Μάθημα του μαθήματος επιλογής «Το χρώμιο και οι ενώσεις του». Ενώσεις χρωμίου

Στόχος:εμβαθύνουν τις γνώσεις των μαθητών για το θέμα.

Καθήκοντα:

• χαρακτηρίζει το χρώμιο ως απλή ουσία.
• να εισαγάγει τους μαθητές σε ενώσεις χρωμίου διαφορετικών καταστάσεων οξείδωσης.
• δείχνουν την εξάρτηση των ιδιοτήτων των ενώσεων από τον βαθμό οξείδωσης.
• Εμφάνιση οξειδοαναγωγικών ιδιοτήτων των ενώσεων χρωμίου.
• να συνεχίσει το σχηματισμό των δεξιοτήτων των μαθητών να καταγράψουν τις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων σε μοριακή και ιοντική μορφή, να συντάξουν μια ηλεκτρονική ισορροπία.
• συνεχίσει το σχηματισμό δεξιοτήτων για την παρατήρηση ενός χημικού πειράματος.

Φόρμα μαθήματος:διάλεξη με στοιχεία ανεξάρτητης εργασίας των μαθητών και παρατήρηση χημικού πειράματος.

Πρόοδος μαθήματος

Ι. Επανάληψη της ύλης του προηγούμενου μαθήματος.

1. Απαντήστε σε ερωτήσεις και ολοκληρώστε τις εργασίες:

Ποια στοιχεία ανήκουν στην υποομάδα του χρωμίου;

Να γράψετε ηλεκτρονικούς τύπους ατόμων

Τι είδους στοιχεία είναι αυτά;

Ποιες είναι οι καταστάσεις οξείδωσης στις ενώσεις;

Πώς αλλάζει η ατομική ακτίνα και η ενέργεια ιονισμού από χρώμιο σε βολφράμιο;

Μπορείτε να προσφέρετε στους μαθητές να συμπληρώσουν έναν πίνακα χρησιμοποιώντας τις πινακικές τιμές των ακτίνων των ατόμων, τις ενέργειες ιονισμού και να βγάλουν συμπεράσματα.

Δείγμα πίνακα:

2. Ακούστε το μήνυμα του μαθητή με θέμα «Στοιχεία της υποομάδας του χρωμίου στη φύση, απόκτηση και χρήση».

II. Διάλεξη.

Σχέδιο διάλεξης:

1. Χρώμιο.
2. Ενώσεις χρωμίου. (2)

• Οξείδιο του χρωμίου; (2)
• Υδροξείδιο του χρωμίου. (2)

1. Ενώσεις χρωμίου. (3)

• Οξείδιο του χρωμίου; (3)
• Υδροξείδιο του χρωμίου. (3)

1. Ενώσεις χρωμίου (6)

• Οξείδιο του χρωμίου; (6)
• Χρωμικό και διχρωμικό οξύ.

1. Εξάρτηση των ιδιοτήτων των ενώσεων του χρωμίου από το βαθμό οξείδωσης.
2. Ιδιότητες οξειδοαναγωγής ενώσεων χρωμίου.

1. Χρώμιο.

Το χρώμιο είναι ένα λευκό γυαλιστερό μέταλλο με γαλαζωπή απόχρωση, πολύ σκληρό (πυκνότητα 7,2 g/cm3), σημείο τήξης 1890˚С.

Χημικές ιδιότητες:Το χρώμιο είναι ένα ανενεργό μέταλλο υπό κανονικές συνθήκες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η επιφάνειά του καλύπτεται με μια μεμβράνη οξειδίου (Cr 2 O 3). Όταν θερμαίνεται, το φιλμ οξειδίου καταστρέφεται και το χρώμιο αντιδρά με απλές ουσίες σε υψηλή θερμοκρασία:

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

Ασκηση:Να γράψετε εξισώσεις για τις αντιδράσεις του χρωμίου με άζωτο, φώσφορο, άνθρακα και πυρίτιο. σε μία από τις εξισώσεις, συντάξτε έναν ηλεκτρονικό ζυγό, υποδεικνύετε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα.

Η αλληλεπίδραση του χρωμίου με σύνθετες ουσίες:

Σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, το χρώμιο αντιδρά με το νερό:

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

Ασκηση:

Το χρώμιο αντιδρά με αραιό θειικό και υδροχλωρικό οξύ:

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

Ασκηση:συντάξτε έναν ηλεκτρονικό ζυγό, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα.

Το συμπυκνωμένο θειικό υδροχλωρικό και νιτρικό οξύ παθητικοποιεί το χρώμιο.

2. Ενώσεις χρωμίου. (2)

1. Οξείδιο του χρωμίου (2)- CrO - μια στερεή έντονο κόκκινο ουσία, ένα τυπικό βασικό οξείδιο (αντιστοιχεί στο υδροξείδιο του χρωμίου (2) - Cr (OH) 2), δεν διαλύεται στο νερό, αλλά διαλύεται σε οξέα:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Ασκηση:να συντάξετε μια εξίσωση αντίδρασης στη μοριακή και ιοντική μορφή της αλληλεπίδρασης του οξειδίου του χρωμίου (2) με το θειικό οξύ.

Το οξείδιο του χρωμίου (2) οξειδώνεται εύκολα στον αέρα:

• 4CrO + O 2 \u003d 2Cr 2 O 3

Ασκηση:συντάξτε έναν ηλεκτρονικό ζυγό, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα.

Το οξείδιο του χρωμίου (2) σχηματίζεται κατά την οξείδωση του αμαλγάματος του χρωμίου με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο:

2Сr (αμάλγαμα) + О 2 = 2СrО

2. Υδροξείδιο του χρωμίου (2)- Cr (OH) 2 - μια κίτρινη ουσία, ελάχιστα διαλυτή στο νερό, με έντονο βασικό χαρακτήρα, επομένως αλληλεπιδρά με οξέα:

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

Ασκηση:συνθέτουν εξισώσεις αντίδρασης στη μοριακή και ιοντική μορφή της αλληλεπίδρασης του οξειδίου του χρωμίου (2) με το υδροχλωρικό οξύ.

Όπως το οξείδιο του χρωμίου (2), το υδροξείδιο του χρωμίου (2) οξειδώνεται:

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

Ασκηση:συντάξτε έναν ηλεκτρονικό ζυγό, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα.

Το υδροξείδιο του χρωμίου (2) μπορεί να ληφθεί με τη δράση των αλκαλίων στα άλατα χρωμίου (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Ασκηση:γράψτε ιοντικές εξισώσεις.

3. Ενώσεις χρωμίου. (3)

1. Οξείδιο του χρωμίου (3)- Cr 2 O 3 - σκούρα πράσινη σκόνη, αδιάλυτη στο νερό, πυρίμαχη, κοντά στο κορούνδιο σε σκληρότητα (αντιστοιχεί σε υδροξείδιο του χρωμίου (3) - Cr (OH) 3). Το οξείδιο του χρωμίου (3) είναι αμφοτερικής φύσης, ωστόσο, είναι ελάχιστα διαλυτό σε οξέα και αλκάλια. Αντιδράσεις με αλκάλια συμβαίνουν κατά τη σύντηξη:

• Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (χρωμίτης Κ)+ H 2 O

Ασκηση:να συντάξετε μια εξίσωση αντίδρασης στη μοριακή και ιοντική μορφή της αλληλεπίδρασης του οξειδίου του χρωμίου (3) με το υδροξείδιο του λιθίου.

Είναι δύσκολο να αλληλεπιδράσετε με συμπυκνωμένα διαλύματα οξέων και αλκαλίων:

• 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

Ασκηση:συνθέτουν εξισώσεις αντίδρασης στη μοριακή και ιοντική μορφή της αλληλεπίδρασης του οξειδίου του χρωμίου (3) με το πυκνό θειικό οξύ και το πυκνό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου.

Το οξείδιο του χρωμίου (3) μπορεί να ληφθεί με αποσύνθεση διχρωμικού αμμωνίου:

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

2. Υδροξείδιο του χρωμίου (3)Το Cr (OH) 3 λαμβάνεται με τη δράση αλκαλίων σε διαλύματα αλάτων χρωμίου (3):

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

Ασκηση:γράψτε ιοντικές εξισώσεις

Το υδροξείδιο του χρωμίου (3) είναι ένα γκριζοπράσινο ίζημα, κατά την παραλαβή του, τα αλκάλια πρέπει να ληφθούν σε έλλειψη. Το υδροξείδιο του χρωμίου (3) που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο, σε αντίθεση με το αντίστοιχο οξείδιο, αλληλεπιδρά εύκολα με οξέα και αλκάλια, δηλ. παρουσιάζει αμφοτερικές ιδιότητες:

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

Ασκηση:συνθέτουν εξισώσεις αντίδρασης στη μοριακή και ιοντική μορφή της αλληλεπίδρασης του υδροξειδίου του χρωμίου (3) με το υδροχλωρικό οξύ και το υδροξείδιο του νατρίου.

Όταν το Cr (OH) 3 συντήκεται με αλκάλια, λαμβάνονται μεταχρωμίτες και ορθοχρωμίτες:

• Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (μεταχρωμίτης Κ)+ 2Η2Ο
• Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ορθοχρωμίτης Κ)+ 3Η2Ο

4. Ενώσεις χρωμίου. (6)

1. Οξείδιο του χρωμίου (6)- CrO 3 - σκούρο - κόκκινη κρυσταλλική ουσία, εξαιρετικά διαλυτή στο νερό - ένα τυπικό οξείδιο οξέος. Αυτό το οξείδιο αντιστοιχεί σε δύο οξέα:

• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (χρωμικό οξύ - σχηματίζεται με περίσσεια νερού)
• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (διχρωμικό οξύ - σχηματίζεται σε υψηλή συγκέντρωση οξειδίου του χρωμίου (3)).

Το οξείδιο του χρωμίου (6) είναι ένας πολύ ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, επομένως αλληλεπιδρά έντονα με οργανικές ουσίες:

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

Επίσης οξειδώνει ιώδιο, θείο, φώσφορο, άνθρακα:

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

Ασκηση:να κάνετε εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων του οξειδίου του χρωμίου (6) με ιώδιο, φώσφορο, άνθρακα. σε μία από τις εξισώσεις, συντάξτε έναν ηλεκτρονικό ζυγό, υποδεικνύετε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα

Όταν θερμαίνεται στους 250 0 C, το οξείδιο του χρωμίου (6) αποσυντίθεται:

• 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Το οξείδιο του χρωμίου (6) μπορεί να ληφθεί με τη δράση του πυκνού θειικού οξέος σε στερεά χρωμικά και διχρωμικά:

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

2. Χρωμικό και διχρωμικό οξύ.

Τα χρωμικά και διχρωμικά οξέα υπάρχουν μόνο σε υδατικά διαλύματα, σχηματίζουν σταθερά άλατα, αντίστοιχα χρωμικά και διχρωμικά. Τα χρωμικά και τα διαλύματά τους είναι κίτρινα, τα διχρωμικά είναι πορτοκαλί.

Ιόντα χρωμικού - CrO 4 2- και διχρωμικά - Cr 2O 7 2- ιόντα περνούν εύκολα το ένα μέσα στο άλλο όταν αλλάζει το περιβάλλον του διαλύματος

Στο όξινο περιβάλλον του διαλύματος, τα χρωμικά μετατρέπονται σε διχρωμικά:

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

Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, τα διχρωμικά μετατρέπονται σε χρωμικά:

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

Όταν αραιώνεται, το διχρωμικό οξύ γίνεται χρωμικό οξύ:

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

5. Εξάρτηση των ιδιοτήτων των ενώσεων του χρωμίου από το βαθμό οξείδωσης.

Κατάσταση οξείδωσης	+2	+3	+6
Οξείδιο	CrO	Cr 2 O 3	CrO 3
Η φύση του οξειδίου	βασικός	αμφοτερικός	οξύ
Υδροξείδιο	Cr(OH) 2	Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3	H2CrO4
Η φύση του υδροξειδίου	βασικός	αμφοτερικός	οξύ
→ αποδυνάμωση βασικών ιδιοτήτων και ενίσχυση όξινων→

6. Οξειδοαναγωγικές ιδιότητες ενώσεων χρωμίου.

Αντιδράσεις σε όξινο μέσο.

Σε όξινο περιβάλλον, οι ενώσεις Cr +6 μετατρέπονται σε ενώσεις Cr +3 υπό τη δράση αναγωγικών παραγόντων: 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

Ασκηση:

1. Εξισορροπήστε την εξίσωση αντίδρασης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ισοζυγίου ηλεκτρονίων, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

• 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. Προσθέστε τα προϊόντα της αντίδρασης, εξισώστε την εξίσωση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ισοζυγίου ηλεκτρονίων, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

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

Αντιδράσεις σε αλκαλικό μέσο.

Σε αλκαλικό περιβάλλον, οι ενώσεις του χρωμίου Cr +3 μετατρέπονται σε ενώσεις Cr +6 υπό τη δράση οξειδωτικών παραγόντων: 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 -

Ασκηση:

Εξισορροπήστε την εξίσωση αντίδρασης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ισοζυγίου ηλεκτρονίων, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

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

Προσθέστε τα προϊόντα της αντίδρασης, εξισώστε την εξίσωση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του ισοζυγίου ηλεκτρονίων, υποδείξτε τον οξειδωτικό και τον αναγωγικό παράγοντα:

• Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? +?

Έτσι, οι οξειδωτικές ιδιότητες ενισχύονται σταθερά με μια αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης στη σειρά: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Οι ενώσεις χρωμίου (2) είναι ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες, οξειδώνονται εύκολα, μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (3). Οι ενώσεις χρωμίου (6) είναι ισχυρά οξειδωτικά, εύκολα ανάγεται σε ενώσεις χρωμίου (3). Οι ενώσεις του χρωμίου (3), όταν αλληλεπιδρούν με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες, παρουσιάζουν οξειδωτικές ιδιότητες, μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (2) και όταν αλληλεπιδρούν με ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες, παρουσιάζουν αναγωγικές ιδιότητες, μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (6)

Για τη μέθοδο της διάλεξης:

1. Για να ενισχυθεί η γνωστική δραστηριότητα των μαθητών και να διατηρηθεί το ενδιαφέρον, συνιστάται η διεξαγωγή ενός πειράματος επίδειξης κατά τη διάρκεια της διάλεξης. Ανάλογα με τις δυνατότητες του εκπαιδευτικού εργαστηρίου, οι μαθητές μπορούν να επιδείξουν τα ακόλουθα πειράματα:

• απόκτηση οξειδίου του χρωμίου (2) και υδροξειδίου του χρωμίου (2), απόδειξη των βασικών ιδιοτήτων τους.
• απόκτηση οξειδίου του χρωμίου (3) και υδροξειδίου του χρωμίου (3), απόδειξη των αμφοτερικών τους ιδιοτήτων.
• λήψη οξειδίου του χρωμίου (6) και διάλυσή του σε νερό (λήψη χρωμικού και διχρωμικού οξέα).
• η μετάβαση των χρωμικών σε διχρωμικά, των διχρωμικών σε χρωμικά.

1. Τα καθήκοντα της ανεξάρτητης εργασίας μπορούν να διαφοροποιηθούν λαμβάνοντας υπόψη τις πραγματικές ευκαιρίες μάθησης των μαθητών.
2. Μπορείτε να ολοκληρώσετε τη διάλεξη ολοκληρώνοντας τις ακόλουθες εργασίες: γράψτε τις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων με τις οποίες μπορείτε να πραγματοποιήσετε τους ακόλουθους μετασχηματισμούς:

.III. Εργασία για το σπίτι:οριστικοποίηση της διάλεξης (προσθέστε τις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων)

1. Βασίλιεβα Ζ.Γ. Εργαστηριακές εργασίες γενικής και ανόργανης χημείας. -Μ.: «Χημεία», 1979 - 450 σελ.
2. Egorov A.S. Καθηγητής Χημείας. - Rostov-on-Don: "Phoenix", 2006.-765 p.
3. Kudryavtsev A.A. Σύνταξη χημικών εξισώσεων. - Μ., «Γυμνάσιο», 1979. - 295 σελ.
4. Petrov M.M. Ανόργανη χημεία. - Λένινγκραντ: "Χημεία", 1989. - 543 σελ.
5. Ushkalova V.N. Χημεία: αγωνιστικές εργασίες και απαντήσεις. - Μ.: «Διαφωτισμός», 2000. - 223 σελ.

17.έγγρ

Χρώμιο. Οξείδια χρωμίου (II), (III) και (VI). Υδροξείδια και άλατα του χρωμίου (II) και (III). Χρωμικά και διχρωμικά. Σύνθετες ενώσεις χρωμίου (III)

17.1. Σύντομη περιγραφή των στοιχείων της υποομάδας του χρωμίου

Η υποομάδα χρωμίου είναι μια πλευρική υποομάδα της ομάδας VI του περιοδικού συστήματος στοιχείων του D.I. Μεντελέεφ. Η υποομάδα περιλαμβάνει χρώμιο Cr, μολυβδαίνιο Mo, βολφράμιο W.

Αυτά τα στοιχεία συγκαταλέγονται επίσης μεταξύ των μετάλλων μετάπτωσης, επειδή. δημιουργούν το d-υποεπίπεδο του προεξωτερικού στρώματος. Στο εξωτερικό στρώμα των ατόμων αυτών των στοιχείων, υπάρχει ένα (για το χρώμιο και το μολυβδαίνιο) ή δύο (για το βολφράμιο) ηλεκτρόνια. Έτσι, τα άτομα των στοιχείων της υποομάδας του χρωμίου έχουν έξι ηλεκτρόνια σθένους που μπορούν να συμμετέχουν στο σχηματισμό ενός χημικού δεσμού (βλ. Πίνακα 30).

Το χρώμιο, το μολυβδαίνιο, το βολφράμιο είναι παρόμοια σε πολλές φυσικές και χημικές ιδιότητες: για παράδειγμα, με τη μορφή απλών ουσιών, είναι όλα πυρίμαχα ασημί-λευκά μέταλλα με υψηλή σκληρότητα και μια σειρά από πολύτιμες μηχανικές ιδιότητες - ικανότητα κύλισης, έλξης και γραμματόσημο povka.

Από χημική άποψη, όλα τα μέταλλα της υποομάδας του χρωμίου είναι ανθεκτικά στη δράση του αέρα και του νερού (υπό κανονικές συνθήκες), όταν θερμαίνονται, όλα αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο, τα αλογόνα, τον φώσφορο και τον άνθρακα.

Υπό τη δράση συμπυκνωμένων οξέων (HNO 3, H 2 SO 4) σε κανονική θερμοκρασία, τα μέταλλα της υποομάδας του χρωμίου παθητικοποιούνται.

Για όλα τα στοιχεία της υποομάδας του χρωμίου, οι ενώσεις είναι πιο χαρακτηριστικές, όπου βρίσκονται οι καταστάσεις οξείδωσής τους +2, +3, +6 (αν και υπάρχουν ενώσεις όπου οι βαθμοί τους μπορεί επίσης να είναι +4 και +5, και για το χρώμιο και +1). Τα στοιχεία της υποομάδας του χρωμίου δεν έχουν αρνητική κατάσταση οξείδωσης και δεν σχηματίζουν πτητικές ενώσεις υδρογόνου. Τα στερεά υδρίδια όπως το CrH 3 είναι γνωστά μόνο για το χρώμιο. Οι ενώσεις δισθενών στοιχείων είναι ασταθείς και οξειδώνονται εύκολα σε υψηλότερες καταστάσεις οξείδωσης.

Με την αύξηση του βαθμού οξείδωσης αυξάνεται η όξινη φύση των οξειδίων, με μέγιστη κατάσταση οξείδωσης +6, σχηματίζονται οξείδια του τύπου RO 3, στα οποία αντιστοιχούν τα οξέα H 2 RO 4. Η ισχύς των οξέων μειώνεται φυσικά από χρώμιο σε βολφράμιο. Τα περισσότερα από τα άλατα αυτών των οξέων είναι ελάχιστα διαλυτά στο νερό· μόνο τα άλατα αλκαλιμετάλλων και αμμωνίου διαλύονται καλά.

Όπως και σε άλλες περιπτώσεις, οι μεταλλικές ιδιότητες των στοιχείων της υποομάδας του χρωμίου αυξάνονται με την αύξηση του σειριακού αριθμού.

Stva. Η χημική δραστηριότητα των μετάλλων στη σειρά χρώμιο - μολυβδαίνιο - βολφράμιο μειώνεται αισθητά.

Όλα τα μέταλλα της υποομάδας του χρωμίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύγχρονη τεχνολογία, ειδικά στη μεταλλουργική βιομηχανία για την παραγωγή ειδικών χάλυβων.

17.2. Χρώμιο

Όντας στη φύση

Το χρώμιο είναι ένα από τα αρκετά κοινά στοιχεία, η περιεκτικότητά του στον φλοιό της γης είναι περίπου 0,02% (22η θέση). Το χρώμιο απαντάται αποκλειστικά σε ενώσεις, τα κύρια ορυκτά είναι ο χρωμίτης FeCr 2 O 4 (ή FeO Cr 2 O 3), ή ο χρωμίτης σίδηρος και ο κροκοίτης PbCtO 4 (ή PbO CrO 3). Το χρώμα πολλών στοιχείων οφείλεται στην παρουσία χρωμίου σε αυτά. Έτσι, για παράδειγμα, ένας χρυσοπράσινος τόνος σε ένα σμαράγδι ή ένας κόκκινος σε ένα ρουμπίνι δίνεται από ένα μείγμα οξειδίου του χρωμίου Cr 2 O 3.

Παραλαβή

Η πρώτη ύλη για τη βιομηχανική παραγωγή χρωμίου είναι το χρώμιο σιδηρομετάλλευμα. Η χημική του επεξεργασία οδηγεί σε Cr 2 O 3 . Η αναγωγή του Cr 2 O 3 με αλουμίνιο ή πυρίτιο δίνει μέταλλο χρώμιο χαμηλής καθαρότητας:

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

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

Ένα πιο καθαρό μέταλλο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση συμπυκνωμένων διαλυμάτων ενώσεων χρωμίου.

^ Φυσικές ιδιότητες

Το χρώμιο είναι ένα ατσάλι-γκρι μέταλλο, σκληρό, μάλλον βαρύ ( = 7,19 g / cm 3), πλαστικό, ελατό, λιώνει στους 1890 ° C, βράζει στους 2480 ° C. Εμφανίζεται στη φύση ως μείγμα τεσσάρων σταθερών ισοτόπων με μάζες αριθμούς 50, 52, 53 και 54. Το πιο κοινό ισότοπο είναι το 52 Cr (83,76%).

Χημικές ιδιότητες

Η διάταξη των ηλεκτρονίων στα τροχιακά 3d και 4s του ατόμου χρωμίου μπορεί να αναπαρασταθεί από το διάγραμμα:

Αυτό δείχνει ότι το χρώμιο μπορεί να εμφανίσει διάφορες καταστάσεις οξείδωσης σε ενώσεις από +1 έως +6. Από αυτές, οι ενώσεις χρωμίου με καταστάσεις οξείδωσης +2, +3, +6 είναι οι πιο σταθερές. Έτσι, όχι μόνο το ηλεκτρόνιο s του εξωτερικού επιπέδου, αλλά και πέντε d-ηλεκτρόνια του προ-εξωτερικού επιπέδου συμμετέχουν στο σχηματισμό χημικών δεσμών.

Υπό κανονικές συνθήκες, το χρώμιο είναι ανθεκτικό στο οξυγόνο, το νερό και ορισμένα άλλα χημικά αντιδραστήρια. Σε υψηλές θερμοκρασίες, το χρώμιο καίγεται σε οξυγόνο:

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

Όταν θερμαίνεται, αντιδρά με υδρατμούς:

2Cr + 3Н 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2 

Όταν θερμαίνεται, το μέταλλο χρώμιο αντιδρά επίσης με αλογόνα, θείο, άζωτο, φώσφορο, άνθρακα, πυρίτιο και βόριο. Για παράδειγμα: 2Cr+N 2 =2CrN 2Cr+3S=Cr 2 S 3 Cr+2Si=CrSi 2

Το μέταλλο διαλύεται σε κανονική θερμοκρασία σε αραιά οξέα (HCl, H 2 SO 4) με την απελευθέρωση υδρογόνου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, απουσία αέρα, σχηματίζονται άλατα χρωμίου (II):

Cr + 2HCl \u003d CrCl2 + H 2  Και σε άλατα αέρα - χρωμίου (III): 4Cr + 12HCl + 3O 2 \u003d 4CrCl + 6H 2 O

Εάν το μέταλλο βυθιστεί για κάποιο χρονικό διάστημα σε νιτρικό οξύ (συμπυκνωμένο ή αραιό), τότε παύει να διαλύεται σε HCl και H 2 SO 4, δεν αλλάζει όταν θερμαίνεται με αλογόνα κ.λπ. Αυτό το φαινόμενο - παθητικοποίηση - εξηγείται από το σχηματισμό ενός προστατευτικού στρώματος στη μεταλλική επιφάνεια - ένα πολύ πυκνό και μηχανικά ισχυρό (αν και πολύ λεπτό) φιλμ οξειδίου του χρωμίου Cr 2 O 3.

Εφαρμογή

Ο κύριος καταναλωτής του χρωμίου είναι η μεταλλουργία. Ο χάλυβας με την προσθήκη χρωμίου γίνεται πολύ πιο ανθεκτικός στη δράση των χημικών αντιδραστηρίων. Τέτοιες σημαντικές ιδιότητες του χάλυβα όπως η αντοχή, η σκληρότητα και η αντοχή στη φθορά αυξάνονται επίσης. Η ηλεκτρολυτική επικάλυψη χρωμίου των προϊόντων σιδήρου (επιχρωμίωση) τα καθιστά επίσης ανθεκτικά στη διάβρωση.

Η οικογένεια των κραμάτων χρωμίου είναι πολύ μεγάλη. Το Nichrome-we (κράματα με νικέλιο) και το limp (με αλουμίνιο και σίδηρο) είναι σταθερά

Τα Chivas έχουν υψηλή αντοχή και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή θερμαντικών σωμάτων σε φούρνους ηλεκτρικής αντίστασης. Stellite - ένα κράμα χρωμίου (20-25%), κοβαλτίου (45-60%), βολφραμίου (5-20%), σιδήρου (1-3%) - πολύ σκληρό, ανθεκτικό στη φθορά και τη διάβρωση. χρησιμοποιείται στη βιομηχανία επεξεργασίας μετάλλων για την κατασκευή εργαλείων κοπής. Οι χάλυβες χρωμομολυβδαινίου χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ατράκτων αεροσκαφών.

^ 17.3. Οξείδια χρωμίου (II), (III) και (VI).

Το χρώμιο σχηματίζει τρία οξείδια: CrO, Cr 2 O 3 , CrO 3 .

Οξείδιο του χρωμίου (II) CrO - πυροφορική μαύρη σκόνη. Obla-δίνει βασικές ιδιότητες.

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:

Το CrO λαμβάνεται με αποσύνθεση υπό κενό του χρωμίου καρβονυλ Cr(CO) 6 στους 300°C.

Οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3 - πυρίμαχη πράσινη σκόνη. Είναι κοντά στο κορούνδιο σε σκληρότητα, επομένως εισάγεται στη σύνθεση των στιλβωτικών παραγόντων. Σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση Cr και O 2 σε υψηλή θερμοκρασία. Στο εργαστήριο, το οξείδιο του χρωμίου (III) μπορεί να ληφθεί με θέρμανση διχρωμικού αμμωνίου:

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

Το οξείδιο του χρωμίου(III) έχει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες. Όταν αλληλεπιδρούν με οξέα, σχηματίζονται άλατα χρωμίου (III): Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Όταν αλληλεπιδρούν με αλκάλια στο τήγμα, σχηματίζονται ενώσεις χρωμίου (III) - χρωμίτες (απουσία οξυγόνου): Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Το οξείδιο του χρωμίου (III) είναι αδιάλυτο στο νερό.

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, το οξείδιο του χρωμίου (III) συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) CrO 3 - χρωμικός ανυδρίτης, είναι σκούρο κόκκινοι κρύσταλλοι που μοιάζουν με βελόνες. Όταν θερμαίνεται στους 200°C περίπου, αποσυντίθεται:

4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2 

Εύκολα διαλυτό στο νερό, με όξινο χαρακτήρα, σχηματίζει χρωμικά οξέα. Με περίσσεια νερού, σχηματίζεται χρωμικό οξύ H 2 CrO 4:

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

Σε υψηλή συγκέντρωση CrO 3, σχηματίζεται διχρωμικό οξύ H 2 Cr 2 O 7:

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

Το οποίο, όταν αραιωθεί, γίνεται χρωμικό οξύ:

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

Τα χρωμικά οξέα υπάρχουν μόνο σε υδατικό διάλυμα· κανένα από αυτά τα οξέα δεν έχει απομονωθεί σε ελεύθερη κατάσταση. Ωστόσο, τα άλατά τους είναι πολύ σταθερά.

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας:

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

Οξειδώνει ιώδιο, θείο, φώσφορο, άνθρακα, μετατρέποντας σε Cr 2 O 3. Το CrO 3 λαμβάνεται με τη δράση περίσσειας πυκνού θειικού οξέος σε κορεσμένο υδατικό διάλυμα διχρωμικού νατρίου: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O Ισχυρή τοξικότητα του χρωμικού νατρίου (VI) πρέπει να σημειωθεί.

^ 17.4. Υδροξείδια και άλατα του χρωμίου (II) και (III). Σύνθετες ενώσεις χρωμίου (III)

Το υδροξείδιο του χρωμίου (II) Cr (OH) 2 λαμβάνεται με τη μορφή κίτρινου ιζήματος με επεξεργασία διαλυμάτων αλάτων χρωμίου (II) με αλκάλια απουσία οξυγόνου:

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

Το Cr (OH) 2 έχει τυπικές βασικές ιδιότητες και είναι ισχυρός αναγωγικός παράγοντας:

2Cr(OH) 2 +H 2 O+1/2O 2 =2Cr(OH) 3 

Υδατικά διαλύματα αλάτων χρωμίου (II) λαμβάνονται χωρίς πρόσβαση στον αέρα με διάλυση μετάλλου χρωμίου σε αραιά οξέα σε ατμόσφαιρα υδρογόνου ή με αναγωγή αλάτων τρισθενούς χρωμίου με ψευδάργυρο σε όξινο μέσο. Τα άνυδρα άλατα του χρωμίου (II) είναι λευκά και τα υδατικά διαλύματα και οι κρυσταλλικοί υδρίτες είναι μπλε.

Ως προς τις χημικές τους ιδιότητες, τα άλατα χρωμίου (II) είναι παρόμοια με τα άλατα σιδήρου σιδήρου, αλλά διαφέρουν από τα τελευταία σε πιο έντονες αναγωγικές ιδιότητες, δηλ. ευκολότερα από τις αντίστοιχες ενώσεις του σιδήρου, οξειδώνονται. Γι' αυτό είναι πολύ δύσκολο να ληφθούν και να αποθηκευτούν ενώσεις δισθενούς χρωμίου.

Υδροξείδιο του χρωμίου (III) Cr (OH) 3 - ένα ζελατινώδες γκριζοπράσινο ίζημα, λαμβάνεται από τη δράση αλκαλίων σε διαλύματα αλάτων χρωμίου (III):

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

Το υδροξείδιο του χρωμίου (III) έχει αμφοτερικές ιδιότητες, διαλύοντας και τα δύο σε οξέα με το σχηματισμό αλάτων χρωμίου (III):

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O και σε αλκάλια με σχηματισμό υδροξυχρωμιτών: Cr (OH) 3 + NaOH \u003d Na 3

Όταν το Cr (OH) 3 συντήκεται με αλκάλια, σχηματίζονται μεταχρωμίτες και ορθοχρωμίτες:

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

Κατά την πύρωση του υδροξειδίου του χρωμίου (III), σχηματίζεται οξείδιο του χρωμίου (III):

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

Τα άλατα τρισθενούς χρωμίου χρωματίζονται τόσο σε στερεά όσο και σε υδατικά διαλύματα. Για παράδειγμα, το άνυδρο θειικό χρώμιο (III) Cr 2 (SO 4) 3 είναι μωβ-κόκκινο, τα υδατικά διαλύματα θειικού χρωμίου (III), ανάλογα με τις συνθήκες, μπορούν να αλλάξουν χρώμα από μωβ σε πράσινο. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στα υδατικά διαλύματα το κατιόν Cr 3+ υπάρχει μόνο με τη μορφή ενός ένυδρου ιόντος 3+ λόγω της τάσης του τρισθενούς χρωμίου να σχηματίζει σύνθετες ενώσεις. Το ιώδες χρώμα των υδατικών διαλυμάτων αλάτων χρωμίου (III) οφείλεται ακριβώς στο κατιόν 3+. Όταν θερμαίνονται, τα σύμπλοκα άλατα του χρωμίου (III) μπορούν

Χάνουν μερικώς νερό, σχηματίζοντας άλατα διαφόρων χρωμάτων, έως και πράσινο.

Τα άλατα τρισθενούς χρωμίου είναι παρόμοια με τα άλατα αλουμινίου σε σύνθεση, δομή κρυσταλλικού πλέγματος και διαλυτότητα. Έτσι, για το χρώμιο (III), καθώς και για το αλουμίνιο, είναι χαρακτηριστικός ο σχηματισμός καλίου χρωμίου στυπτηρίας KCr (SO 4) 2 12H 2 O, χρησιμοποιούνται για τη βυρσοδεψία δέρματος και ως άρωμα στην κλωστοϋφαντουργία.

Άλατα χρωμίου (III)Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3, κ.λπ. Όταν αποθηκεύονται στον αέρα, είναι σταθερά και σε διαλύματα υφίστανται υδρόλυση:

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

Η υδρόλυση πηγαίνει σύμφωνα με το στάδιο Ι, αλλά υπάρχουν άλατα που υδρολύονται πλήρως:

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

Σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής σε αλκαλικό μέσο, ​​τα άλατα χρωμίου (III) συμπεριφέρονται ως αναγωγικοί παράγοντες:

Να σημειωθεί ότι στη σειρά υδροξειδίων του χρωμίου διαφόρων καταστάσεων οξείδωσης Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - H 2 CrO 4, οι βασικές ιδιότητες εξασθενούν φυσικά και ενισχύονται οι όξινες. Μια τέτοια αλλαγή στις ιδιότητες οφείλεται σε αύξηση του βαθμού οξείδωσης και μείωση των ιοντικών ακτίνων του χρωμίου. Στην ίδια σειρά, οι οξειδωτικές ιδιότητες ενισχύονται σταθερά. Οι ενώσεις Cr (II) είναι ισχυροί αναγωγικοί παράγοντες, οξειδώνονται εύκολα, μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (III). Οι ενώσεις του χρωμίου (VI) είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες, που ανάγεται εύκολα σε ενώσεις χρωμίου (III). Ενώσεις με ενδιάμεση κατάσταση οξείδωσης, δηλ. Οι ενώσεις χρωμίου (III), όταν αλληλεπιδρούν με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες, μπορούν να εμφανίσουν οξειδωτικές ιδιότητες, μετατρέπονται σε ενώσεις χρωμίου (II), και όταν αλληλεπιδρούν με ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες, μπορούν να επιδείξουν αναγωγικές ιδιότητες, μετατρέποντας σε ενώσεις χρωμίου (VI).

^ 17.5. Χρωμικά και διχρωμικά

Τα χρωμικά οξέα σχηματίζουν δύο σειρές ενώσεων: τα χρωμικά - τα λεγόμενα άλατα του χρωμικού οξέος, και τα διχρωμικά - τα λεγόμενα άλατα του διχρωμικού οξέος. Τα χρωμικά έχουν κίτρινο χρώμα (το χρώμα του χρωμικού ιόντος CrO 2-4), τα διχρωμικά είναι πορτοκαλί (το χρώμα του διχρωμικού ιόντος Cr 2 O 2-7) .

Τα χρωμικά και τα διχρωμικά διασπώνται, σχηματίζοντας χρωμικά και διχρωμικά ιόντα, αντίστοιχα:

K 2 CrO 4 2K + +CrO 2- 4

K 2 Cr 2 O 7  2K + + Cr 2 O 2- 7

Τα χρωμικά άλατα λαμβάνονται με αντίδραση CrO 3 με αλκάλια:

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

Τα διχρωμικά σχηματίζονται όταν προστίθενται οξέα στα χρωμικά:

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

Η αντίστροφη μετάβαση είναι επίσης δυνατή όταν προστίθενται αλκάλια σε διαλύματα διχρωμικών:

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

Έτσι, στα όξινα διαλύματα, υπάρχουν κυρίως διχρωμικά άλατα (χρωματίζουν το διάλυμα πορτοκαλί), και σε αλκαλικά διαλύματα, χρωμικά (κίτρινα διαλύματα). Η ισορροπία στο σύστημα χρωμικού-διχρωμικού μπορεί να αναπαρασταθεί από την ακόλουθη εξίσωση σε συντομευμένη ιοντική μορφή:

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

Τα άλατα των χρωμικών οξέων σε όξινο περιβάλλον είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες. Συνήθως ανάγεται σε ενώσεις χρωμίου (III), για παράδειγμα:

Εφαρμογή

Οι ενώσεις του χρωμίου (VI) είναι ιδιαίτερα τοξικές: επηρεάζουν το δέρμα, την αναπνευστική οδό και προκαλούν φλεγμονή στα μάτια. Στα εργαστήρια για το πλύσιμο χημικών γυαλικών, χρησιμοποιείται συχνά ένα μείγμα χρωμίου,

Το οποίο αποτελείται από ίσους όγκους κορεσμένου υδατικού διαλύματος K 2 Cr 2 O 7 και πυκνού H 2 SO 4.

Τα υδατοδιαλυτά χρωμικά νάτριο και κάλιο χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας και δέρματος ως συντηρητικά ξύλου. Τα αδιάλυτα χρωμικά μερικών μετάλλων είναι εξαιρετικά καλλιτεχνικά χρώματα. Πρόκειται για κίτρινες κορώνες (PbCrO 4, |ZnCrO 4, SrCrO 4) και κόκκινες κορώνες μολύβδου-μολυβδαινίου (περιέχει PbCrO 4 και MoCrO 4) και πολλές άλλες. Ο πλούτος των αποχρώσεων - από ροζ-κόκκινο έως μοβ - είναι διάσημος για το SnCrO 4, το οποίο χρησιμοποιείται στη ζωγραφική σε πορσελάνη.

1) Οξείδιο του χρωμίου (III).

Το οξείδιο του χρωμίου μπορεί να ληφθεί:

Θερμική αποσύνθεση διχρωμικού αμμωνίου:

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

Αναγωγή του διχρωμικού καλίου με άνθρακα (κοκ) ή θείο:

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

Το οξείδιο του χρωμίου(III) έχει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες.

Με τα οξέα, το οξείδιο του χρωμίου (III) σχηματίζει άλατα:

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

Όταν το οξείδιο του χρωμίου (III) συντήκεται με οξείδια, υδροξείδια και ανθρακικά άλατα αλκαλίων και μετάλλων αλκαλικών γαιών, σχηματίζονται χρωμίτες (III), (χρωμίτες):

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

Με αλκαλικά τήγματα οξειδωτικών παραγόντων - χρωμικά (VI) (χρωμικά)

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) Υδροξείδιο του χρωμίου (III).

Το υδροξείδιο του χρωμίου(III) έχει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες.

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) Άλατα χρωμίου (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 (συμπ.) \u003d 2Cr (NO 3) 3 + 3H 2 SO 4 + 24NO 2 + 12H 2 O

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

Τα χρωμικά (III) αντιδρούν εύκολα με οξέα:

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

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

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

Πλήρως υδρολύεται σε διάλυμα

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

Τα περισσότερα άλατα χρωμίου είναι πολύ διαλυτά στο νερό, αλλά υδρολύονται εύκολα:

Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +

CrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl

Τα άλατα που σχηματίζονται από κατιόντα χρωμίου (III) και ένα ανιόν ασθενούς ή πτητικού οξέος υδρολύονται πλήρως σε υδατικά διαλύματα:

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

Ενώσεις χρωμίου (VI).

1) Οξείδιο του χρωμίου (VI).

Οξείδιο του χρωμίου(VI). Εξαιρετικά δηλητηριώδες!

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) μπορεί να ληφθεί με τη δράση πυκνού θειικού οξέος σε ξηρά χρωμικά ή διχρωμικά:

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

Οξείδιο οξέος που αλληλεπιδρά με βασικά οξείδια, βάσεις, νερό:

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

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας: οξειδώνει άνθρακα, θείο, ιώδιο, φώσφορο, ενώ μετατρέπεται σε οξείδιο του χρωμίου (III).

4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

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

Οξείδωση αλάτων:

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

Οξείδωση οργανικών ενώσεων:

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

Ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες είναι τα άλατα των χρωμικών οξέων - χρωμικών και διχρωμικών. Τα αναγωγικά προϊόντα των οποίων είναι παράγωγα χρωμίου (III).

Σε ένα ουδέτερο μέσο, ​​σχηματίζεται υδροξείδιο του χρωμίου (III):

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

Σε αλκαλικά - υδροξοχρωμικά (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

Σε όξινα άλατα χρωμίου (III):

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

Το προϊόν ανάκτησης σε διάφορα περιβάλλοντα μπορεί να αναπαρασταθεί σχηματικά:

H 2 O Cr(OH) 3 γκριζοπράσινο ίζημα

K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)

OH - 3 - σμαραγδένιο πράσινο διάλυμα

K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ μπλε-ιώδες διάλυμα

Τα άλατα του χρωμικού οξέος - χρωμικά - είναι κίτρινα και τα άλατα του διχρωμικού οξέος - τα διχρωμικά - είναι πορτοκαλί. Αλλάζοντας την αντίδραση του διαλύματος, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί ο αμοιβαίος μετασχηματισμός των χρωμικών σε διχρωμικά:

2K 2 CrO 4 + 2HCl (διαφορ.) = 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

όξινο περιβάλλον

2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O

αλκαλικό περιβάλλον

Χρώμιο. Ενώσεις χρωμίου.

1. Θειούχο χρώμιο (III) κατεργάστηκε με νερό, ενώ απελευθερώθηκε αέριο και παρέμεινε μια αδιάλυτη ουσία. Στην ουσία αυτή προστέθηκε διάλυμα καυστικής σόδας και διοχετεύθηκε αέριο χλώριο, ενώ το διάλυμα απέκτησε κίτρινο χρώμα. Το διάλυμα οξινίστηκε με θειικό οξύ, ως αποτέλεσμα, το χρώμα άλλαξε σε πορτοκαλί. Το αέριο που απελευθερώθηκε κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας του σουλφιδίου με νερό πέρασε μέσω του προκύπτοντος διαλύματος και το χρώμα του διαλύματος άλλαξε σε πράσινο. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

2. Μετά από σύντομη θέρμανση μιας άγνωστης ουσίας σε σκόνη, μιας πορτοκαλί ουσίας πορτοκαλί χρώματος, ξεκινά μια αυθόρμητη αντίδραση, η οποία συνοδεύεται από αλλαγή χρώματος σε πράσινο, απελευθέρωση αερίου και σπινθήρες. Το στερεό υπόλειμμα αναμίχθηκε με καυστική ποτάσα και θερμάνθηκε, η προκύπτουσα ουσία εισήχθη σε ένα αραιό διάλυμα υδροχλωρικού οξέος και σχηματίστηκε ένα πράσινο ίζημα, το οποίο διαλύεται σε περίσσεια οξέος. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

3. Δύο άλατα χρωματίζουν τη φλόγα μωβ. Ένα από αυτά είναι άχρωμο και όταν θερμαίνεται ελαφρά με πυκνό θειικό οξύ, αποστάζεται ένα υγρό, στο οποίο διαλύεται ο χαλκός, ο τελευταίος μετασχηματισμός συνοδεύεται από την έκλυση καφέ αερίου. Όταν το δεύτερο άλας του διαλύματος θειικού οξέος προστίθεται στο διάλυμα, το κίτρινο χρώμα του διαλύματος αλλάζει σε πορτοκαλί και όταν το προκύπτον διάλυμα εξουδετερώνεται με αλκάλιο, το αρχικό χρώμα αποκαθίσταται. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

4. Υδροξείδιο τρισθενούς χρωμίου κατεργασμένο με υδροχλωρικό οξύ. Προστέθηκε ποτάσα στο προκύπτον διάλυμα, το ίζημα διαχωρίστηκε και προστέθηκε σε ένα πυκνό διάλυμα υδροξειδίου του καλίου, ως αποτέλεσμα, το ίζημα διαλύθηκε. Μετά την προσθήκη περίσσειας υδροχλωρικού οξέος, ελήφθη ένα πράσινο διάλυμα. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

5. Όταν προσθέτετε αραιό υδροχλωρικό οξύ σε διάλυμα κίτρινου άλατος, το οποίο μετατρέπει τη φλόγα μοβ, το χρώμα αλλάζει σε πορτοκαλοκόκκινο. Μετά την εξουδετέρωση του διαλύματος με συμπυκνωμένο αλκάλιο, το χρώμα του διαλύματος επέστρεψε στο αρχικό του χρώμα. Όταν προστίθεται χλωριούχο βάριο στο προκύπτον μίγμα, σχηματίζεται ένα κίτρινο ίζημα. Το ίζημα διηθήθηκε και προστέθηκε διάλυμα νιτρικού αργύρου στο διήθημα. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

6. Σόδα προστέθηκε σε διάλυμα τρισθενούς θειικού χρωμίου. Το ίζημα που σχηματίστηκε διαχωρίστηκε, μεταφέρθηκε σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, προστέθηκε βρώμιο και θερμάνθηκε. Μετά την εξουδετέρωση των προϊόντων της αντίδρασης με θειικό οξύ, το διάλυμα αποκτά πορτοκαλί χρώμα, το οποίο εξαφανίζεται αφού περάσει το διοξείδιο του θείου από το διάλυμα. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

7) Η σκόνη σουλφιδίου του χρωμίου (III) υποβλήθηκε σε επεξεργασία με νερό. Το γκριζοπράσινο ίζημα που σχηματίστηκε υποβλήθηκε σε επεξεργασία με νερό χλωρίου παρουσία υδροξειδίου του καλίου. Ένα διάλυμα θειώδους καλίου προστέθηκε στο κίτρινο διάλυμα που προέκυψε και ένα γκριζοπράσινο ίζημα έπεσε ξανά, το οποίο πυρώθηκε έως ότου η μάζα ήταν σταθερή. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

8) Η σκόνη σουλφιδίου του χρωμίου (III) διαλύθηκε σε θειικό οξύ. Σε αυτή την περίπτωση, απελευθερώθηκε αέριο και σχηματίστηκε ένα διάλυμα. Μια περίσσεια διαλύματος αμμωνίας προστέθηκε στο προκύπτον διάλυμα και το αέριο διήλθε μέσω ενός διαλύματος νιτρικού μολύβδου. Το προκύπτον μαύρο ίζημα έγινε λευκό μετά από επεξεργασία με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

9) Διχρωμικό αμμώνιο αποσυντίθεται κατά τη θέρμανση. Το στερεό προϊόν αποσύνθεσης διαλύθηκε σε θειικό οξύ. Προστέθηκε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου στο προκύπτον διάλυμα μέχρις ότου σχηματίστηκε ένα ίζημα. Με περαιτέρω προσθήκη υδροξειδίου του νατρίου στο ίζημα, αυτό διαλύθηκε. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

10) Το οξείδιο του χρωμίου(VI) αντέδρασε με υδροξείδιο του καλίου. Η προκύπτουσα ουσία κατεργάστηκε με θειικό οξύ, ένα πορτοκαλί άλας απομονώθηκε από το προκύπτον διάλυμα. Αυτό το άλας κατεργάστηκε με υδροβρωμικό οξύ. Η προκύπτουσα απλή ουσία αντέδρασε με υδρόθειο. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

11. Χρώμιο καμένο σε χλώριο. Το προκύπτον άλας αντέδρασε με ένα διάλυμα που περιέχει υπεροξείδιο του υδρογόνου και υδροξείδιο του νατρίου. Μια περίσσεια θειικού οξέος προστέθηκε στο προκύπτον κίτρινο διάλυμα, το χρώμα του διαλύματος άλλαξε σε πορτοκαλί. Όταν το οξείδιο του χαλκού(Ι) αντέδρασε με αυτό το διάλυμα, το χρώμα του διαλύματος έγινε μπλε-πράσινο. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

12. Το νιτρικό νάτριο συντήχθηκε με οξείδιο του χρωμίου (III) παρουσία ανθρακικού νατρίου. το προκύπτον αέριο αντέδρασε με περίσσεια διαλύματος υδροξειδίου του βαρίου για να σχηματίσει ένα λευκό ίζημα. Το ίζημα διαλύθηκε σε περίσσεια διαλύματος υδροχλωρικού οξέος και προστέθηκε νιτρικός άργυρος στο προκύπτον διάλυμα μέχρις ότου η καθίζηση σταμάτησε. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

13. Το κάλιο συντήχθηκε με θείο. Το προκύπτον άλας κατεργάστηκε με υδροχλωρικό οξύ. Το προκύπτον αέριο διήλθε μέσω ενός διαλύματος διχρωμικού καλίου σε θειικό οξύ. η κατακρημνισθείσα κίτρινη ουσία διηθήθηκε και συντήχθηκε με αλουμίνιο. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

14. Το χρώμιο καίγεται σε ατμόσφαιρα χλωρίου. Υδροξείδιο του καλίου προστέθηκε στάγδην στο προκύπτον άλας μέχρις ότου η καθίζηση σταμάτησε. Το προκύπτον ίζημα οξειδώθηκε με υπεροξείδιο του υδρογόνου σε καυστικό κάλιο και εξατμίστηκε. Μια περίσσεια ενός θερμού διαλύματος πυκνού υδροχλωρικού οξέος προστέθηκε στο προκύπτον στερεό υπόλειμμα. Να γράψετε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που περιγράφηκαν.

Χρώμιο. Ενώσεις χρωμίου.

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 (στερεό) + H 2 SO 4 (συμπ.) 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 (διαφορ.) \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

Αμέταλλα.

IV Α ομάδα (άνθρακας, πυρίτιο).

Ανθρακας. Ενώσεις άνθρακα.

Ι. Άνθρακας.

Ο άνθρακας μπορεί να παρουσιάσει τόσο αναγωγικές όσο και οξειδωτικές ιδιότητες. Ο άνθρακας εμφανίζει αναγωγικές ιδιότητες με απλές ουσίες που σχηματίζονται από αμέταλλα με υψηλότερη τιμή ηλεκτραρνητικότητας σε σύγκριση με αυτόν (αλογόνα, οξυγόνο, θείο, άζωτο), καθώς και με οξείδια μετάλλων, νερό και άλλους οξειδωτικούς παράγοντες.

Όταν θερμαίνεται με περίσσεια αέρα, ο γραφίτης καίγεται για να σχηματίσει μονοξείδιο του άνθρακα (IV):

Με έλλειψη οξυγόνου, μπορείτε να πάρετε CO

Ο άμορφος άνθρακας ήδη σε θερμοκρασία δωματίου αντιδρά με το φθόριο.

C + 2F 2 = CF 4

Όταν θερμαίνεται με χλώριο:

C + 2Cl 2 = CCl 4

Με ισχυρότερη θέρμανση, ο άνθρακας αντιδρά με θείο, πυρίτιο:

Υπό τη δράση μιας ηλεκτρικής εκκένωσης, ο άνθρακας ενώνεται με το άζωτο, σχηματίζοντας διακίνη:

2C + N 2 → N ≡ C - C ≡ N

Με την παρουσία ενός καταλύτη (νικέλιο) και όταν θερμαίνεται, ο άνθρακας αντιδρά με το υδρογόνο:

C + 2H 2 = CH 4

Με το νερό, το ζεστό κοκ σχηματίζει ένα μείγμα αερίων:

C + H 2 O \u003d CO + H 2

Οι αναγωγικές ιδιότητες του άνθρακα χρησιμοποιούνται στην πυρομεταλλουργία:

C + CuO = Cu + CO

Όταν θερμαίνεται με οξείδια ενεργών μετάλλων, ο άνθρακας σχηματίζει καρβίδια:

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

Ο άνθρακας οξειδώνεται από τόσο ισχυρά οξειδωτικά μέσα όπως τα συμπυκνωμένα θειικά και νιτρικά οξέα, άλλα οξειδωτικά μέσα:

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

C + 2H 2 SO 4 (συγκ.) \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

Σε αντιδράσεις με ενεργά μέταλλα, ο άνθρακας εμφανίζει τις ιδιότητες ενός οξειδωτικού παράγοντα. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται καρβίδια:

4C + 3Al \u003d Al 4 C 3

Τα καρβίδια υφίστανται υδρόλυση, σχηματίζοντας υδρογονάνθρακες:

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

Το χρώμιο σχηματίζει τρία οξείδια: CrO, Cr 2 O 3 , CrO 3 .

Οξείδιο του χρωμίου (II) CrO - πυροφορική μαύρη σκόνη. Έχει βασικές ιδιότητες.

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:

Το CrO λαμβάνεται με αποσύνθεση υπό κενό του χρωμίου καρβονυλ Cr(CO) 6 στους 300°C.

Οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3 - πυρίμαχη πράσινη σκόνη. Είναι κοντά στο κορούνδιο σε σκληρότητα, επομένως εισάγεται στη σύνθεση των στιλβωτικών παραγόντων. Σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση Cr και O 2 σε υψηλή θερμοκρασία. Στο εργαστήριο, το οξείδιο του χρωμίου (III) μπορεί να ληφθεί με θέρμανση διχρωμικού αμμωνίου:

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

Το οξείδιο του χρωμίου(III) έχει επαμφοτερίζουσες ιδιότητες. Όταν αλληλεπιδρούν με οξέα, σχηματίζονται άλατα χρωμίου (III): Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Όταν αλληλεπιδρούν με αλκάλια στο τήγμα, σχηματίζονται ενώσεις χρωμίου (III) - χρωμίτες (απουσία οξυγόνου): Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Το οξείδιο του χρωμίου (III) είναι αδιάλυτο στο νερό.

Στις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, το οξείδιο του χρωμίου (III) συμπεριφέρεται ως αναγωγικός παράγοντας:

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) CrO 3 - χρωμικός ανυδρίτης, είναι σκούρο κόκκινοι κρύσταλλοι που μοιάζουν με βελόνες. Όταν θερμαίνεται στους 200°C περίπου, αποσυντίθεται:

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

Εύκολα διαλυτό στο νερό, με όξινο χαρακτήρα, σχηματίζει χρωμικά οξέα. Με περίσσεια νερού, σχηματίζεται χρωμικό οξύ H 2 CrO 4:

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

Σε υψηλή συγκέντρωση CrO 3, σχηματίζεται διχρωμικό οξύ H 2 Cr 2 O 7:

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

το οποίο, όταν αραιωθεί, γίνεται χρωμικό οξύ:

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

Τα χρωμικά οξέα υπάρχουν μόνο σε υδατικό διάλυμα· κανένα από αυτά τα οξέα δεν έχει απομονωθεί σε ελεύθερη κατάσταση. Ωστόσο, τα άλατά τους είναι πολύ σταθερά.

Το οξείδιο του χρωμίου (VI) είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας:

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

Οξειδώνει ιώδιο, θείο, φώσφορο, άνθρακα, μετατρέποντας σε Cr 2 O 3. Το CrO 3 λαμβάνεται με τη δράση περίσσειας πυκνού θειικού οξέος σε κορεσμένο υδατικό διάλυμα διχρωμικού νατρίου: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ισχυρή τοξικότητα του οξειδίου του χρωμίου (VI).

Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό 24. Είναι ένα σκληρό, γυαλιστερό, γκρίζο μέταλλο που γυαλίζει καλά και δεν αμαυρώνει. Χρησιμοποιείται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας και ως επίστρωση. Το ανθρώπινο σώμα απαιτεί μικρές ποσότητες τρισθενούς χρωμίου για να μεταβολίσει τη ζάχαρη, αλλά το Cr(VI) είναι εξαιρετικά τοξικό.

Διάφορες ενώσεις χρωμίου, όπως το οξείδιο του χρωμίου (III) και ο χρωμικός μόλυβδος, έχουν έντονο χρώμα και χρησιμοποιούνται σε χρώματα και χρωστικές. Το κόκκινο χρώμα ενός ρουμπινιού οφείλεται στην παρουσία αυτού του χημικού στοιχείου. Ορισμένες ουσίες, ιδιαίτερα το νάτριο, είναι οξειδωτικοί παράγοντες που χρησιμοποιούνται για την οξείδωση οργανικών ενώσεων και (μαζί με το θειικό οξύ) για τον καθαρισμό υαλικών εργαστηρίων. Επιπλέον, το οξείδιο του χρωμίου (VI) χρησιμοποιείται στην παραγωγή μαγνητικής ταινίας.

Ανακάλυψη και ετυμολογία

Η ιστορία της ανακάλυψης του χημικού στοιχείου χρώμιο έχει ως εξής. Το 1761, ο Johann Gottlob Lehmann βρήκε ένα πορτοκαλοκόκκινο ορυκτό στα Ουράλια Όρη και το ονόμασε «Σιβηρικός κόκκινος μόλυβδος». Αν και λανθασμένα αναγνωρίστηκε ως ένωση μολύβδου με σελήνιο και σίδηρο, το υλικό ήταν στην πραγματικότητα χρωμικός μόλυβδος με χημικό τύπο PbCrO 4 . Σήμερα είναι γνωστό ως ορυκτό κροκό.

Το 1770, ο Peter Simon Pallas επισκέφτηκε το μέρος όπου ο Leman βρήκε ένα ορυκτό κόκκινου μολύβδου που είχε πολύ χρήσιμες ιδιότητες χρωστικής στα χρώματα. Η χρήση του κόκκινου μολύβδου της Σιβηρίας ως βαφής αναπτύχθηκε γρήγορα. Επιπλέον, το έντονο κίτρινο από το κροκό έχει γίνει μόδα.

Το 1797, ο Nicolas-Louis Vauquelin έλαβε δείγματα κόκκινου Αναμειγνύοντας κροκό με υδροχλωρικό οξύ, έλαβε το οξείδιο CrO 3 . Το χρώμιο ως χημικό στοιχείο απομονώθηκε το 1798. Το Vauquelin το έλαβε θερμαίνοντας οξείδιο με κάρβουνο. Ήταν επίσης σε θέση να ανιχνεύσει ίχνη χρωμίου σε πολύτιμους λίθους όπως το ρουμπίνι και το σμαράγδι.

Στη δεκαετία του 1800, το Cr χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε χρώματα και άλατα δέρματος. Σήμερα, το 85% του μετάλλου χρησιμοποιείται σε κράματα. Το υπόλοιπο χρησιμοποιείται στη χημική βιομηχανία, στην παραγωγή πυρίμαχων υλικών και στη βιομηχανία χυτηρίου.

Η προφορά του χημικού στοιχείου χρώμιο αντιστοιχεί στο ελληνικό χρῶμα, που σημαίνει «χρώμα», λόγω των πολλών έγχρωμων ενώσεων που μπορούν να ληφθούν από αυτό.

Εξόρυξη και παραγωγή

Το στοιχείο είναι κατασκευασμένο από χρωμίτη (FeCr 2 O 4). Περίπου το ήμισυ αυτού του μεταλλεύματος στον κόσμο εξορύσσεται στη Νότια Αφρική. Επιπλέον, το Καζακστάν, η Ινδία και η Τουρκία είναι οι κύριοι παραγωγοί της. Υπάρχουν αρκετά εξερευνημένα κοιτάσματα χρωμίτη, αλλά γεωγραφικά είναι συγκεντρωμένα στο Καζακστάν και τη νότια Αφρική.

Οι αποθέσεις εγγενούς μετάλλου χρωμίου είναι σπάνιες, αλλά υπάρχουν. Για παράδειγμα, εξορύσσεται στο ορυχείο Udachnaya στη Ρωσία. Είναι πλούσιο σε διαμάντια και το αναγωγικό περιβάλλον βοήθησε στο σχηματισμό καθαρού χρωμίου και διαμαντιών.

Για τη βιομηχανική παραγωγή μετάλλου, τα μεταλλεύματα χρωμίτη επεξεργάζονται με τηγμένο αλκάλιο (καυστική σόδα, NaOH). Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται χρωμικό νάτριο (Na 2 CrO 4), το οποίο ανάγεται με άνθρακα σε οξείδιο Cr 2 O 3. Το μέταλλο λαμβάνεται με θέρμανση του οξειδίου παρουσία αλουμινίου ή πυριτίου.

Το 2000, περίπου 15 Mt μεταλλεύματος χρωμίτη εξορύχθηκε και υποβλήθηκε σε επεξεργασία σε 4 Mt σιδηροχρωμίου, 70% χρώμιο-σίδερο, με εκτιμώμενη αγοραία αξία 2,5 δισεκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ.

Τα κύρια χαρακτηριστικά

Το χαρακτηριστικό του χημικού στοιχείου χρώμιο οφείλεται στο γεγονός ότι είναι μέταλλο μεταπτώσεως της τέταρτης περιόδου του περιοδικού πίνακα και βρίσκεται μεταξύ βαναδίου και μαγγανίου. Περιλαμβάνεται στην ομάδα VI. Λιώνει σε θερμοκρασία 1907 °C. Παρουσία οξυγόνου, το χρώμιο σχηματίζει γρήγορα ένα λεπτό στρώμα οξειδίου, το οποίο προστατεύει το μέταλλο από περαιτέρω αλληλεπίδραση με το οξυγόνο.

Ως μεταβατικό στοιχείο, αντιδρά με ουσίες σε διάφορες αναλογίες. Έτσι, σχηματίζει ενώσεις στις οποίες έχει διάφορες καταστάσεις οξείδωσης. Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο με θεμελιώδεις καταστάσεις +2, +3 και +6, εκ των οποίων το +3 είναι το πιο σταθερό. Επιπλέον, οι καταστάσεις +1, +4 και +5 παρατηρούνται σε σπάνιες περιπτώσεις. Οι ενώσεις του χρωμίου σε κατάσταση οξείδωσης +6 είναι ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες.

Τι χρώμα είναι το χρώμιο; Το χημικό στοιχείο προσδίδει μια ρουμπινιά απόχρωση. Το Cr 2 O 3 που χρησιμοποιείται για χρησιμοποιείται επίσης ως χρωστική ουσία που ονομάζεται "πράσινο χρωμίου". Τα άλατά του έχουν χρώμα γυαλί σε σμαραγδένιο πράσινο χρώμα. Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του οποίου η παρουσία κάνει ένα ρουμπινί κόκκινο. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται στην παραγωγή συνθετικών ρουμπίνων.

ισότοπα

Τα ισότοπα του χρωμίου έχουν ατομικά βάρη από 43 έως 67. Συνήθως, αυτό το χημικό στοιχείο αποτελείται από τρεις σταθερές μορφές: 52 Cr, 53 Cr και 54 Cr. Από αυτά, το 52 Cr είναι το πιο κοινό (83,8% όλου του φυσικού χρωμίου). Επιπλέον, έχουν περιγραφεί 19 ραδιοϊσότοπα, από τα οποία το 50 Cr είναι το πιο σταθερό, με χρόνο ημιζωής που υπερβαίνει τα 1,8 x 10 17 χρόνια. Το 51 Cr έχει χρόνο ημιζωής 27,7 ημέρες και για όλα τα άλλα ραδιενεργά ισότοπα δεν ξεπερνά τις 24 ώρες και για τα περισσότερα από αυτά διαρκεί λιγότερο από ένα λεπτό. Το στοιχείο έχει επίσης δύο μεταστάσεις.

Τα ισότοπα χρωμίου στον φλοιό της γης, κατά κανόνα, συνοδεύουν τα ισότοπα μαγγανίου, τα οποία βρίσκουν εφαρμογή στη γεωλογία. Το 53 Cr σχηματίζεται κατά τη ραδιενεργή διάσπαση των 53 Mn. Η αναλογία ισοτόπων Mn/Cr ενισχύει άλλες πληροφορίες σχετικά με την πρώιμη ιστορία του ηλιακού συστήματος. Οι αλλαγές στις αναλογίες 53 Cr/ 52 Cr και Mn/Cr από διαφορετικούς μετεωρίτες αποδεικνύουν ότι νέοι ατομικοί πυρήνες δημιουργήθηκαν λίγο πριν από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Χημικό στοιχείο χρώμιο: ιδιότητες, τύπος ενώσεων

Το οξείδιο του χρωμίου (III) Cr 2 O 3, γνωστό και ως σεσκιοξείδιο, είναι ένα από τα τέσσερα οξείδια αυτού του χημικού στοιχείου. Λαμβάνεται από χρωμίτη. Η πράσινη ένωση αναφέρεται συνήθως ως "πράσινο χρωμίου" όταν χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία για τη ζωγραφική σμάλτου και γυαλιού. Το οξείδιο μπορεί να διαλυθεί σε οξέα, σχηματίζοντας άλατα, και σε λιωμένα αλκάλια, χρωμίτες.

Διχρωμικό κάλιο

Το K 2 Cr 2 O 7 είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό μέσο και προτιμάται ως καθαριστικό για εργαστηριακά γυάλινα σκεύη από οργανική ύλη. Για αυτό χρησιμοποιείται το κορεσμένο διάλυμά του, αλλά μερικές φορές αντικαθίσταται με διχρωμικό νάτριο, με βάση την υψηλότερη διαλυτότητα του τελευταίου. Επιπλέον, μπορεί να ρυθμίσει τη διαδικασία οξείδωσης οργανικών ενώσεων, μετατρέποντας την πρωτογενή αλκοόλη σε αλδεΰδη και στη συνέχεια σε διοξείδιο του άνθρακα.

Το διχρωμικό κάλιο μπορεί να προκαλέσει δερματίτιδα από χρώμιο. Το χρώμιο είναι πιθανώς η αιτία της ευαισθητοποίησης που οδηγεί στην ανάπτυξη δερματίτιδας, ιδιαίτερα των χεριών και των αντιβραχίων, η οποία είναι χρόνια και δύσκολο να αντιμετωπιστεί. Όπως και άλλες ενώσεις Cr(VI), το διχρωμικό κάλιο είναι καρκινογόνο. Ο χειρισμός του πρέπει να γίνεται με γάντια και κατάλληλο προστατευτικό εξοπλισμό.

Χρωμικό οξύ

Η ένωση έχει την υποθετική δομή H 2 CrO 4 . Ούτε τα χρωμικά ούτε τα διχρωμικά οξέα βρίσκονται στη φύση, αλλά τα ανιόντα τους βρίσκονται σε διάφορες ουσίες. Το "χρωμικό οξύ", το οποίο μπορεί να βρεθεί στην πώληση, είναι στην πραγματικότητα ο όξινος ανυδρίτης του - τριοξείδιο CrO 3.

Μόλυβδος (II) χρωμικό

Το PbCrO 4 έχει έντονο κίτρινο χρώμα και είναι πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Για το λόγο αυτό έχει βρει εφαρμογή ως χρωστική ουσία με την ονομασία «κίτρινη κορώνα».

Cr και πεντασθενής δεσμός

Το χρώμιο διακρίνεται για την ικανότητά του να σχηματίζει πεντασθενείς δεσμούς. Η ένωση δημιουργείται από Cr(I) και μια ρίζα υδρογονάνθρακα. Ένας πεντασθενής δεσμός σχηματίζεται μεταξύ δύο ατόμων χρωμίου. Ο τύπος του μπορεί να γραφτεί ως Ar-Cr-Cr-Ar όπου το Ar είναι μια συγκεκριμένη αρωματική ομάδα.

Εφαρμογή

Το χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο του οποίου οι ιδιότητες του έχουν προσφέρει πολλές διαφορετικές χρήσεις, μερικές από τις οποίες παρατίθενται παρακάτω.

Χαρίζει στα μέταλλα αντοχή στη διάβρωση και γυαλιστερή επιφάνεια. Επομένως, το χρώμιο περιλαμβάνεται σε κράματα όπως ο ανοξείδωτος χάλυβας, που χρησιμοποιούνται για παράδειγμα στα μαχαιροπίρουνα. Χρησιμοποιείται επίσης για επιχρωμίωση.

Το χρώμιο είναι καταλύτης για διάφορες αντιδράσεις. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλουπιών για το ψήσιμο τούβλων. Τα άλατά του μαυρίζουν το δέρμα. Το διχρωμικό κάλιο χρησιμοποιείται για την οξείδωση οργανικών ενώσεων όπως οι αλκοόλες και οι αλδεΰδες, καθώς και για τον καθαρισμό εργαστηριακών γυαλικών. Χρησιμεύει ως σταθεροποιητικό για τη βαφή υφασμάτων και χρησιμοποιείται επίσης στη φωτογραφία και την εκτύπωση φωτογραφιών.

Το CrO 3 χρησιμοποιείται για την κατασκευή μαγνητικών ταινιών (για παράδειγμα, για εγγραφή ήχου), οι οποίες έχουν καλύτερα χαρακτηριστικά από τις μεμβράνες οξειδίου του σιδήρου.

Ρόλος στη βιολογία

Το τρισθενές χρώμιο είναι ένα χημικό στοιχείο απαραίτητο για το μεταβολισμό της ζάχαρης στο ανθρώπινο σώμα. Αντίθετα, το εξασθενές Cr είναι εξαιρετικά τοξικό.

Προληπτικά μέτρα

Οι ενώσεις του μετάλλου χρωμίου και του Cr(III) δεν θεωρούνται γενικά επικίνδυνες για την υγεία, αλλά ουσίες που περιέχουν Cr(VI) μπορεί να είναι τοξικές εάν καταποθούν ή εισπνευστούν. Οι περισσότερες από αυτές τις ουσίες είναι ερεθιστικές για τα μάτια, το δέρμα και τους βλεννογόνους. Με χρόνια έκθεση, οι ενώσεις του χρωμίου (VI) μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στα μάτια εάν δεν αντιμετωπιστούν σωστά. Επιπλέον, είναι αναγνωρισμένο καρκινογόνο. Η θανατηφόρα δόση αυτού του χημικού στοιχείου είναι περίπου μισό κουταλάκι του γλυκού. Σύμφωνα με τις συστάσεις του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας, η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση Cr (VI) στο πόσιμο νερό είναι 0,05 mg ανά λίτρο.

Επειδή οι ενώσεις χρωμίου χρησιμοποιούνται σε βαφές και βυρσοδεψία δέρματος, βρίσκονται συχνά στο έδαφος και τα υπόγεια ύδατα εγκαταλελειμμένων βιομηχανικών χώρων που απαιτούν περιβαλλοντικό καθαρισμό και αποκατάσταση. Το αστάρι που περιέχει Cr(VI) εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική και την αυτοκινητοβιομηχανία.

Ιδιότητες στοιχείων

Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του χρωμίου είναι οι εξής:

• Ατομικός αριθμός: 24.
• Ατομικό βάρος: 51.996.
• Σημείο τήξεως: 1890 °C.
• Σημείο βρασμού: 2482 °C.
• Κατάσταση οξείδωσης: +2, +3, +6.
• Διαμόρφωση ηλεκτρονίων: 3d 5 4s 1 .