 2- йони лесно преминават един в друг, когато средата на разтвора се промени

В киселата среда на разтвора хроматите се превръщат в дихромати:

• 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

В алкална среда дихроматите се превръщат в хромати:

• K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

Когато се разрежда, дихромовата киселина става хромна киселина:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4

5. Зависимост на свойствата на хромовите съединения от степента на окисление.

Степен на окисление	+2	+3	+6
Оксид	CrO	Cr 2 O 3	CrO 3
Природата на оксида	основен	амфотерни	киселина
Хидроксид	Cr(OH) 2	Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3	H 2 CrO 4
Природата на хидроксида	основен	амфотерни	киселина
→ отслабване на основните свойства и засилване на киселинните→

6. Редокс свойства на хромните съединения.

Реакции в кисела среда.

В кисела среда съединенията Cr +6 се превръщат в съединения Cr +3 под действието на редуциращи агенти: H 2 S, SO 2, FeSO 4

• K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 \u003d 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
• S-2 – 2e → S 0
• 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Упражнение:

1. Изравнете уравнението на реакцията, като използвате метода на електронния баланс, посочете окислителя и редуктора:

• Na 2 CrO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

2. Добавете реакционните продукти, приравнете уравнението с помощта на метода на електронен баланс, посочете окислителя и редуциращия агент:

• K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 \u003d? +? +H2O

Реакции в алкална среда.

В алкална среда съединенията на Cr +3 хром се превръщат в съединения Cr +6 под действието на окислители: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

• 2KCrO 2 +3 Br 2 +8NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2KBr + 4NaBr + 4H 2 O
• Cr +3 - 3e → Cr +6
• Br2 0 +2e → 2Br -

Упражнение:

Изравнете уравнението на реакцията, като използвате метода на електронния баланс, посочете окислителя и редуциращия агент:

• NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O

Добавете реакционните продукти, приравнете уравнението, като използвате метода на електронния баланс, посочете окислителя и редуциращия агент:

• Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag +? +?

По този начин окислителните свойства се подобряват последователно с промяна в степента на окисление в серията: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Хромните съединения (2) са силни редуциращи агенти, лесно се окисляват, превръщайки се в хромни съединения (3). Хромните съединения (6) са силни окислители, лесно се редуцират до хромни съединения (3). Съединенията на хром (3), когато взаимодействат със силни редуциращи агенти, проявяват окислителни свойства, превръщайки се в съединения на хром (2), а когато взаимодействат със силни окислители, те проявяват редуциращи свойства, превръщайки се в хромни съединения (6)

Към лекционния метод:

1. За подобряване на познавателната активност на студентите и поддържане на интереса е препоръчително да се проведе демонстрационен експеримент по време на лекцията. В зависимост от възможностите на учебната лаборатория студентите могат да демонстрират следните експерименти:

• получаване на хромен оксид (2) и хромен хидроксид (2), доказване на основните им свойства;
• получаване на хромен оксид (3) и хромен хидроксид (3), доказване на техните амфотерни свойства;
• получаване на хромен оксид (6) и разтварянето му във вода (получаване на хромна и двухромна киселина);
• преходът на хромати към дихромати, дихромати към хромати.

1. Задачите за самостоятелна работа могат да бъдат диференцирани, като се вземат предвид реалните възможности за обучение на учениците.
2. Можете да завършите лекцията, като изпълните следните задачи: напишете уравненията на химичните реакции, с които можете да извършите следните трансформации:

.III. Домашна работа:финализирайте лекцията (добавете уравненията на химичните реакции)

1. Василиева З.Г. Лабораторни упражнения по обща и неорганична химия. -М .: "Химия", 1979 - 450 с.
2. Егоров А.С. Учител по химия. - Ростов на Дон: "Феникс", 2006.-765 с.
3. Кудрявцев А.А. Съставяне на химични уравнения. - М., "Висше училище", 1979. - 295 с.
4. Петров М.М. Неорганична химия. - Ленинград: "Химия", 1989. - 543 с.
5. Ушкалова В.Н. Химия: състезателни задачи и отговори. - М.: "Просвещение", 2000. - 223 с.

17.док

хром. Хромни (II), (III) и (VI) оксиди. Хидроксиди и соли на хром (II) и (III). Хромати и дихромати. Комплексни съединения на хром (III)

17.1. Кратко описание на елементите от подгрупата на хрома

Хромовата подгрупа е странична подгрупа от VI група на периодичната система от елементи на D.I. Менделеев. Подгрупата включва хром Cr, молибден Mo, волфрам W.

Тези елементи също са сред преходните метали, т.к. те изграждат d-поднивото на предвъншния слой. Във външния слой на атомите на тези елементи има един (за хром и молибден) или два (за волфрам) електрона. По този начин атомите на елементите от подгрупата на хром имат шест валентни електрона, които могат да участват в образуването на химическа връзка (виж таблица 30).

Хромът, молибденът, волфрамът са сходни по много физични и химични свойства: например, под формата на прости вещества, всички те са огнеупорни сребристо-бели метали с висока твърдост и редица ценни механични свойства - способността да се търкалят, теглят и печат повка.

От химическа гледна точка всички метали от подгрупата на хром са устойчиви на действието на въздух и вода (при нормални условия), при нагряване всички те взаимодействат с кислород, халогени, фосфор и въглерод.

Под действието на концентрирани киселини (HNO 3, H 2 SO 4) при обикновена температура металите от подгрупата на хром се пасивират.

За всички елементи от подгрупата на хрома най-характерни са съединенията, където са техните степени на окисление +2, +3, +6 (въпреки че има съединения, където техните степени също могат да бъдат +4 и +5, а за хрома и +1). Елементите от подгрупата на хрома нямат отрицателна степен на окисление и не образуват летливи водородни съединения. Твърди хидриди като CrH3 са известни само за хрома. Съединенията на двувалентните елементи са нестабилни и лесно се окисляват до по-високи степени на окисление.

С увеличаване на степента на окисление, киселинният характер на оксидите се увеличава, с максимално ниво на окисление +6 се образуват оксиди от типа RO 3, на които съответстват киселините H 2 RO 4. Силата на киселините естествено намалява от хром до волфрам. Повечето от солите на тези киселини са умерено разтворими във вода; само соли на алкални метали и амониеви соли се разтварят добре.

Както и в други случаи, металните свойства на елементите от подгрупата на хром се увеличават с увеличаване на серийния номер.

ства. Химическата активност на металите от серията хром - молибден - волфрам значително намалява.

Всички метали от подгрупата на хрома се използват широко в съвременните технологии, особено в металургичната промишленост за производство на специални стомани.

17.2. хром

Да бъдеш сред природата

Хромът е един от доста често срещаните елементи, съдържанието му в земната кора е приблизително 0,02% (22-ро място). Хромът се среща изключително в съединения, основните минерали са хромит FeCr 2 O 4 (или FeO Cr 2 O 3), или железен хромит, и крокоит PbCtO 4 (или PbO CrO 3). Цветът на много елементи се дължи на наличието на хром в тях. Така например, златисто-зелен тон на изумруд или червен на рубин се дава от добавка на хромен оксид Cr 2 O 3.

Касова бележка

Суровината за промишленото производство на хром е хромовата желязна руда. Химическата му обработка води до Cr 2 O 3 . Редукцията на Cr 2 O 3 с алуминий или силиций дава хром с ниска чистота:

Cr 2 O 3 + Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

2Cr 2 O 3 + 3Si \u003d 3SiO 2 + 4Cr

По-чист метал се получава чрез електролиза на концентрирани разтвори на хромни съединения.

^ Физични свойства

Хромът е стоманеносив метал, твърд, доста тежък ( = 7,19 g / cm 3), пластмаса, ковък, топи се при 1890 ° C, кипи при 2480 ° C. В природата се среща като смес от четири стабилни изотопа с масови числа 50, 52, 53 и 54. Най-често срещаният изотоп е 52 Cr (83,76%).

Химични свойства

Подреждането на електроните в 3d и 4s орбиталите на хромния атом може да бъде представено чрез диаграмата:

Това показва, че хромът може да проявява различни степени на окисление в съединения от +1 до +6; от тях хромните съединения със степени на окисление +2, +3, +6 са най-стабилни. Така не само s-електронът на външното ниво, но и пет d-електрона на пред-външното ниво участват в образуването на химични връзки.

При нормални условия хромът е устойчив на кислород, вода и някои други химически реагенти. При високи температури хромът изгаря в кислород:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3

При нагряване реагира с водна пара:

2Cr + 3Н 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2 

При нагряване металният хром също реагира с халогени, сяра, азот, фосфор, въглища, силиций и бор. Например: 2Cr+N 2 =2CrN 2Cr+3S=Cr 2 S 3 Cr+2Si=CrSi 2

Металът се разтваря при нормална температура в разредени киселини (HCl, H 2 SO 4) с отделяне на водород. В тези случаи при липса на въздух се образуват соли на хром (II):

Cr + 2HCl \u003d CrCl2 + H 2  И във въздуха - хромови (III) соли: 4Cr + 12HCl + 3O 2 \u003d 4CrCl + 6H 2 O

Ако металът се потопи за известно време в азотна киселина (концентрирана или разредена), тогава той престава да се разтваря в HCl и H 2 SO 4, не се променя при нагряване с халогени и др. Това явление - пасивация - се обяснява с образуването на защитен слой върху металната повърхност - много плътен и механично здрав (макар и много тънък) филм от хромов оксид Cr 2 O 3.

Приложение

Основният потребител на хром е металургията. Стоманата с добавяне на хром става много по-устойчива на действието на химически реагенти; увеличават се и такива важни свойства на стоманата като якост, твърдост и устойчивост на износване. Електролитното хромиране на железни продукти (хромиране) също ги прави устойчиви на корозия.

Семейството на хромовите сплави е многобройно. Нихром-ние (сплави с никел) и лимп (с алуминий и желязо) са стабилни

Chivas имат висока устойчивост и се използват за направата на нагреватели в електросъпротивителни пещи. Стелит - сплав от хром (20-25%), кобалт (45-60%), волфрам (5-20%), желязо (1-3%) - много твърда, устойчива на износване и корозия; използвани в металообработващата промишленост за производство на режещи инструменти. Хромомолибденовите стомани се използват за създаване на фюзелажи на самолети.

^ 17.3. Хромни (II), (III) и (VI) оксиди

Хромът образува три оксида: CrO, Cr2O3, CrO3.

Хромов оксид (II) CrO - пирофорен черен прах. Обла-дава основни свойства.

В окислително-възстановителните реакции той се държи като редуциращ агент:

CrO се получава чрез вакуумно разлагане на хромов карбонил Cr(CO) 6 при 300°C.

Хромов оксид (III) Cr 2 O 3 - огнеупорен зелен прах. По твърдост е близо до корунда, поради което се въвежда в състава на полиращите агенти. Образува се от взаимодействието на Cr и O2 при висока температура. В лабораторията хромният (III) оксид може да се получи чрез нагряване на амониев дихромат:

(N -3 H 4) 2 Cr +6 2 O 7 \u003d Cr +3 2 O 3 + N 0 2  + 4H 2 O

Хромният (III) оксид има амфотерни свойства. При взаимодействие с киселини се образуват соли на хром (III): Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

При взаимодействие с алкали в стопилката се образуват съединения на хром (III) - хромити (в отсъствие на кислород): Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Хромният (III) оксид е неразтворим във вода.

При редокс реакции хромният (III) оксид се държи като редуциращ агент:

Хромният оксид (VI) CrO 3 - хромов анхидрид, представлява тъмночервени игловидни кристали. При нагряване до около 200°C се разлага:

4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2 

Лесно разтворим във вода, имащ кисел характер, образува хромови киселини. При излишък на вода се образува хромова киселина H 2 CrO 4:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4

При висока концентрация на CrO 3 се образува двухромна киселина H 2 Cr 2 O 7:

2CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7

Което, когато се разреди, става хромна киселина:

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4

Хромните киселини съществуват само във воден разтвор; нито една от тези киселини не е изолирана в свободно състояние. Техните соли обаче са много стабилни.

Хромният (VI) оксид е силен окислител:

3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2  + 2Cr 2 O 3

Окислява йод, сяра, фосфор, въглища, превръщайки се в Cr 2 O 3. CrO 3 се получава чрез действието на излишък от концентрирана сярна киселина върху наситен воден разтвор на натриев дихромат: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O Силна токсичност на хромния оксид (VI) трябва да се отбележи.

^ 17.4. Хидроксиди и соли на хром (II) и (III). Комплексни съединения на хром (III)

Хром (II) хидроксид Cr (OH) 2 се получава под формата на жълта утайка чрез третиране на разтвори на хром (II) соли с алкали в отсъствие на кислород:

CrCl 2 + 2NaOH \u003d Cr (OH) 2  + 2NaCl

Cr (OH) 2 има типични основни свойства и е силен редуциращ агент:

2Cr(OH) 2 +H 2 O+1/2O 2 =2Cr(OH) 3 

Водни разтвори на соли на хром (II) се получават без достъп на въздух чрез разтваряне на метален хром в разредени киселини във водородна атмосфера или чрез редуциране на соли на тривалентен хром с цинк в кисела среда. Безводните соли на хром (II) са бели, а водните разтвори и кристалните хидрати са сини.

По отношение на техните химични свойства солите на хром (II) са подобни на солите на двувалентното желязо, но се различават от последните по по-изразени редуциращи свойства, т.е. по-лесно от съответните съединения на двувалентното желязо, се окисляват. Ето защо е много трудно да се получат и съхраняват съединения на двувалентен хром.

Хромов хидроксид (III) Cr (OH) 3 - желатинова сиво-зелена утайка, получава се чрез действието на основи върху разтвори на хромови (III) соли:

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Cr (OH) 3  + 3Na 2 SO 4

Хромният (III) хидроксид има амфотерни свойства, разтваря се както в киселини с образуването на хромови (III) соли:

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O и в основи с образуването на хидроксихромити: Cr (OH) 3 + NaOH \u003d Na 3

Когато Cr (OH) 3 се слее с алкали, се образуват метахромити и ортохромити:

Cr (OH) 3 + NaOH \u003d NaCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + 3NaOH \u003d Na 3 CrO 3 + 3H 2 O

При калциниране на хром (III) хидроксид се образува хром (III) оксид:

2Cr (OH) 3 \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Солите на тривалентния хром са оцветени както в твърдо състояние, така и във водни разтвори. Например, безводният хром (III) сулфат Cr 2 (SO 4) 3 е лилаво-червен, водните разтвори на хром (III) сулфат, в зависимост от условията, могат да променят цвета си от лилаво до зелено. Това се обяснява с факта, че във водни разтвори катионът Cr 3+ съществува само под формата на хидратиран 3+ йон поради склонността на тривалентния хром да образува комплексни съединения. Виолетовият цвят на водните разтвори на хромовите (III) соли се дължи именно на катиона 3+. При нагряване комплексните соли на хром (III) могат

Частично губят вода, образувайки соли с различни цветове, до зелено.

Тривалентните хромни соли са подобни на алуминиевите соли по състав, структура на кристална решетка и разтворимост; така че за хром (III), както и за алуминий, е типично образуването на калиево-хромова стипца KCr (SO 4) 2 12H 2 O, те се използват за дъбене на кожа и като стъргане в текстилния бизнес.

Соли на хром (III) Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 и др. когато се съхраняват на въздух, те са стабилни, а в разтвори се подлагат на хидролиза:

Cr 3+ + 3Cl - + HOHCr (OH) 2+ + 3Cl - + H +

Хидролизата протича по етап I, но има соли, които са напълно хидролизирани:

Cr 2 S 3 + H 2 O \u003d Cr (OH) 3  + H 2 S 

При редокс реакции в алкална среда солите на хром (III) се държат като редуциращи агенти:

Трябва да се отбележи, че в серията хромни хидроксиди с различни степени на окисление Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - H 2 CrO 4, основните свойства са естествено отслабени и киселинните са засилени. Такава промяна в свойствата се дължи на повишаване на степента на окисление и намаляване на йонните радиуси на хрома. В същата серия окислителните свойства се подобряват постоянно. Cr (II) съединенията са силни редуциращи агенти, лесно се окисляват, превръщайки се в хромови (III) съединения. Съединенията на хром (VI) са силни окислители, лесно се редуцират до съединения на хром (III). Съединения с междинна степен на окисление, т.е. съединенията на хром (III), когато взаимодействат със силни редуциращи агенти, могат да проявяват окислителни свойства, превръщайки се в съединения на хром (II), а когато взаимодействат със силни окислители, те могат да проявяват редуциращи свойства, превръщайки се в съединения на хром (VI).

^ 17.5. Хромати и дихромати

Хромните киселини образуват две серии от съединения: хромати - така наречените соли на хромната киселина и дихромати - така наречените соли на двухромната киселина. Хроматите са оцветени в жълто (цветът на хроматния йон CrO 2-4), дихроматите са оранжеви (цветът на дихроматния йон Cr 2 O 2-7) .

Хроматите и дихроматите се дисоциират, образувайки съответно хроматни и дихроматни йони:

K 2 CrO 4 2K + +CrO 2- 4

K 2 Cr 2 O 7  2K + + Cr 2 O 2- 7

Хроматите се получават чрез взаимодействие на CrO 3 с основи:

CrO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 CrO 4 + H 2 O

Дихроматите се образуват, когато киселини се добавят към хроматите:

2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Обратният преход е възможен и при добавяне на основи към разтвори на дихромати:

Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + H 2 O

Така в киселинните разтвори преобладават дихроматите (те оцветяват разтвора в оранжево), а в алкалните разтвори - хроматите (жълти разтвори). Равновесието в системата хромат-дихромат може да бъде представено чрез следното уравнение в съкратена йонна форма:

2CrO 2- 4 + 2H + Cr 2 O 2- 7 + H 2 O Cr 2 O 2- 7 + 2OH - 2CrO 2- 4 + H 2 O

Солите на хромните киселини в кисела среда са силни окислители. Те обикновено се редуцират до съединения на хром (III), например:

Приложение

Съединенията на хром (VI) са силно токсични: засягат кожата, дихателните пътища и причиняват възпаление на очите. В лабораториите за измиване на химически стъклени съдове често се използва смес от хром,

Състои се от равни обеми наситен воден разтвор на K 2 Cr 2 O 7 и концентрирана H 2 SO 4.

Водоразтворимите натриеви и калиеви хромати се използват в текстилната и кожарската промишленост като консерванти за дърво. Неразтворимите хромати на някои метали са отлични художествени бои. Това са жълти корони (PbCrO 4, | ZnCrO 4, SrCrO 4) и червени оловно-молибденови корони (съдържа PbCrO 4 и MoCrO 4) и много други. Богатството от нюанси - от розово-червено до лилаво - е известно със SnCrO 4, който се използва при рисуване върху порцелан.

1) Хром (III) оксид.

Хромният оксид може да се получи:

Термично разлагане на амониев дихромат:

(NH 4) 2 C 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Редукция на калиев дихромат с въглерод (кокс) или сяра:

2K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2

K 2 Cr 2 O 7 + S Cr 2 O 3 + K 2 SO 4

Хромният (III) оксид има амфотерни свойства.

С киселини хромният (III) оксид образува соли:

Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O

Когато хромовият (III) оксид се слее с оксиди, хидроксиди и карбонати на алкални и алкалоземни метали, се образуват хромати (III), (хромити):

Cr 2 O 3 + Ba (OH) 2 Ba (CrO 2) 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaCrO 2 + CO 2

С алкални стопилки на окислители - хромати (VI) (хромати)

Cr 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O

Cr 2 O 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 5H 2 O

Cr 2 O 3 + O 3 + 4KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O

Cr 2 O 3 + 3O 2 + 4Na 2 CO 3 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 4CO 2

Cr 2 O 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2 CO 3 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 + 3NaNO 2

Cr 2 O 3 + KClO 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + KCl + 2CO 2

2) Хром(III) хидроксид

Хромният (III) хидроксид има амфотерни свойства.

2Cr(OH) 3 \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2 O

2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O

3) Соли на хром (III)

2CrCl 3 + 3Br 2 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 6KCl + 8H 2 O

2CrCl 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 3Br 2 + 16NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 6KMnO 4 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6K 2 MnO 4 + 3K 2 SO 4 + 8H 2 O.

2Na 3 + 3Br 2 + 4NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O

2K 3 + 3Br 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O

2KCrO 2 + 3PbO 2 + 8KOH = 2K 2 CrO 4 + 3K 2 PbO 2 + 4H 2 O

Cr 2 S 3 + 30HNO 3 (конц.) \u003d 2Cr (NO 3) 3 + 3H 2 SO 4 + 24NO 2 + 12H 2 O

2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2

Хроматите (III) лесно реагират с киселини:

NaCrO 2 + HCl (липса) + H 2 O \u003d Cr (OH) 3 + NaCl

NaCrO 2 + 4HCl (излишък) = CrCl 3 + NaCl + 2H 2 O

K 3 + 3CO 2 \u003d Cr (OH) 3 ↓ + 3NaHCO 3

Напълно хидролизиран в разтвор

NaCrO 2 + 2H 2 O \u003d Cr (OH) 3 ↓ + NaOH

Повечето хромови соли са силно разтворими във вода, но лесно се хидролизират:

Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +

CrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl

Солите, образувани от катиони на хром (III) и анион на слаба или летлива киселина, се хидролизират напълно във водни разтвори:

Cr 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

Съединения на хром (VI).

1) Хромов оксид (VI).

Хром(VI) оксид. Силно отровен!

Хромният (VI) оксид може да се получи чрез действието на концентрирана сярна киселина върху сухи хромати или дихромати:

Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O

Киселинен оксид, който взаимодейства с основни оксиди, основи, вода:

CrO 3 + Li 2 O → Li 2 CrO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4

2CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7

Хромният (VI) оксид е силен окислител: той окислява въглерод, сяра, йод, фосфор, докато се превръща в хромен (III) оксид

4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

4CrO 3 + 3S = 2Cr 2 O 3 + 3SO 2

Окисление на соли:

2CrO 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 \u003d 3K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Окисляване на органични съединения:

4CrO 3 + C 2 H 5 OH + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 2 + 2CO 2 + 9H 2 O

Силни окислители са солите на хромните киселини - хромати и дихромати. Продуктите на редукция на които са производни на хром (III).

В неутрална среда се образува хром (III) хидроксид:

K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2KOH

2K 2 CrO 4 + 3(NH 4) 2 S + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 6NH 3 + 4KOH

В алкални - хидроксохромати (III):

2K 2 CrO 4 + 3NH 4 HS + 5H 2 O + 2KOH = 3S + 2K 3 + 3NH 3 H 2 O

2Na 2 CrO 4 + 3SO 2 + 2H 2 O + 8NaOH \u003d 2Na 3 + 3Na 2 SO 4

2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 S + 8H 2 O \u003d 3S + 2Na 3 + 4NaOH

В киселинни - хромови (III) соли:

3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O

8K 2 Cr 2 O 7 + 3Ca 3 P 2 + 64HCl = 3Ca 3 (PO 4) 2 + 16CrCl 3 + 16KCl + 32H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3KNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3KNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 7H 2 O + 2KCl

K 2 Cr 2 O 7 + 3SO 2 + 8HCl = 2KCl + 2CrCl 3 + 3H 2 SO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 + 16HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 8H 2 O + 4KCl

Продуктът за възстановяване в различни среди може да бъде представен схематично:

H 2 O Cr(OH) 3 сиво-зелена утайка

K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)

OH - 3 - изумрудено зелен разтвор

K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ синьо-виолетов разтвор

Солите на хромовата киселина - хроматите - са жълти, а солите на дихромовата киселина - дихроматите - са оранжеви. Чрез промяна на реакцията на разтвора е възможно да се извърши взаимно превръщане на хромати в дихромати:

2K 2 CrO 4 + 2HCl (разл.) = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 O + CO 2 \u003d K 2 Cr 2 O 7 + KHCO 3

кисела среда

2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O

алкална среда

хром. Съединения на хром.

1. Хром (III) сулфид се третира с вода, докато се отделя газ и остава неразтворимо вещество. Към това вещество се добавя разтвор на сода каустик и се пропуска хлорен газ, докато разтворът придобива жълт цвят. Разтворът се подкислява със сярна киселина, в резултат цветът се променя на оранжев; газът, освободен по време на обработката на сулфид с вода, преминава през получения разтвор и цветът на разтвора се променя на зелен. Напишете уравненията на описаните реакции.

2. След кратко нагряване на неизвестно прахообразно вещество, оранжево вещество с оранжев цвят, започва спонтанна реакция, която е придружена от промяна на цвета в зелено, отделяне на газ и искри. Твърдият остатък се смесва с каустик поташ и се нагрява, полученото вещество се въвежда в разреден разтвор на солна киселина и се образува зелена утайка, която се разтваря в излишък от киселина. Напишете уравненията на описаните реакции.

3. Две соли оцветяват пламъка в лилаво. Един от тях е безцветен и при леко нагряване с концентрирана сярна киселина се дестилира течност, в която се разтваря медта, като последната трансформация е придружена от отделянето на кафяв газ. Когато към разтвора се добави втората сол на разтвора на сярна киселина, жълтият цвят на разтвора се променя на оранжев, а когато полученият разтвор се неутрализира с основа, първоначалният цвят се възстановява. Напишете уравненията на описаните реакции.

4. Тривалентен хромен хидроксид, обработен със солна киселина. Към получения разтвор се добавя поташ, утайката се отделя и се добавя към концентриран разтвор на калиев хидроксид, в резултат на което утайката се разтваря. След добавяне на излишък от солна киселина се получава зелен разтвор. Напишете уравненията на описаните реакции.

5. При добавяне на разредена солна киселина към разтвор на жълта сол, който оцветява пламъка в лилаво, цветът се променя в оранжево-червен. След неутрализиране на разтвора с концентрирана основа, цветът на разтвора се връща към първоначалния си цвят. Когато към получената смес се добави бариев хлорид, се образува жълта утайка. Утайката се филтрува и към филтрата се добавя разтвор на сребърен нитрат. Напишете уравненията на описаните реакции.

6. Калцинирана сода се добавя към разтвор на тривалентен хромен сулфат. Образуваната утайка се отделя, прехвърля се в разтвор на натриев хидроксид, прибавя се бром и се нагрява. След неутрализиране на реакционните продукти със сярна киселина, разтворът придобива оранжев цвят, който изчезва след преминаване на серен диоксид през разтвора. Напишете уравненията на описаните реакции.

7) Хром(III) сулфид на прах се третира с вода. Образуваната сиво-зелена утайка се третира с хлорирана вода в присъствието на калиев хидроксид. Към получения жълт разтвор се добавя разтвор на калиев сулфит и отново изпада сиво-зелена утайка, която се калцинира, докато масата стане постоянна. Напишете уравненията на описаните реакции.

8) Хром(III) сулфид на прах се разтваря в сярна киселина. В този случай се отделя газ и се образува разтвор. Към получения разтвор се добавя излишък от разтвор на амоняк и газът се пропуска през разтвор на оловен нитрат. Получената черна утайка става бяла след третиране с водороден прекис. Напишете уравненията на описаните реакции.

9) Амониев дихромат, разложен при нагряване. Твърдият продукт от разлагането се разтваря в сярна киселина. Към получения разтвор се добавя разтвор на натриев хидроксид, докато се образува утайка. При допълнително добавяне на натриев хидроксид към утайката, тя се разтваря. Напишете уравненията на описаните реакции.

10) Хром (VI) оксид реагира с калиев хидроксид. Полученото вещество се третира със сярна киселина, от получения разтвор се изолира оранжева сол. Тази сол се третира с бромоводородна киселина. Полученото просто вещество реагира със сероводород. Напишете уравненията на описаните реакции.

11. Хром, изгорен в хлор. Получената сол реагира с разтвор, съдържащ водороден пероксид и натриев хидроксид. Към получения жълт разтвор се добавя излишък от сярна киселина, цветът на разтвора се променя на оранжев. Когато медният (I) оксид реагира с този разтвор, цветът на разтвора става синьо-зелен. Напишете уравненията на описаните реакции.

12. Натриевият нитрат се слива с хромен (III) оксид в присъствието на натриев карбонат. полученият газ реагира с излишък от разтвор на бариев хидроксид, за да образува бяла утайка. Утайката се разтваря в излишък от разтвор на солна киселина и към получения разтвор се добавя сребърен нитрат, докато утаяването спре. Напишете уравненията на описаните реакции.

13. Калият беше слят със сяра. Получената сол се третира със солна киселина. полученият газ се пропуска през разтвор на калиев дихромат в сярна киселина. утаеното жълто вещество се филтрува и се стопява с алуминий. Напишете уравненията на описаните реакции.

14. Хром, изгорен в атмосфера на хлор. Калиев хидроксид се добавя на капки към получената сол, докато утаяването спре. Получената утайка се окислява с водороден прекис в калий каустик и се изпарява. Към получения твърд остатък се добавя излишък от горещ разтвор на концентрирана солна киселина. Напишете уравненията на описаните реакции.

хром. Съединения на хром.

1) Cr 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 3S↓ + 7H 2 O

2) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 2KOH 2KCrO 2 + H 2 O

KCrO 2 + H 2 O + HCl \u003d KCl + Cr (OH) 3 ↓

Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

3) KNO 3 (твърд) + H 2 SO 4 (конц.) HNO 3 + KHSO 4

4HNO 3 + Cu \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

4) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

2CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl

Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3

K 3 + 6HCl \u003d CrCl 3 + 3KCl + 6H 2 O

5) 2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = BaCrO 4 ↓ + 2 KCl

KCl + AgNO 3 = AgCl↓ + KNO 3

6) Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O

2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O

7) Cr 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 2 + 3K 2 SO 4 + 4KOH

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O

8) Cr 2 S 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3 (NH 4) 2 SO 4

H 2 S + Pb (NO 3) 2 \u003d PbS + 2HNO 3

PbS + 4H 2 O 2 \u003d PbSO 4 + 4H 2 O

9) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Cr (OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

10) CrO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (разл.) \u003d K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr = 3Br 2 + 2CrBr 3 + 7H 2 O + 2KBr

Br 2 + H 2 S \u003d S + 2HBr

11) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2CrCl 3 + 10NaOH + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + 3Cu 2 O + 10H 2 SO 4 = 6CuSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 10H 2 O

12) 3NaNO 3 + Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 2CO 2

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 ↓ + H 2 O

BaCO 3 + 2HCl \u003d BaCl 2 + CO 2 + H 2 O

BaCl 2 + 2AgNO 3 \u003d 2AgCl ↓ + Ba (NO 3) 2

13) 2K + S = K 2 S

K 2 S + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 S

3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

3S + 2Al \u003d Al 2 S 3

14) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

CrCl 3 + 3KOH \u003d 3KCl + Cr (OH) 3 ↓

2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 16HCl = 2CrCl 3 + 4KCl + 3Cl 2 + 8H 2 O

Неметали.

IV А група (въглерод, силиций).

въглерод. Въглеродни съединения.

I. Въглерод.

Въглеродът може да проявява както редуциращи, така и окислителни свойства. Въглеродът проявява редуциращи свойства с прости вещества, образувани от неметали с по-висока стойност на електроотрицателност в сравнение с него (халогени, кислород, сяра, азот), както и с метални оксиди, вода и други окислители.

При нагряване с излишен въздух графитът изгаря, образувайки въглероден оксид (IV):

При липса на кислород можете да получите CO

Аморфният въглерод вече при стайна температура реагира с флуор.

C + 2F 2 = CF 4

При нагряване с хлор:

C + 2Cl 2 = CCl 4

При по-силно нагряване въглеродът реагира със сяра, силиций:

Под действието на електрически разряд въглеродът се свързва с азот, образувайки диацин:

2C + N 2 → N ≡ C - C ≡ N

В присъствието на катализатор (никел) и при нагряване въглеродът реагира с водород:

C + 2H 2 = CH 4

С вода горещият кокс образува смес от газове:

C + H 2 O \u003d CO + H 2

Редукционните свойства на въглерода се използват в пирометалургията:

C + CuO = Cu + CO

При нагряване с оксиди на активни метали въглеродът образува карбиди:

3C + CaO \u003d CaC 2 + CO

9С + 2Al 2 O 3 \u003d Al 4 C 3 + 6CO

2C + Na 2 SO 4 \u003d Na 2 S + CO 2

2C + Na 2 CO 3 \u003d 2Na + 3CO

Въглеродът се окислява от такива силни окислители като концентрирана сярна и азотна киселина, други окислители:

C + 4HNO 3 (конц.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

C + 2H 2 SO 4 (конц.) \u003d 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

3C + 8H 2 SO 4 + 2K 2 Cr 2 O 7 \u003d 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CO 2 + 8H 2 O

При реакции с активни метали въглеродът проявява свойствата на окислител. В този случай се образуват карбиди:

4C + 3Al \u003d Al 4 C 3

Карбидите се подлагат на хидролиза, образувайки въглеводороди:

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Хромът образува три оксида: CrO, Cr2O3, CrO3.

Хромов оксид (II) CrO - пирофорен черен прах. Има основни свойства.

В окислително-възстановителните реакции той се държи като редуциращ агент:

CrO се получава чрез вакуумно разлагане на хромов карбонил Cr(CO) 6 при 300°C.

Хромов оксид (III) Cr 2 O 3 - огнеупорен зелен прах. По твърдост е близо до корунда, поради което се въвежда в състава на полиращите агенти. Образува се от взаимодействието на Cr и O 2 при висока температура. В лабораторията хромният (III) оксид може да се получи чрез нагряване на амониев дихромат:

(N -3 H 4) 2 Cr +6 2 O 7 \u003d Cr +3 2 O 3 + N 0 2 + 4H 2 O

Хромният (III) оксид има амфотерни свойства. При взаимодействие с киселини се образуват соли на хром (III): Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

При взаимодействие с алкали в стопилката се образуват съединения на хром (III) - хромити (в отсъствие на кислород): Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Хромният (III) оксид е неразтворим във вода.

При редокс реакции хромният (III) оксид се държи като редуциращ агент:

Хромният оксид (VI) CrO 3 - хромов анхидрид, представлява тъмночервени игловидни кристали. При нагряване до около 200°C се разлага:

4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Лесно разтворим във вода, имащ кисел характер, образува хромови киселини. При излишък на вода се образува хромова киселина H 2 CrO 4:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4

При висока концентрация на CrO 3 се образува двухромна киселина H 2 Cr 2 O 7:

2CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7

която, когато се разреди, се превръща в хромова киселина:

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4

Хромните киселини съществуват само във воден разтвор; нито една от тези киселини не е изолирана в свободно състояние. Техните соли обаче са много стабилни.

Хромният (VI) оксид е силен окислител:

3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Окислява йод, сяра, фосфор, въглища, превръщайки се в Cr 2 O 3. CrO 3 се получава чрез действието на излишък от концентрирана сярна киселина върху наситен воден разтвор на натриев дихромат: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O. Трябва да се отбележи, че силна токсичност на хромов оксид (VI).

Хромът е химичен елемент с атомен номер 24. Той е твърд, лъскав, стоманеносив метал, който се полира добре и не потъмнява. Използва се в сплави като неръждаема стомана и като покритие. Човешкото тяло се нуждае от малки количества тривалентен хром, за да метаболизира захарта, но Cr(VI) е силно токсичен.

Различни хромни съединения, като хромен (III) оксид и оловен хромат, са ярко оцветени и се използват в бои и пигменти. Червеният цвят на рубина се дължи на наличието на този химичен елемент. Някои вещества, особено натрият, са окислители, използвани за окисляване на органични съединения и (заедно със сярната киселина) за почистване на лабораторни стъклени съдове. В допълнение, хромният оксид (VI) се използва при производството на магнитна лента.

Откриване и етимология

Историята на откриването на химичния елемент хром е следната. През 1761 г. Йохан Готлоб Леман открива оранжево-червен минерал в Уралските планини и го нарича "сибирско червено олово". Въпреки че е идентифициран погрешно като съединение на олово със селен и желязо, материалът всъщност е оловен хромат с химическа формула PbCrO 4 . Днес е известен като минералът крокон.

През 1770 г. Питър Саймън Палас посетил мястото, където Леман открил червен оловен минерал, който имал много полезни пигментни свойства в боите. Използването на сибирско червено олово като боя се развива бързо. В допълнение, ярко жълто от крокон стана модерно.

През 1797 г. Никола-Луи Воклен получава проби от червено. Чрез смесване на крокон със солна киселина той получава оксида CrO 3 . Хромът като химичен елемент е изолиран през 1798 г. Воклен го получава чрез нагряване на оксид с въглен. Той също успя да открие следи от хром в скъпоценни камъни като рубин и изумруд.

През 1800 г. Cr се използва главно в бои и кожени соли. Днес 85% от метала се използва в сплави. Останалото се използва в химическата промишленост, производството на огнеупорни материали и леярната промишленост.

Произношението на химичния елемент хром съответства на гръцкото χρῶμα, което означава „цвят“, поради множеството цветни съединения, които могат да се получат от него.

Добив и производство

Елементът е направен от хромит (FeCr 2 O 4). Приблизително половината от тази руда в света се добива в Южна Африка. Освен това Казахстан, Индия и Турция са основните му производители. Има достатъчно проучени находища на хромит, но географски те са съсредоточени в Казахстан и Южна Африка.

Депозитите на самороден хром са редки, но съществуват. Например, той се добива в мина Удачная в Русия. Той е богат на диаманти и редуциращата среда спомага за образуването на чист хром и диаманти.

За промишленото производство на метал хромитните руди се обработват с разтопена основа (сода каустик, NaOH). В този случай се образува натриев хромат (Na 2 CrO 4), който се редуцира от въглерод до Cr 2 O 3 оксид. Металът се получава чрез нагряване на оксида в присъствието на алуминий или силиций.

През 2000 г. приблизително 15 Mt хромитна руда е добита и преработена в 4 Mt ферохром, 70% хром-желязо, с приблизителна пазарна стойност от 2,5 милиарда щатски долара.

Основни характеристики

Характеристиката на химичния елемент хром се дължи на факта, че той е преходен метал от четвъртия период на периодичната система и се намира между ванадий и манган. Включен в VI група. Топи се при температура 1907 °C. В присъствието на кислород хромът бързо образува тънък слой оксид, който предпазва метала от по-нататъшно взаимодействие с кислорода.

Като преходен елемент, той реагира с вещества в различни пропорции. Така той образува съединения, в които има различни степени на окисление. Хромът е химичен елемент с основни състояния +2, +3 и +6, от които +3 е най-стабилен. Освен това в редки случаи се наблюдават състояния +1, +4 и +5. Съединенията на хрома в степен на окисление +6 са силни окислители.

Какъв цвят е хром? Химическият елемент придава рубинен оттенък. Използваният Cr 2 O 3 се използва и като пигмент, наречен "хромово зелено". Неговите соли оцветяват стъклото в изумрудено зелен цвят. Хромът е химичен елемент, чието присъствие прави рубинено червено. Поради това се използва при производството на синтетични рубини.

изотопи

Изотопите на хрома имат атомни тегла от 43 до 67. Обикновено този химичен елемент се състои от три стабилни форми: 52 Cr, 53 Cr и 54 Cr. От тях 52 Cr е най-често срещаният (83,8% от целия естествен хром). Освен това са описани 19 радиоизотопа, от които 50 Cr е най-стабилният, с период на полуразпад над 1,8 x 10 17 години. 51 Cr има период на полуразпад от 27,7 дни, като за всички останали радиоактивни изотопи той не надвишава 24 часа, а за повечето от тях трае по-малко от една минута. Елементът има и две метастатии.

Изотопите на хрома в земната кора, като правило, придружават изотопи на манган, което намира приложение в геологията. 53Cr се образува по време на радиоактивното разпадане на 53Mn. Изотопното съотношение Mn/Cr подсилва друга информация за ранната история на Слънчевата система. Промените в съотношенията на 53 Cr/52 Cr и Mn/Cr от различни метеорити доказват, че новите атомни ядра са създадени точно преди формирането на Слънчевата система.

Химичен елемент хром: свойства, формула на съединенията

Хромният оксид (III) Cr 2 O 3, известен също като сесквиоксид, е един от четирите оксида на този химичен елемент. Получава се от хромит. Зеленото съединение обикновено се нарича "хромирано зелено", когато се използва като пигмент за боядисване на емайл и стъкло. Оксидът може да се разтвори в киселини, образувайки соли и в разтопени основи, хромити.

Калиев бихромат

K 2 Cr 2 O 7 е мощен окислител и е предпочитан като почистващ агент за лабораторни стъклени съдове от органични вещества. За целта се използва неговият наситен разтвор, но понякога се заменя с натриев бихромат, поради по-високата му разтворимост. В допълнение, той може да регулира процеса на окисляване на органични съединения, превръщайки първичния алкохол в алдехид и след това във въглероден диоксид.

Калиевият бихромат може да причини хромен дерматит. Хромът вероятно е причината за сенсибилизацията, водеща до развитие на дерматит, особено на ръцете и предмишниците, който е хроничен и труден за лечение. Подобно на други съединения на Cr(VI), калиевият бихромат е канцерогенен. Трябва да се работи с ръкавици и подходящо защитно оборудване.

Хромна киселина

Съединението има хипотетична структура H 2 CrO 4 . В природата не се срещат нито хромни, нито дихромни киселини, но техните аниони се намират в различни вещества. "Хромната киселина", която може да се намери в продажба, всъщност е нейният киселинен анхидрид - CrO 3 триоксид.

Оловен (II) хромат

PbCrO 4 има ярко жълт цвят и е практически неразтворим във вода. Поради тази причина е намерила приложение като оцветяващ пигмент под името "жълта корона".

Cr и петвалентна връзка

Хромът се отличава със способността си да образува петвалентни връзки. Съединението е създадено от Cr(I) и въглеводороден радикал. Между два хромни атома се образува петвалентна връзка. Формулата му може да бъде написана като Ar-Cr-Cr-Ar, където Ar е специфична ароматна група.

Приложение

Хромът е химичен елемент, чиито свойства са му осигурили много различни приложения, някои от които са изброени по-долу.

Придава на металите устойчивост на корозия и лъскава повърхност. Следователно хромът се включва в сплави като неръждаема стомана, използвани в приборите за хранене, например. Използва се и за хромиране.

Хромът е катализатор за различни реакции. Използва се за направата на форми за изпичане на тухли. Неговите соли загарят кожата. Калиевият бихромат се използва за окисляване на органични съединения като алкохоли и алдехиди, както и за почистване на лабораторна стъклария. Служи като фиксиращ агент за боядисване на тъкани и се използва също във фотографията и фотопечата.

CrO 3 се използва за направата на магнитни ленти (например за аудиозапис), които имат по-добри характеристики от филмите от железен оксид.

Роля в биологията

Тривалентният хром е химичен елемент, необходим за метаболизма на захарта в човешкото тяло. Обратно, шествалентният Cr е силно токсичен.

Предпазни мерки

Съединенията на металния хром и Cr(III) обикновено не се считат за опасни за здравето, но веществата, съдържащи Cr(VI), могат да бъдат токсични при поглъщане или вдишване. Повечето от тези вещества са дразнещи за очите, кожата и лигавиците. При хронична експозиция съединенията на хром (VI) могат да причинят увреждане на очите, ако не се лекуват правилно. В допълнение, той е признат канцероген. Смъртоносната доза от този химически елемент е около половин чаена лъжичка. Според препоръките на Световната здравна организация максимално допустимата концентрация на Cr (VI) в питейната вода е 0,05 mg на литър.

Тъй като съединенията на хрома се използват в багрила и дъбене на кожа, те често се намират в почвата и подземните води на изоставени промишлени обекти, които изискват екологично почистване и възстановяване. Грундът, съдържащ Cr(VI), все още се използва широко в космическата и автомобилната промишленост.

Свойства на елемента

Основните физични свойства на хрома са следните:

• Атомен номер: 24.
• Атомно тегло: 51.996.
• Точка на топене: 1890 °C.
• Точка на кипене: 2482 °C.
• Степен на окисление: +2, +3, +6.
• Електронна конфигурация: 3d 5 4s 1 .