Valikkursus "Kroom ja selle ühendid". Kroomiühendid

Sihtmärk: süvendada õpilaste teadmisi tunni teemal.

Ülesanded:

• iseloomustada kroomi kui lihtainet;
• tutvustada õpilastele erineva oksüdatsiooniastmega kroomiühendeid;
• näidata ühendite omaduste sõltuvust oksüdatsiooniastmest;
• näidata kroomiühendite redoksomadusi;
• jätkata õpilaste oskuste arendamist keemiliste reaktsioonide võrrandite molekulaarsel ja ioonsel kujul üleskirjutamisel ning elektroonilise tasakaalu loomisel;
• jätkake keemilise katse jälgimise oskuste arendamist.

Tunni vorm: loeng õpilaste iseseisva töö elementidega ja keemilise katse vaatlus.

Tunni edenemine

I. Eelmise tunni materjali kordamine.

1. Vasta küsimustele ja täida ülesandeid:

Millised elemendid kuuluvad kroomi alarühma?

Kirjutage aatomite elektroonilised valemid

Mis tüüpi elemendid need on?

Millised oksüdatsiooniastmed on ühenditel?

Kuidas muutub aatomi raadius ja ionisatsioonienergia kroomist volframiks?

Võite paluda õpilastel tabelit täita, kasutades tabelina toodud aatomiraadiuste ja ionisatsioonienergiate väärtusi ning teha järeldusi.

Tabeli näidis:

2. Kuulake õpilase ettekannet teemal "Kroomi alarühma elemendid looduses, valmistamine ja kasutamine".

II. Loeng.

Loengu ülevaade:

1. Kroom.
2. Kroomiühendid. (2)

• kroomoksiid; (2)
• Kroomhüdroksiid. (2)

1. Kroomiühendid. (3)

• kroomoksiid; (3)
• Kroomhüdroksiid. (3)

1. Kroomiühendid (6)

• kroomoksiid; (6)
• Kroom- ja dikroomhape.

1. Kroomiühendite omaduste sõltuvus oksüdatsiooniastmest.
2. Kroomiühendite redoksomadused.

1. Chrome.

Kroom on valge, läikiv sinaka varjundiga metall, väga kõva (tihedus 7,2 g/cm3), sulamistemperatuur 1890˚C.

Keemilised omadused: Kroom on tavatingimustes mitteaktiivne metall. Seda seletatakse asjaoluga, et selle pind on kaetud oksiidkilega (Cr 2 O 3). Kuumutamisel oksiidkile hävib ja kroom reageerib kõrgel temperatuuril lihtsate ainetega:

• 4Сr +3О 2 = 2Сr 2 О 3
• 2Сr + 3S = Сr 2 S 3
• 2Сr + 3Cl 2 = 2СrСl 3

Harjutus: koostada võrrandid kroomi reaktsioonide kohta lämmastiku, fosfori, süsiniku ja räniga; Koostage ühe võrrandi jaoks elektrooniline kaal, märkige oksüdeerija ja redutseerija.

Kroomi koostoime komplekssete ainetega:

Väga kõrgel temperatuuril reageerib kroom veega:

• 2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2

Harjutus:

Kroom reageerib lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappega:

• Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
• Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Harjutus: koostada elektrooniline kaal, märkida oksüdeerija ja redutseerija.

Kontsentreeritud väävelvesinikkloriid- ja lämmastikhape passiveerivad kroomi.

2. Kroomiühendid. (2)

1. Kroomoksiid (2)- CrO on tahke helepunane aine, tüüpiline aluseline oksiid (vastab kroom(2)hüdroksiidile - Cr(OH)2), ei lahustu vees, vaid lahustub hapetes:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Harjutus: koostada kroomoksiidi (2) interaktsiooni väävelhappega molekulaarsel ja ioonsel kujul reaktsioonivõrrand.

Kroomoksiid (2) oksüdeerub õhu käes kergesti:

• 4CrO+ O 2 = 2Cr 2 O 3

Harjutus: koostada elektrooniline kaal, märkida oksüdeerija ja redutseerija.

Kroomoksiid (2) tekib kroomamalgaami oksüdeerimisel atmosfäärihapnikuga:

2Сr (amalgaam) + O 2 = 2СrО

2. Kroomhüdroksiid (2)- Cr(OH) 2 on vees halvasti lahustuv kollane aine, millel on selgelt väljendunud aluseline iseloom, mistõttu see interakteerub hapetega:

• Cr(OH)2 + H2SO4 = CrSO4 + 2H2O

Harjutus: koostada molekulaarsel ja ioonsel kujul reaktsioonivõrrandid kroomoksiidi (2) interaktsiooniks vesinikkloriidhappega.

Nagu kroom(2)oksiid, oksüdeeritakse ka kroom(2)hüdroksiid:

• 4 Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Cr(OH) 3

Harjutus: koostada elektrooniline kaal, märkida oksüdeerija ja redutseerija.

Kroomhüdroksiidi (2) võib saada leeliste mõjul kroomisooladele (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Harjutus: kirjutada ioonvõrrandid.

3. Kroomiühendid. (3)

1. Kroomoksiid (3)- Cr 2 O 3 – tumeroheline pulber, vees lahustumatu, tulekindel, kõvaduselt korundilähedane (sellele vastab kroomhüdroksiid (3) – Cr(OH) 3). Kroomoksiid (3) on oma olemuselt amfoteerne, kuid lahustub halvasti hapetes ja leelistes. Sulandumise ajal tekivad reaktsioonid leelistega:

• Cr2O3 + 2KOH = 2KSrO2 (kromiit K)+ H2O

Harjutus: koostada molekulaarsel ja ioonsel kujul reaktsioonivõrrand kroomoksiidi (3) interaktsiooni kohta liitiumhüdroksiidiga.

Hapete ja leeliste kontsentreeritud lahustega on raske suhelda:

• Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]
• Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Harjutus: koostada molekulaarsel ja ioonsel kujul reaktsioonivõrrandid kroomoksiidi (3) interaktsiooniks kontsentreeritud väävelhappe ja kontsentreeritud naatriumhüdroksiidi lahusega.

Kroomoksiidi (3) võib saada ammooniumdikromaadi lagundamisel:

• (NН 4)2Сr 2 О 7 = N 2 + Сr 2 О 3 + 4Н 2 О

2. Kroomhüdroksiid (3) Cr(OH)3 saadakse leeliste toimel kroomisoolade lahustele (3):

• CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Harjutus: kirjutada ioonvõrrandid

Kroomhüdroksiid (3) on hallikasroheline sade, mille kättesaamisel tuleb defitsiidi korral leelist võtta. Sel viisil saadud kroomhüdroksiid (3) interakteerub erinevalt vastavast oksiidist kergesti hapete ja leelistega, s.t. sellel on amfoteersed omadused:

• Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
• Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (heksahüdroksokromiit K)

Harjutus: koostada molekulaarsel ja ioonsel kujul reaktsioonivõrrandid kroomhüdroksiidi (3) koostoimeks vesinikkloriidhappe ja naatriumhüdroksiidiga.

Kui Cr(OH)3 sulatatakse leelistega, saadakse metakromiidid ja ortokromiidid:

• Cr(OH)3 + KOH = KCrO 2 (metakromiit K)+ 2H 2O
• Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3 (ortokromiit K)+ 3H 2O

4. Kroomiühendid. (6)

1. Kroomoksiid (6)- CrO 3 – tumepunane kristalne aine, vees hästi lahustuv – tüüpiline happeline oksiid. See oksiid vastab kahele happele:

• CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (kroomhape – tekib liigse vee olemasolul)
• CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 (dikroomhape - moodustub kroomoksiidi kõrge kontsentratsiooniga (3)).

Kroomoksiid (6) on väga tugev oksüdeerija, mistõttu see interakteerub energeetiliselt orgaaniliste ainetega:

• C2H5OH + 4CrO3 = 2CO2 + 2Cr2O3 + 3H2O

Oksüdeerib ka joodi, väävlit, fosforit, kivisütt:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Harjutus: koostada kroomoksiidi (6) keemiliste reaktsioonide võrrandid joodi, fosfori, kivisöega; looge ühe võrrandi jaoks elektrooniline tasakaal, märkige oksüdeerija ja redutseerija

Temperatuurini 250 0 C kuumutamisel kroomoksiid (6) laguneb:

• 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

Kroomoksiidi (6) võib saada kontsentreeritud väävelhappe toimel tahketele kromaatidele ja dikromaatidele:

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

2. Kroom- ja dikroomhape.

Kroom- ja dikroomhape esinevad ainult vesilahustes ja moodustavad vastavalt stabiilseid sooli, kromaate ja dikromaate. Kromaadid ja nende lahused on kollase värvusega, dikromaadid on oranžid.

Kromaat - CrO 4 2- ioonid ja dikromaat - Cr 2O 7 2- ioonid muutuvad lahuse keskkonna muutumisel kergesti üksteiseks

Happelises lahuses muutuvad kromaadid dikromaatideks:

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

Aluselises keskkonnas muutuvad dikromaadid kromaatideks:

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

Lahjendamisel muutub dikroomhape kroomhappeks:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Kroomiühendite omaduste sõltuvus oksüdatsiooniastmest.

Oksüdatsiooni olek	+2	+3	+6
Oksiid	CrO	Cr 2 O 3	СrО 3
Oksiidi iseloom	põhilised	amfoteerne	hape
Hüdroksiid	Cr(OH)2	Cr(OH)3 – H3CrO3	H2CrO4
Hüdroksiidi olemus	põhilised	amfoteerne	hape
→ aluseliste omaduste nõrgenemine ja happeliste omaduste tugevnemine→

6. Kroomiühendite redoksomadused.

Reaktsioonid happelises keskkonnas.

Happelises keskkonnas muutuvad Cr +6 ühendid redutseerivate ainete toimel Cr +3 ühenditeks: H 2 S, SO 2, FeSO 4

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

Harjutus:

1. Võrdsustage reaktsioonivõrrand elektroonilise tasakaalu meetodil, märkige oksüdeerija ja redutseerija:

• 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. Lisage reaktsioonisaadused, võrdsustage võrrand elektroonilise tasakaalu meetodil, märkige oksüdeerija ja redutseerija:

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

Reaktsioonid leeliselises keskkonnas.

Aluselises keskkonnas muutuvad kroomiühendid Cr +3 oksüdeerivate ainete toimel ühenditeks Cr +6: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

• 2KCrO2 +3 Br2 +8NaOH =2Na2CrO4 + 2KBr +4NaBr + 4H2O
• Cr +3 - 3e → Cr +6
• Br2 0 +2e → 2Br -

Harjutus:

Võrdsustage reaktsioonivõrrand elektroonilise tasakaalu meetodil, märkige oksüdeerija ja redutseerija:

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

Lisage reaktsioonisaadused, võrdsustage võrrand elektroonilise tasakaalu meetodil, märkige oksüdeerija ja redutseerija:

• Cr(OH)3 + Ag2O + NaOH = Ag + ? + ?

Seega suurenevad oksüdeerivad omadused järjekindlalt oksüdatsiooniastmete muutumisega reas: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Kroomiühendid (2) on tugevad redutseerijad ja kergesti oksüdeeruvad, muutudes kroomiühenditeks (3). Kroomiühendid (6) on tugevad oksüdeerivad ained ja taanduvad kergesti kroomiühenditeks (3). Kroomiühendid (3) avaldavad koostoimel tugevate redutseerivate ainetega oksüdeerivaid omadusi, muutudes kroomiühenditeks (2), ja koostoimel tugevate oksüdeerijatega on neil redutseerivad omadused, muutudes kroomiühenditeks (6)

Loengu metoodika juurde:

1. Üliõpilaste kognitiivse aktiivsuse suurendamiseks ja huvi säilitamiseks on soovitatav loengu ajal läbi viia näidiskatse. Sõltuvalt õppelabori võimalustest saab õpilastele näidata järgmisi katseid:

• kroomoksiidi (2) ja kroomhüdroksiidi (2) saamine, nende põhiomaduste tõendamine;
• kroomoksiidi (3) ja kroomhüdroksiidi (3) saamine, tõestades nende amfoteerseid omadusi;
• kroomoksiidi (6) saamine ja vees lahustamine (kroom- ja dikroomhappe valmistamine);
• kromaatide üleminek dikromaatideks, dikromaatide üleminek kromaatideks.

1. Iseseisva töö ülesandeid saab diferentseerida arvestades õpilaste reaalset õppimisvõimet.
2. Loengu saate lõpetada, täites järgmised ülesanded: kirjutada keemiliste reaktsioonide võrrandid, mida saab kasutada järgmiste teisenduste läbiviimiseks:

.III. Kodutöö: parandada loengut (lisa keemiliste reaktsioonide võrrandid)

1. Vassiljeva Z.G. Laboratoorsed tööd üld- ja anorgaanilises keemias. -M.: “Keemia”, 1979 – 450 lk.
2. Egorov A.S. Keemia juhendaja. – Rostov Doni ääres: “Fööniks”, 2006.-765 lk.
3. Kudrjavtsev A.A. Keemiliste võrrandite kirjutamine. - M., "Kõrgkool", 1979. - 295 lk.
4. Petrov M.M. Anorgaaniline keemia. – Leningrad: “Keemia”, 1989. – 543 lk.
5. Ushkalova V.N. Keemia: võistlusülesanded ja vastused. - M.: “Valgustus”, 2000. – 223 lk.

17.dok

Kroom. Kroom (II), (III) ja (VI) oksiidid. Kroomi (II) ja (III) hüdroksiidid ja soolad. Kromaadid ja dikromaadid. Kroom(III) kompleksühendid

17.1. Kroomi alamrühma elementide lühikarakteristikud

Kroomi alamrühm on elementide D.I perioodilisuse tabeli VI rühma kõrvalalarühm. Mendelejev. Alarühma kuuluvad kroom Cr, molübdeen Mo, volfram W.

Need elemendid on ka siirdemetallid, sest nad ehitavad üles välise-eelse kihi d-alatasandi. Nende elementide aatomite väliskihis on üks (kroomi ja molübdeeni jaoks) või kaks (volframi jaoks) elektroni. Seega on kroomi alamrühma elementide aatomitel kuus valentselektroni, mis võivad osaleda keemilise sideme moodustamises (vt tabel 30).

Kroom, molübdeen ja volfram on paljude füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest sarnased: seega on need lihtsate ainete kujul kõik tulekindlad hõbevalged metallid, millel on suur kõvadus ja mitmed väärtuslikud mehaanilised omadused – veeremis-, tõmbamisvõime. , ja vorm. povke.

Keemilisest vaatenurgast on kõik kroomi alarühma metallid õhu- ja veekindlad (normaalsetes tingimustes), kuumutamisel interakteeruvad nad hapniku, halogeenide, fosfori ja süsinikuga.

Kontsentreeritud hapete (HNO 3, H 2 SO 4) mõjul tavatemperatuuril kroomi alarühma metallid passiveeritakse.

Kõigi kroomi alamrühma elementide puhul on kõige tüüpilisemad ühendid seal, kus on nende oksüdatsiooniaste +2, +3, +6 (kuigi on ühendeid, kus nende kraadid võivad olla ka +4 ja +5 ning kroomi puhul +1). Kroomi alamrühma elementidel ei ole negatiivset oksüdatsiooniastet ja nad ei moodusta lenduvaid vesinikuühendeid. Tahked hüdriidid, nagu CrH3, on tuntud ainult kroomi puhul. Kahevalentsete elementide ühendid on ebastabiilsed ja oksüdeeruvad kergesti kõrgemate oksüdatsiooniastmeteni.

Oksüdatsiooniastme suurenemisega suureneb oksiidide happelisus; maksimaalse oksüdatsiooniastmega +6 moodustuvad RO 3 tüüpi oksiidid, mis vastavad hapetele H 2 RO 4. Hapete tugevus väheneb loomulikult kroomist volframini. Enamik nende hapete sooladest lahustuvad vees vähe, hästi lahustuvad ainult leelismetalli- ja ammooniumisoolad.

Nagu muudel juhtudel, suurenevad kroomi alamrühma elementide metallilised omadused koos aatomarvu suurenemisega.

Stva. Metallide keemiline aktiivsus kroomi-molübdeeni-volframi seerias väheneb märgatavalt.

Kõiki kroomi alamrühma metalle kasutatakse laialdaselt kaasaegses tehnoloogias, eriti metallurgiatööstuses spetsiaalsete teraste tootmiseks.

17.2. Kroom

Looduses olemine

Kroom on üsna levinud element, selle sisaldus maakoores on ligikaudu 0,02% (22. koht). Kroomi leidub eranditult ühendites; peamised mineraalid on kromiit FeCr 2 O 4 (või FeO Cr 2 O 3) ehk kroomi rauamaak ja krokoiit PbCtO 4 (või PbO CrO 3). Paljude elementide värvus on tingitud kroomi olemasolust neis. Nii näiteks annab smaragdi kuldrohelise või rubiini punase tooni kroomoksiidi Cr 2 O 3 segu.

Kviitung

Kroomi tööstusliku tootmise tooraineks on kroomi rauamaak. Selle keemilisel töötlemisel tekib Cr2O3. Cr 2 O 3 redutseerimine alumiiniumi või räniga annab madala puhtusastmega metallilise kroomi:

Cr 2 O 3 + Al = Al 2 O 3 + 2 Cr

2Cr 2O 3 +3Si=3SiO2 +4Cr

Puhtam metall saadakse kroomiühendite kontsentreeritud lahuste elektrolüüsil.

^ Füüsikalised omadused

Kroom on terashall metall, kõva, üsna raske. ( = 7,19 g/cm 3), plastist, tempermalmist, sulab 1890°C, keeb 2480°C. Looduses esineb see nelja stabiilse isotoobi seguna massinumbritega 50, 52, 53 ja 54. Levinuim isotoop on 52Cr (83,76%).

Keemilised omadused

Elektronide paigutust kroomi aatomi 3d ja 4s orbitaalidel saab kujutada diagrammiga:

See näitab, et kroom võib ühendites avaldada erinevaid oksüdatsiooniastmeid vahemikus +1 kuni +6; Neist kõige stabiilsemad on kroomiühendid, mille oksüdatsiooniaste on +2, +3, +6. Seega ei osale keemiliste sidemete moodustumisel mitte ainult välise tasandi s-elektron, vaid ka viis eelvälise tasandi d-elektroni.

Normaaltingimustes on kroom vastupidav hapniku, vee ja mõne muu kemikaali suhtes. Kõrgel temperatuuril põleb kroom hapnikus:

4Cr+3O2 =2Cr2O3

Kuumutamisel reageerib see veeauruga:

2Cr+3H 2 O=Cr 2 O 3 +3H 2 

Kuumutamisel reageerib kroommetall ka halogeenide, väävli, lämmastiku, fosfori, süsiniku, räni ja booriga. Näiteks: 2Cr+N2 =2CrN 2Cr+3S=Cr2S 3 Cr+2Si=CrSi 2

Metall lahustub tavalisel temperatuuril lahjendatud hapetes (HCl, H 2 SO 4) koos vesiniku vabanemisega. Nendel juhtudel tekivad õhu puudumisel kroom(II) soolad:

Cr+2HCl=CrCl2+H 2  Ja õhus - kroom(III)soolad: 4Cr+12НCl+3О 2 =4CrСl+6Н 2 O

Kui metall on mõneks ajaks kastetud lämmastikhappesse (kontsentreeritud või lahjendatud), lakkab see lahustumast HCl-s ja H 2 SO 4-s, ei muutu halogeenidega kuumutamisel jne. Seda nähtust – passiveerumist – seletatakse kaitsekihi moodustumisega metallpinnale – väga tiheda ja mehaaniliselt tugeva (ehkki väga õhukese) kroomoksiidi Cr 2 O 3 kile.

Rakendus

Kroomi peamine tarbija on metallurgia. Kroomi lisamisega muutub teras keemilistele reaktiividele palju vastupidavamaks; Suurenevad ka sellised olulised terase omadused nagu tugevus, kõvadus ja kulumiskindlus. Rauatoodete elektrolüütiline katmine kroomiga (kroomimine) annab neile ka korrosioonikindluse.

Kroomisulamite perekond on väga suur. Nikroom (nikliga sulamid) ja lame (alumiiniumi ja rauaga) on vastupidavad

Chivas on suure takistusega ja neid kasutatakse elektritakistusahjude küttekehade valmistamiseks. Stellite - kroomi (20-25%), koobalti (45-60%), volframi (5-20%), raua (1-3%) sulam - väga kõva, kulumis- ja korrosioonikindel; kasutatakse metallitöötlemistööstuses lõikeriistade valmistamiseks. Kroomi-molübdeenterastest valmistatakse lennukikere.

^ 17.3. Kroom (II), (III) ja (VI) oksiidid

Kroom moodustab kolm oksiidi: CrO, Cr 2 O 3, CrO 3.

Kroom(II)oksiid CrO on pürofooriline must pulber. Omab põhilisi omadusi.

Redoksreaktsioonides käitub see redutseeriva ainena:

CrO saadakse kroomkarbonüül Cr(CO) 6 lagundamisel vaakumis temperatuuril 300 °C.

Kroom(III)oksiid Cr 2 O 3 on tulekindel roheline pulber. Selle kõvadus on lähedane korundile, mistõttu on see lisatud poleerimisainete hulka. Moodustub Cr ja O 2 interaktsioonil kõrgel temperatuuril. Laboris saab kroom(III)oksiidi valmistada ammooniumdikromaadi kuumutamisel:

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

Kroom(III)oksiidil on amfoteersed omadused. Hapetega suhtlemisel tekivad kroom(III) soolad: Cr 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +3H 2 O

Kokkupuutel leelistega sulatis tekivad kroom(III) ühendid - kromiidid (hapniku puudumisel): Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Kroom(III)oksiid on vees lahustumatu.

Redoksreaktsioonides käitub kroom(III)oksiid redutseerijana:

Kroom(VI)oksiid CrO 3 – kroomanhüdriid, on tumepunased nõelakujulised kristallid. Kuumutamisel umbes 200 °C-ni laguneb:

4CrO 3 =2Cr 2 O 3 +3O 2 

Lahustub kergesti vees, olles oma olemuselt happeline, moodustab kroomhappeid. Üleliigse veega moodustub kroomhape H 2 CrO 4:

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4

Suure CrO 3 kontsentratsiooni korral moodustub dikroomhape H 2 Cr 2 O 7:

2CrO3 +H2O=H2Cr2O7

Mis lahjendamisel muutub kroomhappeks:

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

Kroomhapped eksisteerivad ainult vesilahuses; ühtegi neist hapetest ei eraldata vabas olekus. Nende soolad on aga väga stabiilsed.

Kroom(VI)oksiid on tugev oksüdeerija:

3S+4CrO 3 =3SO 2 +2Cr 2 O 3

Oksüdeerib joodi, väävlit, fosforit, kivisütt, muutudes Cr2O3-ks. CrO 3 saadakse kontsentreeritud väävelhappe liia toimel naatriumdikromaadi küllastunud vesilahusega: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 +H 2 O Tuleb märkida, et kroom (VI) oksiid on väga mürgine.

^ 17.4. Kroomi (II) ja (III) hüdroksiidid ja soolad. Kroom(III) kompleksühendid

Kroom(II)hüdroksiid Cr(OH)2 saadakse kollase sademe kujul, töödeldes kroom(II)soolade lahuseid leelistega hapniku puudumisel:

CrСl 2 +2NaOH=Cr(OH) 2 +2NaCl

Cr(OH)2-l on tüüpilised põhiomadused ja see on tugev redutseerija:

2Cr(OH)2 +H2O+1/2O2 =2Cr(OH)3 

Kroomi (II) soolade vesilahused saadakse ilma õhu juurdepääsuta, lahustades kroomi metalli lahjendatud hapetes vesiniku atmosfääris või redutseerides kolmevalentseid kroomisoolasid tsingiga happelises keskkonnas. Kroomi (II) veevabad soolad on valged ning vesilahused ja kristalsed hüdraadid on sinised.

Oma keemiliste omaduste poolest on kroom (II) soolad sarnased kahevalentse raua sooladega, kuid erinevad viimastest rohkem väljendunud redutseerivate omaduste poolest, s.t. oksüdeeruvad kergemini kui vastavad rauaühendid. Seetõttu on kahevalentseid kroomiühendeid väga raske hankida ja säilitada.

Kroom(III)hüdroksiid Cr(OH)3 on hallikasrohelise värvusega želatiinsete sade, mis saadakse leeliste toimel kroom(III)soolade lahustele:

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

Kroom(III)hüdroksiidil on amfoteersed omadused, lahustades mõlemad hapetes, moodustades kroom(III)soolad:

2Cr(OH) 3 +3H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +6H 2 O ja leelistes koos hüdroksükromiitide moodustumisega: Cr(OH) 3 +NaOH=Na 3

Kui Cr(OH)3 sulatatakse leelistega, tekivad metakromiidid ja ortokromiidid:

Cr(OH)3 +NaOH=NaCrO 2 +2H 2O Cr(OH)3 +3NaOH=Na3CrO3 +3H2O

Kroom(III)hüdroksiidi kaltsineerimisel moodustub kroom(III)oksiid:

2Cr(OH)3 =Cr2O3 +3H2O

Kolmevalentse kroomi soolad, nii tahkes olekus kui ka vesilahustes, on värvilised. Näiteks veevaba kroom (III) sulfaat Cr 2 (SO 4) 3 on violetset punast värvi; kroom (III) sulfaadi vesilahused võivad sõltuvalt tingimustest muuta värvi lillast roheliseks. Seda seletatakse asjaoluga, et vesilahustes esineb Cr 3+ katioon ainult hüdraatunud 3+ ioonina, kuna kolmevalentsel kroomil on kalduvus moodustada kompleksühendeid. Kroomi (III) soolade vesilahuste lilla värvuse põhjuseks on just 3+ katioon. Kuumutamisel võivad kroom(III) komplekssoolad

Kaotab osaliselt vett, moodustades erinevat värvi soolasid, isegi rohelisi.

Kolmevalentsed kroomisoolad on koostise, kristallvõre struktuuri ja lahustuvuse poolest sarnased alumiiniumisooladega; Seega on kroom (III) ja ka alumiiniumi puhul tüüpiline kroom-kaaliummaarja KCr(SO 4) 2 12H 2 O moodustumine, neid kasutatakse naha parkimisel ja peitsina tekstiilis.

Kroomisoolad (III) Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 jne. stabiilne õhu käes hoidmisel, kuid allub hüdrolüüsile lahustes:

Cr 3+ +3Сl - +ННCr(ОН) 2+ +3Сl - +Н +

Hüdrolüüs toimub I etapis, kuid on soolasid, mis on täielikult hüdrolüüsitud:

Cr 2 S 3 + H 2 O = Cr(OH) 3 +H 2 S

Leeliselises keskkonnas toimuvates redoksreaktsioonides käituvad kroom(III) soolad redutseerivatena:

Tuleb märkida, et erineva oksüdatsiooniastmega kroomhüdroksiidide sarjas Cr(OH) 2 - Cr(OH) 3 - H 2 CrO 4 on aluselised omadused looduslikult nõrgenenud ja happelised omadused tugevnenud. See omaduste muutus on tingitud oksüdatsiooniastme suurenemisest ja kroomi ioonraadiuste vähenemisest. Samas seerias on oksüdeerivad omadused järjekindlalt paranenud. Cr (II) ühendid on tugevad redutseerijad ja kergesti oksüdeeruvad, muutudes kroom(III) ühenditeks. Kroom(VI)ühendid on tugevad oksüdeerivad ained ja taanduvad kergesti kroom(III)ühenditeks. Vahepealse oksüdatsiooniastmega ühendid, s.o. kroom(III)ühendid võivad tugevate redutseerivate ainetega interakteerudes avaldada oksüdeerivaid omadusi, muutudes kroom(II)ühenditeks ja koostoimel tugevate oksüdeerijatega, avaldada redutseerivaid omadusi, muutudes kroom(VI)ühenditeks.

^ 17.5. Kromaadid ja dikromaadid

Kroomhapped moodustavad kaks ühendite seeriat: kromaadid - nn kroomhappe soolad ja dikromaadid - nn dikroomhappe soolad. Kromaadid on kollase värvusega (kromaadi iooni CrO 2-4 värvus), dikromaadid on oranži värvi (dikromaadiiooni Cr 2 O 2-7 värvus) .

Kromaadid ja dikromaadid dissotsieeruvad, moodustades vastavalt kromaadi ja dikromaadi ioone:

K 2 CrO 4  2K + + CrO 2-4

K 2 Cr 2 O 7  2K + + Cr 2 O 2-7

Kromaate saadakse CrO 3 reageerimisel leelistega:

CrO 3 + 2NaOH = Na 2 CrO 4 + H 2 O

Dikromaadid moodustuvad kromaatidele hapete lisamisel:

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

Pöördüleminek on võimalik ka leeliste lisamisel dikromaatide lahustele:

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

Seega eksisteerivad happelistes lahustes valdavalt dikromaadid (värvivad lahuse oranžiks) ja leeliselistes lahustes kromaadid (kollased lahused). Tasakaalu kromaat-dikromaadi süsteemis saab esitada järgmise võrrandiga vähendatud ioonsel kujul:

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

Happelises keskkonnas olevad kroomhapete soolad on tugevad oksüdeerijad. Tavaliselt redutseeritakse need kroom(III) ühenditeks, näiteks:

Rakendus

Kroom (VI) ühendid on väga mürgised: mõjutavad nahka, hingamisteid ja põhjustavad silmapõletikku. Laborites kasutatakse keemiliste klaasnõude pesemiseks sageli kroomisegu.

Mis koosneb võrdsetes kogustes K 2 Cr 2 O 7 ja kontsentreeritud H 2 SO 4 küllastunud vesilahusest.

Vees lahustuvaid naatrium- ja kaaliumkromaate kasutatakse tekstiili- ja nahatootmises puidukaitseainetena. Mõnede metallide lahustumatud kromaadid on suurepärased kunstivärvid. Need on kollased kroonid (PbCrO 4, |ZnCrO 4, SrCrO 4) ja punased plii-molübdeenkroonid (sisaldab PbCrO 4 ja MoCrO 4) ja paljud teised. Portselanimaalides kasutatav SnCrO 4 on kuulus oma toonirikkuse poolest – roosakaspunasest violetseni.

1) Kroom(III)oksiid.

Kroomoksiidi võib saada:

Ammooniumdikromaadi termiline lagunemine:

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

Kaaliumdikromaadi redutseerimine süsiniku (koksi) või väävliga:

2K 2Cr 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

Kroom(III)oksiidil on amfoteersed omadused.

Kroom(III)oksiid moodustab hapetega sooli:

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Kui kroom (III) oksiid sulatatakse leelis- ja leelismuldmetallide oksiidide, hüdroksiidide ja karbonaatidega, tekivad kromaadid (III) (kromiidid):

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

Сr 2 O 3 + Na 2 CO 3 2 NaCrO 2 + CO 2

Oksüdeerivate ainete leeliseliste sulamitega – kromaadid (VI) (kromaadid)

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

Cr2O3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 5H2O

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

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

Сr 2 O 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2CO 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) Kroom(III)hüdroksiid

Kroom(III)hüdroksiidil on amfoteersed omadused.

2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O

2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K 2CrO4 + 6KBr + 8H2O

3) Kroom(III) soolad

2CrCl3 + 3Br2 + 16KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 6KCl + 8H2O

2CrCl3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8H2O

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

Cr2(SO4)3 + 3Br2 + 16NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 3Na2SO4 + 8H2O

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

2Na3 + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O

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

2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O

Cr2S3 + 30HNO3 (konts.) = 2Cr(NO3)3 + 3H2SO4 + 24NO2 + 12H2O

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

Kromaadid (III) reageerivad kergesti hapetega:

NaCrO 2 + HCl (puudus) + H 2 O = Cr(OH) 3 + NaCl

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

K 3 + 3CO 2 = Cr(OH) 3 ↓ + 3NaHCO 3

Lahuses läbivad nad täieliku hüdrolüüsi

NaCrO 2 + 2H 2 O = Cr(OH) 3 ↓ + NaOH

Enamik kroomisooli on vees hästi lahustuvad, kuid kergesti hüdrolüüsitavad:

Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +

СrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl

Kroomi (III) katioonide ja nõrga või lenduva happeaniooniga moodustunud soolad hüdrolüüsitakse täielikult vesilahustes:

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

Kroom(VI) ühendid

1) Kroom(VI)oksiid.

Kroom(VI)oksiid. Väga mürgine!

Kroom(VI)oksiidi saab valmistada kontsentreeritud väävelhappe toimel kuivadele kromaatidele või dikromaatidele:

Na2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2NaHSO4 + H2O

Happeline oksiid, mis interakteerub aluseliste oksiidide, aluste, veega:

CrO 3 + Li 2 O → Li 2 CrO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4

2CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7

Kroom(VI)oksiid on tugev oksüdeerija: oksüdeerib süsinikku, väävlit, joodi, fosforit, muutudes kroom(III)oksiidiks

4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

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

Soolade oksüdatsioon:

2CrO3 + 3K 2SO 3 + 3H 2 SO 4 = 3K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Orgaaniliste ühendite oksüdatsioon:

4CrO3 + C 2H 5OH + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 2 + 2CO 2 + 9H 2 O

Tugevad oksüdeerivad ained on kroomhapete soolad – kromaadid ja dikromaadid. Mille redutseerimisproduktid on kroom(III) derivaadid.

Neutraalses keskkonnas moodustub kroom(III)hüdroksiid:

K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 O = 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

Aluselistes hüdroksokromaatides (III):

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

2Na 2CrO 4 + 3SO 2 + 2H 2 O + 8NaOH = 2Na 3 + 3Na 2 SO 4

2Na2CrO4 + 3Na2S + 8H2O = 3S + 2Na3 + 4NaOH

Happelistes kroom (III) soolades:

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

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3S + 7H2O

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

K 2Cr 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 + 3 KNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K2Cr2O7 + 14HCl = 3Cl2 + 2CrCl3 + 7H2O + 2KCl

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

2K 2CrO4 + 16HCl = 3Cl2 + 2CrCl3 + 8H 2O + 4KCl

Taastetoodet erinevates keskkondades saab skemaatiliselt kujutada:

H 2 O Cr(OH) 3 hallroheline sade

K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)

OH – 3 – smaragdroheline lahus

K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ sinakasvioletne lahus

Kroomihappe soolad - kromaadid - on kollased ja dikroomhappe soolad - dikromaadid - on oranžid. Lahuse reaktsiooni muutmisega on võimalik teostada kromaatide vastastikune muundamine dikromaatideks:

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

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

happeline keskkond

2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O

aluseline keskkond

Kroom. Kroomiühendid.

1. Kroom(III)sulfiidi töödeldi veega, eraldus gaas ja alles jäi lahustumatu aine. Sellele ainele lisati naatriumhüdroksiidi lahust ja kloorigaas juhiti läbi ning lahus omandas kollase värvuse. Lahus hapestati väävelhappega, mille tulemusena muutus värvus oranžiks; Sulfiidi veega töötlemisel eraldunud gaas juhiti läbi saadud lahuse ja lahuse värvus muutus roheliseks. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

2. Pärast oranži aine tundmatu pulbrilise aine lühiajalist kuumutamist alustab oranži värvi aine spontaanset reaktsiooni, millega kaasneb värvi muutumine roheliseks, gaaside ja sädemete eraldumine. Tahke jääk segati kaaliumhüdroksiidiga ja kuumutati, saadud aine lisati lahjendatud vesinikkloriidhappe lahusele ja tekkis roheline sade, mis lahustub happe liias. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

3. Kaks soola muudavad leegi lillaks. Üks neist on värvitu ja kontsentreeritud väävelhappega kergelt kuumutamisel destilleeritakse vedelik, milles vask lahustub, välja, viimase muundumisega kaasneb pruuni gaasi eraldumine. Väävelhappelahuse teise soola lisamisel lahusele muutub lahuse kollane värvus oranžiks ja kui saadud lahus leelisega neutraliseeritakse, taastub algne värvus. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

4. Kolmevalentset kroomhüdroksiidi töödeldi vesinikkloriidhappega. Saadud lahusele lisati kaaliumkloriidi, tekkinud sade eraldati ja lisati kontsentreeritud kaaliumhüdroksiidi lahusele, mille tulemusena sade lahustus. Pärast vesinikkloriidhappe liia lisamist saadi roheline lahus. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

5. Kui leeki lillaks värviva kollase soola lahusele lisati lahjendatud vesinikkloriidhapet, muutus värvus oranžikaspunaseks. Pärast lahuse neutraliseerimist kontsentreeritud leelisega taastus lahuse värvus esialgsele tasemele. Kui saadud segule lisatakse baariumkloriid, moodustub kollane sade. Sade filtriti ja filtraadile lisati hõbenitraadi lahust. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

6. Kolmevalentse kroomsulfaadi lahusele lisati sooda. Saadud sade eraldati, kanti üle naatriumhüdroksiidi lahusesse, lisati broomi ja kuumutati. Pärast reaktsioonisaaduste neutraliseerimist väävelhappega omandab lahus oranži värvuse, mis kaob pärast vääveldioksiidi läbimist lahust. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

7) Kroom(III)sulfiidi pulbrit töödeldi veega. Saadud hallikasrohelist sadet töödeldi klooriveega kaaliumhüdroksiidi juuresolekul. Saadud kollasele lahusele lisati kaaliumsulfiti lahust ja taas moodustus hallikasroheline sade, mida kaltsineeriti kuni massi muutumiseni. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

8) Kroom(III)sulfiidi pulber lahustati väävelhappes. Samal ajal eraldus gaas ja tekkis lahus. Saadud lahusele lisati liig ammoniaagilahust ja gaas juhiti läbi pliinitraadi lahuse. Saadud must sade muutus pärast töötlemist vesinikperoksiidiga valgeks. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

9) Ammooniumdikromaat lagunes kuumutamisel. Tahke lagunemissaadus lahustati väävelhappes. Saadud lahusele lisati naatriumhüdroksiidi lahust, kuni tekkis sade. Naatriumhüdroksiidi lisamisel sademele see lahustus. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

10) Kroom(VI)oksiid reageeris kaaliumhüdroksiidiga. Saadud ainet töödeldi väävelhappega ja saadud lahusest eraldati oranž sool. Seda soola töödeldi vesinikbromiidhappega. Saadud lihtne aine reageeris vesiniksulfiidiga. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

11. Kroom põletati klooris. Saadud sool reageeris vesinikperoksiidi ja naatriumhüdroksiidi sisaldava lahusega. Saadud kollasele lahusele lisati liigne väävelhape ja lahuse värvus muutus oranžiks. Kui vask(I)oksiid selle lahusega reageeris, muutus lahuse värvus sinakasroheliseks. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

12. Naatriumnitraat sulatati kroom(III)oksiidiga naatriumkarbonaadi juuresolekul. Vabanenud gaas reageeris liigse baariumhüdroksiidi lahusega, moodustades valge sademe. Sade lahustati vesinikkloriidhappe lahuse liias ja saadud lahusele lisati hõbenitraati, kuni sade lakkas. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

13. Kaalium sulatati väävliga. Saadud soola töödeldi vesinikkloriidhappega. Vabanenud gaas juhiti läbi kaaliumdikromaadi lahuse väävelhappes. sadestunud kollane aine filtriti ja sulatati alumiiniumiga. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

14. Kroomi põletati kloori atmosfääris. Saadud soolale lisati tilkhaaval kaaliumhüdroksiidi, kuni sade lakkas. Saadud sade oksüdeeriti vesinikperoksiidiga naatriumhüdroksiidis ja aurustati. Saadud tahkele jäägile lisati liias kontsentreeritud vesinikkloriidhappe kuuma lahust. Kirjutage kirjeldatud reaktsioonide võrrandid.

Kroom. Kroomiühendid.

1) Cr2S3 + 6H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3H2S

2Cr(OH)3 + 3Cl2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8H2O

Na 2Cr 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 + 2 KOH 2 KCrO 2 + H 2 O

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

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O

3) KNO 3 (tv.) + H 2 SO 4 (konts.) HNO 3 + KHSO 4

4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

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 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

4) Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O

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

Cr(OH)3 + 3KOH = K3

K3 + 6HCl = CrCl3 + 3KCl + 6H2O

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

K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 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 = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O

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

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

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

2Cr(OH)3 + 3Cl2 + 10KOH = 2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O

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

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O

8) Cr2S3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2S

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

H2S + Pb(NO3)2 = PbS + 2HNO3

PbS + 4H2O2 = PbSO4 + 4H2O

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

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

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

Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3

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

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (lahjendatud) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K2Cr2O7 + 14HBr = 3Br2 + 2CrBr3 + 7H2O + 2KBr

Br2 + H2S = S + 2HBr

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

2CrCl3 + 10NaOH + 3H2O2 = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8H2O

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

Na 2Cr 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 = BaCl 2 + CO 2 + H 2 O

BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Ba(NO 3) 2

13) 2K + S = K 2 S

K2S + 2HCl = 2KCl + H2S

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

3S + 2Al = Al 2S 3

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

CrCl 3 + 3KOH = 3KCl + Cr(OH) 3 ↓

2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4KOH = 2K2CrO4 + 8H2O

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

Mittemetallid.

IV A rühm (süsinik, räni).

Süsinik. Süsinikuühendid.

I. Süsinik.

Süsinikul võivad olla nii redutseerivad kui ka oksüdeerivad omadused. Süsinikul on redutseerivad omadused lihtsate ainetega, mis on moodustunud temaga võrreldes kõrgema elektronegatiivsuse väärtusega mittemetallidest (halogeenid, hapnik, väävel, lämmastik), aga ka metallioksiidide, vee ja muude oksüdeerivate ainetega.

Liigse õhuga kuumutamisel põleb grafiit, moodustades süsinikmonooksiidi (IV):

hapnikupuuduse korral võite saada CO

Amorfne süsinik reageerib fluoriga juba toatemperatuuril.

C + 2F 2 = CF 4

Klooriga kuumutamisel:

C + 2Cl 2 = CCl 4

Tugevama kuumutamise korral reageerib süsinik väävli ja räniga:

Elektrilahenduse toimel ühineb süsinik lämmastikuga, moodustades diatsiini:

2C + N 2 → N ≡ C – C ≡ N

Katalüsaatori (nikli) juuresolekul ja kuumutamisel reageerib süsinik vesinikuga:

C + 2H2 = CH4

Kuum koks moodustab veega koos gaaside segu:

C + H2O = CO + H2

Pürometallurgias kasutatakse süsiniku redutseerivaid omadusi:

C + CuO = Cu + CO

Aktiivsete metallide oksiididega kuumutamisel moodustab süsinik karbiide:

3C + CaO = CaC 2 + CO

9C + 2Al 2 O 3 = Al 4 C 3 + 6CO

2C + Na 2 SO 4 = Na 2 S + CO 2

2C + Na 2CO 3 = 2Na + 3CO

Süsinik oksüdeeritakse selliste tugevate oksüdeerijatega nagu kontsentreeritud väävel- ja lämmastikhape ning muud oksüdeerivad ained:

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

C + 2H 2SO 4 (konts.) = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O

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

Reaktsioonides aktiivsete metallidega on süsinikul oksüdeeriva aine omadused. Sel juhul moodustuvad karbiidid:

4C + 3Al = Al 4 C 3

Karbiidid hüdrolüüsivad, moodustades süsivesinikke:

Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Kroom moodustab kolm oksiidi: CrO, Cr 2 O 3, CrO 3.

Kroom(II)oksiid CrO on pürofooriline must pulber. Omab põhilisi omadusi.

Redoksreaktsioonides käitub see redutseeriva ainena:

CrO saadakse kroomkarbonüül Cr(CO) 6 lagundamisel vaakumis temperatuuril 300 °C.

Kroom(III)oksiid Cr 2 O 3 on tulekindel roheline pulber. Selle kõvadus on lähedane korundile, mistõttu on see lisatud poleerimisainete hulka. Moodustub Cr ja O 2 vastasmõjul kõrgetel temperatuuridel. Laboris saab kroom(III)oksiidi valmistada ammooniumdikromaadi kuumutamisel:

(N -3H4)2Cr +62O7 =Cr +32O3 +N02+4H2O

Kroom(III)oksiidil on amfoteersed omadused. Hapetega suhtlemisel tekivad kroom(III) soolad: Cr 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +3H 2 O

Kokkupuutel leelistega sulatis tekivad kroom(III) ühendid - kromiidid (hapniku puudumisel): Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Kroom(III)oksiid on vees lahustumatu.

Redoksreaktsioonides käitub kroom(III)oksiid redutseerijana:

Kroom(VI)oksiid CrO 3 – kroomanhüdriid, on tumepunased nõelakujulised kristallid. Kuumutamisel umbes 200 °C-ni laguneb:

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

Lahustub kergesti vees, olles oma olemuselt happeline, moodustab kroomhappeid. Üleliigse veega moodustub kroomhape H 2 CrO 4:

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4

Suure CrO 3 kontsentratsiooni korral moodustub dikroomhape H 2 Cr 2 O 7:

2CrO3 +H2O=H2Cr2O7

mis lahjendamisel muutub kroomhappeks:

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

Kroomhapped eksisteerivad ainult vesilahuses; ühtegi neist hapetest ei eraldata vabas olekus. Nende soolad on aga väga stabiilsed.

Kroom(VI)oksiid on tugev oksüdeerija:

3S+4CrO3 =3SO2 +2Cr2O3

Oksüdeerib joodi, väävlit, fosforit, kivisütt, muutudes Cr2O3-ks. CrO 3 saadakse kontsentreeritud väävelhappe liia toimel naatriumdikromaadi küllastunud vesilahusega: Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 +H 2 O Tuleb märkida, et kroom (VI) oksiid on väga mürgine.

Kroom on keemiline element aatomnumbriga 24. See on kõva, läikiv terashall metall, mis poleerib hästi ja ei tuhmu. Kasutatakse sulamites nagu roostevaba teras ja kattekihina. Inimkeha vajab suhkru metaboliseerimiseks väikeses koguses kolmevalentset kroomi, kuid Cr(VI) on väga mürgine.

Erinevad kroomiühendid, nagu kroom(III)oksiid ja pliikromaat, on erksavärvilised ning neid kasutatakse värvides ja pigmentides. Rubiini punane värvus on tingitud selle keemilise elemendi olemasolust. Mõned ained, eriti naatrium, on oksüdeerivad ained, mida kasutatakse orgaaniliste ühendite oksüdeerimiseks ja (koos väävelhappega) laboriklaaside puhastamiseks. Lisaks kasutatakse magnetlindi tootmisel kroom(VI)oksiidi.

Avastus ja etümoloogia

Keemilise elemendi kroomi avastamise ajalugu on järgmine. 1761. aastal leidis Johann Gottlob Lehmann Uurali mägedest oranžikaspunase mineraali ja nimetas selle "Siberi punaseks pliiks". Kuigi see identifitseeriti ekslikult pliiühendina seleeni ja rauaga, oli materjal tegelikult pliikromaat keemilise valemiga PbCrO 4 . Tänapäeval tuntakse seda mineraalina krokon.

1770. aastal külastas Peter Simon Pallas kohta, kust Lehmann leidis punase plii mineraali, millel olid väga kasulikud omadused värvide pigmendina. Siberi punase plii kasutamine värvina arenes kiiresti. Lisaks on moodi saanud krokoni erkkollane värv.

1797. aastal sai Nicolas-Louis Vauquelin punase proovid, krokonteedi segamisel vesinikkloriidhappega sai ta CrO 3 oksiidi. Kroom eraldati keemilise elemendina 1798. aastal. Vauquelin sai selle oksiidi kuumutamisel söega. Samuti suutis ta tuvastada kroomi jälgi vääriskivides, nagu rubiin ja smaragd.

1800. aastatel kasutati Cr peamiselt värvainetes ja parkimissoolades. Tänapäeval kasutatakse 85% metallist sulamites. Ülejäänud osa kasutatakse keemia-, tulekindlate materjalide ja valutööstuses.

Keemilise elemendi kroom hääldus vastab kreeka keelele χρῶμα, mis tähendab "värv", kuna sellest on võimalik saada erinevaid värvilisi ühendeid.

Kaevandamine ja tootmine

Element on toodetud kromiidist (FeCr 2 O 4). Umbes pool maailma maagist kaevandatakse Lõuna-Aafrikas. Lisaks on selle peamised tootjad Kasahstan, India ja Türkiye. Uuritud kromiidi leiukohti on piisavalt, kuid geograafiliselt on need koondunud Kasahstani ja Lõuna-Aafrikasse.

Loodusliku kroommetalli ladestused on haruldased, kuid need on olemas. Näiteks kaevandatakse seda Venemaal Udachnaja kaevanduses. See on rikas teemantide poolest ning redutseeriv keskkond aitas toota puhast kroomi ja teemante.

Tööstuslikuks metallitootmiseks töödeldakse kromiidimaake sula leelisega (seebikivi, NaOH). Sel juhul moodustub naatriumkromaat (Na 2 CrO 4), mis redutseeritakse süsiniku toimel oksiidiks Cr 2 O 3. Metalli toodetakse oksiidi kuumutamisel alumiiniumi või räni juuresolekul.

2000. aastal kaevandati umbes 15 miljonit tonni kroomimaaki ja töödeldi 4 miljonit tonni ferrokroomi, 70% kroomi-raua sulamit, mille turuväärtus on ligikaudu 2,5 miljardit USA dollarit.

Peamised omadused

Keemilise elemendi kroom omadused tulenevad sellest, et tegemist on perioodilisuse tabeli neljanda perioodi siirdemetalliga ning paikneb vanaadiumi ja mangaani vahel. Sisaldub VI rühma. Sulab temperatuuril 1907 °C. Hapniku juuresolekul moodustab kroom kiiresti õhukese oksiidikihi, mis kaitseb metalli edasise hapnikuga kokkupuute eest.

Üleminekuelemendina reageerib ainetega erinevates vahekordades. Seega moodustab see ühendeid, milles tal on erinevad oksüdatsiooniastmed. Kroom on keemiline element, mille põhiolekud on +2, +3 ja +6, millest +3 on kõige stabiilsem. Lisaks täheldatakse harvadel juhtudel tingimusi +1, +4 ja +5. Oksüdatsiooniastmes +6 kroomiühendid on tugevad oksüdeerijad.

Mis värvi on kroom? Keemiline element annab rubiini tooni. Kasutatavat Cr 2 O 3 kasutatakse ka pigmendina, mida nimetatakse kroomroheliseks. Selle soolad värvivad klaasist smaragdrohelist. Kroom on keemiline element, mille olemasolu muudab rubiinid punaseks. Seetõttu kasutatakse seda sünteetiliste rubiinide tootmisel.

Isotoobid

Kroomi isotoopide aatommass on vahemikus 43 kuni 67. Tavaliselt koosneb see keemiline element kolmest stabiilsest vormist: 52 Cr, 53 Cr ja 54 Cr. Nendest on kõige levinum 52 Cr (83,8% kogu looduslikust kroomist). Lisaks on kirjeldatud 19 radioisotoopi, millest stabiilseim on 50 Cr poolestusajaga üle 1,8x10 17 aastat. 51 Cr poolestusaeg on 27,7 päeva ja kõigi teiste radioaktiivsete isotoopide puhul ei ületa see 24 tundi ning enamiku puhul kestab see alla ühe minuti. Elemendil on ka kaks metaolekut.

Maakoore kroomi isotoobid kaasnevad reeglina mangaani isotoopidega, mida kasutatakse geoloogias. 53 Cr tekib 53 Mn radioaktiivsel lagunemisel. Mn/Cr isotoopide suhe tugevdab teisi vihjeid päikesesüsteemi varase ajaloo kohta. Erinevate meteoriitide 53Cr/52Cr ja Mn/Cr suhete muutused tõestavad, et vahetult enne Päikesesüsteemi teket tekkisid uued aatomituumad.

Keemiline element kroom: omadused, ühendite valem

Kroom(III)oksiid Cr 2 O 3, tuntud ka kui seskvioksiid, on üks selle keemilise elemendi neljast oksiidist. Seda saadakse kromiidist. Rohelist värviühendit nimetatakse tavaliselt "kroomroheliseks", kui seda kasutatakse pigmendina emaili ja klaasi värvimisel. Oksiid võib lahustuda hapetes, moodustades sooli, ja sulatatud leelises - kromiitides.

Kaaliumdikromaat

K 2 Cr 2 O 7 on võimas oksüdeerija ja seda eelistatakse laboriklaaside puhastamiseks orgaanilisest ainest. Selleks kasutatakse selle küllastunud lahust, kuid mõnikord asendatakse see naatriumbikromaadiga, arvestades viimase suuremat lahustuvust. Lisaks saab see reguleerida orgaaniliste ühendite oksüdatsiooniprotsessi, muutes primaarse alkoholi aldehüüdiks ja seejärel süsinikdioksiidiks.

Kaaliumdikromaat võib põhjustada kroomdermatiiti. Kroom põhjustab tõenäoliselt sensibiliseerimist, mis põhjustab kroonilise ja raskesti ravitava dermatiidi, eriti käte ja käsivarte, väljakujunemist. Nagu teised Cr(VI) ühendid, on kaaliumdikromaat kantserogeenne. Seda tuleb käsitseda kinnaste ja sobivate kaitsevahenditega.

Kroomhape

Ühendil on hüpoteetiline struktuur H 2 CrO 4. Looduses ei esine kroom- ega dikroomhappeid, kuid nende anioone leidub erinevates ainetes. Müügil olev "kroomhape" on tegelikult selle happeanhüdriid - CrO 3 trioksiid.

Plii(II)kromaat

PbCrO 4 on erekollase värvusega ja vees praktiliselt lahustumatu. Sel põhjusel on seda kasutatud värvipigmendina, mida nimetatakse kroonkollaseks.

Cr ja viietavalentne side

Kroom eristab oma võimet moodustada viievalentseid sidemeid. Ühendi tekitavad Cr(I) ja süsivesinikradikaal. Kahe kroomi aatomi vahel moodustub viietavalentne side. Selle valemi võib kirjutada kui Ar-Cr-Cr-Ar, kus Ar tähistab konkreetset aromaatset rühma.

Rakendus

Kroom on keemiline element, mille omadused on andnud sellele palju erinevaid kasutusviise, millest mõned on loetletud allpool.

See annab metallidele korrosioonikindluse ja läikiva pinna. Seetõttu sisaldub kroom sulamites nagu roostevaba teras, mida kasutatakse näiteks söögiriistades. Seda kasutatakse ka kroomimiseks.

Kroom on erinevate reaktsioonide katalüsaator. Seda kasutatakse vormide valmistamiseks telliste põletamiseks. Selle sooli kasutatakse naha parkimiseks. Kaaliumbikromaati kasutatakse orgaaniliste ühendite, nagu alkoholid ja aldehüüdid, oksüdeerimiseks, samuti laboriklaaside puhastamiseks. See toimib kinnitusvahendina kanga värvimisel ning seda kasutatakse ka fotograafias ja fotode trükkimisel.

CrO 3 kasutatakse magnetlintide valmistamiseks (näiteks helisalvestuseks), millel on paremad omadused kui raudoksiidiga filmidel.

Roll bioloogias

Kolmevalentne kroom on keemiline element, mis on vajalik suhkru metabolismiks inimkehas. Seevastu kuuevalentne Cr on väga mürgine.

Ettevaatusabinõud

Metalli kroom ja Cr(III) ühendeid üldiselt tervisele ohtlikuks ei peeta, kuid Cr(VI) sisaldavad ained võivad allaneelamisel või sissehingamisel olla mürgised. Enamik neist ainetest ärritab silmi, nahka ja limaskesti. Kroomi(VI) ühendid võivad kroonilise kokkupuute korral põhjustada silmakahjustusi, kui neid korralikult ei ravita. Lisaks on see tunnustatud kantserogeen. Selle keemilise elemendi surmav annus on umbes pool teelusikatäit. Maailma Terviseorganisatsiooni soovituste kohaselt on Cr (VI) maksimaalne lubatud kontsentratsioon joogivees 0,05 mg liitri kohta.

Kuna kroomiühendeid kasutatakse värvides ja naha parkimiseks, leidub neid sageli mahajäetud tööstusrajatiste pinnases ja põhjavees, mis nõuavad keskkonna puhastamist ja tervendamist. Cr(VI) sisaldavat praimerit kasutatakse endiselt laialdaselt kosmose- ja autotööstuses.

Elemendi omadused

Kroomi peamised füüsikalised omadused on järgmised:

• Aatomiarv: 24.
• Aatommass: 51,996.
• Sulamistemperatuur: 1890 °C.
• Keemistemperatuur: 2482 °C.
• Oksüdatsiooniaste: +2, +3, +6.
• Elektronide konfiguratsioon: 3d 5 4s 1.