Kroomi vesinikuühendid. Kroomoksiidid (II), (III) ja (VI). Kroomi keemilised omadused

Keemiaõpetaja kasu

Jätkamine. cm. nr 22/2005; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18/2008

25. TUND

10. klass(esimene õppeaasta)

Kroom ja selle ühendid

1. Asukoht DI Mendelejevi tabelis, aatomi struktuur.

2. Nime päritolu.

3. Füüsikalised omadused.

4. Keemilised omadused.

5. Looduses viibimine.

6. Põhilised saamise meetodid.

7. Tähtsamad kroomiühendid:

a) kroomi (II) oksiid ja hüdroksiid;

b) kroomi (III) oksiid ja hüdroksiid, nende amfoteersed omadused;

c) kroom(VI)oksiid, kroom- ja dikroomhape, kromaadid ja dikromaadid.

9. Kroomiühendite redoksomadused.

Chromium asub Mendelejevi tabeli VI rühma külgmises alamrühmas. Kroomi elektroonilise valemi koostamisel tuleb meeles pidada, et konfiguratsiooni 3 suurema stabiilsuse tõttu d 5, kroomi aatomi puhul täheldatakse elektronide libisemist ja elektrooniline valem on kujul: 1 s 2 2s 2 lk 6 3s 2 lk 6 4s 1 3d 5 . Ühendites võib kroomil olla oksüdatsiooniaste +2, +3 ja +6 (oksüdatsiooniaste +3 on kõige stabiilsem):

Chrome on oma nime saanud kreekakeelsest sõnast kroma(värv, värv) selle ühendite ereda mitmekesise värvi tõttu.

Kroom on valge läikiv metall, väga kõva, rabe, tulekindel. Vastupidav korrosioonile. Õhus kattub see oksiidkilega, mille tõttu pind muutub tuhmiks.

Keemilised omadused

Normaaltingimustes on kroom mitteaktiivne metall ja reageerib ainult fluoriga. Kuid kuumutamisel kroomi oksiidkile hävib ja kroom reageerib paljude lihtsate ja keerukate ainetega (sarnaselt Al-ga).

4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3.

Metallid (-).

Mittemetallid (+):

2Cr + 3Cl 2 2CrCl 3,

2Cr + 3F 2 = 2CrF 3,

2Cr + 3SCr 2 S 3,

H2O (+/–): *

2Cr + 3H 2O (aur) Cr 2O 3 + 3H 2.

Aluselised oksiidid (-).

Happelised oksiidid (-).

Põhjused (+/–):

2Cr + 6NaOH + 6H2O = 2Na3 + 3H2.

Mitteoksüdeerivad happed (+).

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2.

Oksüdeerivad happed (-). Passiveerimine.

Soolad (+/–):

2Cr + 3CuSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3 Cu,

Cr + CaCl2 ei reageeri.

Üldjuhul on element kroom esindatud nelja isotoobiga massinumbritega 50, 52, 53 ja 54. Looduses esineb kroom vaid ühendite kujul, millest olulisemad on kroomi rauamaak ehk kromiit (FeOzhCr 2 O 3) ja pliipunane maak (PbCrO 4).

Metalliline kroom saadakse: 1) selle oksiidist, kasutades alumotermiat:

Cr 2 O 3 + 2Al 2Cr + Al 2 O 3,

2) vesilahuste või selle soolade sulamite elektrolüüs:

Tööstuses kasutatavast kroomi rauamaagist saadakse raua sulam kroomiga - ferrokroom, mida kasutatakse laialdaselt metallurgias:

FeO Cr 2 O 3 + 4CFe + 2Cr + 4CO.

OLULISED ÜHENDUSED

Kroom moodustab kolm oksiidi ja vastavad hüdroksiidid, mille olemus muutub loomulikult kroomi oksüdatsiooniastme tõustes:

Kroomoksiid(II) (CrO) on helepunane või pruunikaspunane tahke aine, mis on normaalsetes tingimustes vees lahustumatu, tüüpiline aluseline oksiid. Kroom(II)oksiid oksüdeerub kuumutamisel õhus kergesti ja taandatakse puhtaks kroomiks.

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O,

4CrO + O 2 2Cr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

Kroom(II)oksiid saadakse kroomi otsesel oksüdeerimisel:

2Cr + O2 2CrO.

Kroomhüdroksiid(II) (Cr (OH) 2) - vees lahustumatu kollane aine, nõrk elektrolüüt, avaldab aluselisi omadusi, lahustub hästi kontsentreeritud hapetes; oksüdeerub kergesti niiskuse juuresolekul atmosfäärihapnikuga; õhus kaltsineerimisel laguneb see kroom(III)oksiidi moodustumisega:

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

4Cr (OH) 2 + O 2 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Kroom(II)hüdroksiid saadakse kroom(II)soola ja leeliselahuse vahelisel vahetusreaktsioonil hapniku puudumisel:

CrCl 2 + 2NaOH = Cr (OH) 2 + 2NaCl.

Kroomoksiid(III) (Cr 2 O 3) on amfoteersed omadused. See on tulekindel (kõvadusega võrreldav korundiga) rohelise värvusega pulber, mis ei lahustu vees. Kantserogeen! See saadakse ammooniumdikromaadi, kroom(III)hüdroksiidi lagundamisel, kaaliumdikromaadi redutseerimisel või kroomi otsesel oksüdeerimisel:

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

2Cr (OH) 3 Cr2O3 + 3H2O,

2K 2Cr 2 O 7 + 3C2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2,

4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3.

Normaaltingimustes lahustub kroom(III)oksiid hapetes ja leelistes halvasti; sellel on amfoteersed omadused, kui see on sulatatud leeliste või leelismetallide karbonaatidega (moodustab kromiite); kõrgel temperatuuril saab kroom(III)oksiidi redutseerida puhtaks metalliks:

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

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

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O,

2Cr 2O 3 + 3C4Cr + 3CO 2.

Kroomhüdroksiid(III) (Cr (OH) 3) sadestub leeliste toimel kolmevalentsetele kroomisooladele (halliroheline sade):

CrCl 3 + 3NaOH (puudus) = Cr (OH) 3 + 3NaCl.

Sellel on amfoteersed omadused, lahustub nii hapetes kui ka leeliste ülejäägis; termiliselt ebastabiilne:

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

Cr (OH) 3 + 3KOH = K 3,

Cr (OH) 3 + KOH KCrO 2 + 2H 2 O,

2Cr (OH) 3 Cr2O3 + 3H2O.

Kroomoksiid(VI) (CrO 3) - tumepunase värvusega kristalne aine, mürgine, millel on happelised omadused. Lahustagem hästi vees, selle oksiidi lahustamisel vees tekivad kroomhapped; kuidas happeline oksiid CrO 3 interakteerub aluseliste oksiidide ja leelistega; termiliselt ebastabiilne; on tugevaim oksüdeerija:

CrO3 + H2O =

2CrO3 + H2O =

CrO 3 + K 2 OK 2 CrO 4,

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

4CrO 3 2Cr 2 O 3 + 3O 2,

See oksiid saadakse kuivade kromaatide ja dikromaatide interaktsioonil kontsentreeritud väävelhappega:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 (konts.) 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O,

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (konts.) CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O.

Chrome ja dikroomhape eksisteerivad ainult vesilahustes, kuid moodustavad stabiilseid sooli - kromaadid ja dikromaadid... Kromaadid ja nende lahused on kollased ja dikromaadid oranžid. Kromaatioonid ja dikromaadiioonid lähevad lahuskeskkonna muutumisel kergesti üksteisesse. V happeline keskkond kromaadid muutuvad dikromaatideks, lahus muutub oranžiks; aluselises keskkonnas dikromaadid muutuvad kromaatideks, lahus muutub kollaseks:

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.

Ioon on stabiilne leeliselises keskkonnas ja happelises keskkonnas.

Umbes
koos

Kõigist kroomiühenditest on kõige stabiilsemad ühendid, mille oksüdatsiooniaste on kroom +3. Kroomühendid oksüdatsiooniastmega +2 on tugevad redutseerijad ja kergesti oksüdeeruvad kuni +3:

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

4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O.

Oksüdatsiooniastmes +6 kroomi sisaldavad ühendid on tugevad oksüdeerijad, samas kui kroom redutseeritakse +6-lt +3-le:

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.

Alkoholi tuvastamiseks väljahingatavas õhus kasutatakse kroom(VI)oksiidi oksüdeerimisvõimel põhinevat reaktsiooni:

4CrO 3 + 3C 2 H 5OH 2Cr 2 O 3 + 3CH 3 COOH + 3H 2 O.

Kaaliumdikromaadi lahust kontsentreeritud väävelhappes nimetatakse kroomi segu ja seda kasutatakse keemiliste riistade puhastamiseks.

Test teemal "Kroom ja selle ühendid"

1. Mõni element moodustab kõiki kolme tüüpi oksiide (aluselised, amfoteersed ja happelised). Amfoteerses oksiidis oleva elemendi oksüdatsiooniaste on:

a) minimaalne;

b) maksimum;

c) miinimumi ja maksimumi vahepealne;

d) võib olla mis tahes.

2. Kui värskelt valmistatud kroom(III)hüdroksiidi sade interakteerub leeliselahuse liiaga, moodustub järgmine:

a) keskmine sool; b) aluseline sool;

c) topeltsool; d) komplekssool.

3. Elektronide koguarv kroomi aatomi välisel tasemel on:

a) 12; b) 13; in 1; d) 2.

4. Milline metallioksiid on happeline?

a) vask(II)oksiid; b) kroom(VI)oksiid;

c) kroom(III)oksiid; d) raudoksiid (III).

5. Kui suur kaaliumdikromaadi mass (g) on ​​vajalik 11,2 g raua oksüdeerimiseks väävelhappe lahuses?

a) 58,8; b) 14,7; c) 294; d) 29.4.

6. Millise massi vett (g) tuleb 150 g 10% kroom(III)kloriidi lahusest aurustada, et saada selle soola 30% lahus?

a) 100; b) 20; c) 50; d) 40.

7. Väävelhappe molaarne kontsentratsioon lahuses on 11,7 mol / l ja lahuse tihedus on 1,62 g / ml. Väävelhappe massiosa selles lahuses on (%):

a) 35,4; b) 98; c) 70,8; d) 11.7.

8. Hapnikuaatomite arv 19,4 g kaaliumkromaadis on:

a) 0,602 10 23; b) 2 408 10 23;

c) 2,78 10 23; d) 6,02 10 23.

9. Lakmus näitab vesilahuses punast värvi (võimalik on mitu õiget vastust):

a) kroom(III)kloriid; b) kroom(II)kloriid;

c) kaaliumkloriid; d) vesinikkloriidhape.

10. Kromaadi üleminek dikromaadiks toimub ... keskkonnas ja sellega kaasneb protsess:

a) happeline taastumisprotsess;

b) happeline, oksüdatsiooniastmed ei muutu;

c) aluseline, taastumisprotsess;

d) leeliseline, oksüdatsiooniastmed ei muutu.

Testi võti

Kvalitatiivsed ülesanded ainete identifitseerimiseks 1. Mõne soola vesilahus jagati kaheks osaks. Ühte neist töödeldi leelise liiaga ja kuumutati, eraldunud gaas muutis punase lakmuse värvi siniseks. Teine osa töödeldi vesinikkloriidhappega, eraldunud gaas põhjustas lubjavee hägususe. Millist soola analüüsiti? Toetage oma vastust reaktsioonivõrranditega.

Vastus... Ammooniumkarbonaat.

2. Kui aine A vesilahusele lisatakse (eraldi) ammoniaaki, naatriumsulfiidi ja hõbenitraati, moodustuvad valged sademed, millest kaks on sama koostisega. Mis on aine A? Kirjutage üles reaktsioonivõrrandid.

Lahendus

Aine A – AlCl 3.

AlCl 3 + 3NH 4OH = Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl,

2AlCl3 + 3Na2S + 6H2O2Al (OH)3 + 3H2S + 6NaCl,

AlCl 3 + 3AgNO 3 = 3AgCl + Al (NO 3) 3.

Vastus... Alumiiniumkloriid.

3. Põlemisel hapniku juuresolekul tekib terava iseloomuliku lõhnaga värvitu gaas A teise, värvitu ja lõhnatu gaasi B, mis reageerib toatemperatuuril liitiumiga, moodustades tahke aine C. Määrake ained, kirjutage üles reaktsioonivõrrandid.

Lahendus

Aine A – NH 3,

aine B - N 2,

aine С - Li 3 N.

4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O,

N 2 + 6Li = 2Li 3 N.

Vastus... NH3, N2, Li 3N.

4. Iseloomuliku terava lõhnaga värvitu gaas A reageerib teise värvitu gaasiga B, mis lõhnab nagu mädamuna. Reaktsiooni tulemusena moodustub lihtne C ja kompleksaine. Aine C reageerib vasega, moodustades musta soola. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... SO2, H2S, S.

5. Õhust kergem terava iseloomuliku lõhnaga värvitu gaas A reageerib tugeva happega B ja tekib sool C, mille vesilahus ei moodusta sadet ei baariumkloriidi ega hõbenitraadiga. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid (üks võimalikest valikutest).

Vastus... NH3, HNO3, NH4NO3.

6. Lihtaine A, mis on moodustunud maapõue suuruselt teise elemendi aatomitest, reageerib kuumutamisel raud(II)oksiidiga, mille tulemusena moodustub ühend B, mis ei lahustu leeliste ja hapete vesilahustes ( välja arvatud vesinikfluoriidhape). Aine B moodustab kustutamata lubjaga sulatamisel lahustumatu soola C. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid (üks võimalikest valikutest).

Vastus... Si, SiO 2, CaSiO 3.

7. Pruun ühend A, vees lahustumatu, laguneb kuumutamisel kaheks oksiidiks, millest üks on vesi. Teine oksiid B redutseeritakse süsiniku toimel metalliks C, mis on looduses leviku poolest teine ​​metall. Määrake ained, kirjutage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... Fe (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe.

8. Aine A, mis on osa ühest levinumast mineraalist, moodustab vesinikkloriidhappega töötlemisel gaasi B. Kui aine B reageerib kuumutamisel lihtainega C, tekib ainult üks ühend - värvitu ja lõhnatu põlevgaas. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... CaCO 3, CO 2, C.

9. Kergmetall A, mis reageerib lahjendatud väävelhappega, kuid ei reageeri külmas kontsentreeritud väävelhappega, reageerib naatriumhüdroksiidi lahusega, moodustades seega gaasi ja soola B. Kui ainele B lisada soolhapet, tekib sool C. Määrake ained, esitage võrrandid reaktsioonid.

Vastus... Al, NaAlO2, NaCl.

10. Substance A on pehme, hästi lõigatud hõbevalge metall, veest kergem. Kui aine A interakteerub lihtainega B, tekib ühend C, mis lahustub vees, moodustades leeliselise lahuse. Aine C töötlemisel vesinikkloriidhappega eraldub ebameeldiva lõhnaga gaas ja tekib sool, mis muudab põleti leegi lillaks. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... K, S, K 2 S.

11. Terava iseloomuliku lõhnaga värvitu gaas A oksüdeeritakse hapniku toimel katalüsaatori juuresolekul ühendiks B, mis on lenduv vedelik. Aine B, reageerides kustutamata lubjaga, moodustab soola C. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... SO 2, SO 3, CaSO 4.

12. Lihtaine A, toatemperatuuril vedel, reageerib hõbevalge kergmetalliga B, moodustades soola C, mis leeliselahusega töötlemisel annab valge sademe, mis lahustub leelise liias. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... Br 2, Al, AlBr 3.

13. Kollane tahke lihtaine A reageerib hõbevalge kergmetalliga B, mille tulemusena moodustub sool C, mis hüdrolüüsub vesilahuses täielikult, moodustades valge sademe ja ebameeldiva lõhnaga mürgise gaasi. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... S, Al, Al 2 S 3.

14. Lihtne ebastabiilne gaasiline aine A muundub teiseks lihtaineks B, mille atmosfääris metall C põleb; selle reaktsiooni saadus on oksiid, milles metall on kahes oksüdatsiooniastmes. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... O3, O2, Fe.

15. Tumelilla kristalne aine A laguneb kuumutamisel lihtsa gaasilise aine B moodustumisega, mille atmosfääris põleb lihtaine C, moodustades värvitu lõhnatu gaasi, mis sisaldub õhus väikestes kogustes. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... KMnO 4, O 2, C.

16. Lihtaine A, mis on pooljuht, reageerib lihtsa gaasilise ainega B, moodustades ühendi C, mis ei lahustu vees. Leelistega sulatamisel moodustab aine C ühendeid, mida nimetatakse lahustuvateks klaasideks. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid (üks võimalikest valikutest).

Vastus... Si, O 2, SiO 2.

17. Mürgine värvitu ebameeldiva lõhnaga gaas A laguneb kuumutamisel lihtsateks aineteks, millest üks B on kollane tahke aine. Aine B põlemisel tekib ebameeldiva lõhnaga värvitu gaas C, mis muudab paljude orgaaniliste värvide värvi. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... H2S, S, SO2.

18. Lenduv vesinikühend A põleb õhus, moodustades aine B, mis lahustub vesinikfluoriidhappes. Aine B ühinemisel naatriumoksiidiga tekib vees lahustuv sool C. Määrake ained, esitage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... SiH 4, SiO 2, Na 2 SiO 3.

19. Vees halvasti lahustuv ühend A on valge, kõrgel temperatuuril kaltsineerimisel söe ja liivaga hapniku puudumisel moodustab see lihtsa aine B, mis esineb mitme allotroopse modifikatsioonina. Selle aine põletamisel õhus moodustub ühend C, mis lahustub vees, moodustades happe, mis on võimeline moodustama kolme seeriat sooli. Määrake ained, kirjutage reaktsioonivõrrandid.

Vastus... Ca 3 (PO 4) 2, P, P 2 O 5.

* +/– märk tähendab, et see reaktsioon ei toimu kõigi reagentidega või teatud tingimustel.

Jätkub

MÄÄRATLUS

Kroom- perioodilise tabeli kahekümne neljas element. Nimetus - Cr ladinakeelsest sõnast "kroom". Asub neljandas perioodis, VIB grupp. Viitab metallidele. Tuuma laeng on 24.

Kroom sisaldub maakoores 0,02% (massi järgi). Looduses esineb see peamiselt kroomi rauamaagi FeO × Cr 2 O 3 kujul.

Kroom on kõva läikiv metall (joon. 1), sulab 1890 o C juures; selle tihedus on 7,19 g / cm3. Toatemperatuuril on kroom vastupidav nii veele kui ka õhule. Lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhape lahustavad kroomi, et vabastada vesinik. Külmas kontsentreeritud lämmastikhappes on kroom lahustumatu ja muutub pärast sellega töötlemist passiivseks.

Riis. 1. Chrome. Välimus.

Kroomi aatom- ja molekulmass

MÄÄRATLUS

Aine suhteline molekulmass(M r) on arv, mis näitab, mitu korda on antud molekuli mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist ja elemendi suhteline aatommass(A r) - mitu korda on keemilise elemendi aatomite keskmine mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.

Kuna vabas olekus kroom esineb monoatomiliste Cr-molekulide kujul, langevad selle aatom- ja molekulmassi väärtused kokku. Need on võrdsed 51,9962-ga.

Kroomi isotoobid

Teada on, et looduses võib kroom olla nelja stabiilse isotoobi kujul 50 Kr, 52 Kr, 53 Kr ja 54 Kr. Nende massinumbrid on vastavalt 50, 52, 53 ja 54. Kroomi isotoobi 50 Cr tuum sisaldab kakskümmend neli prootonit ja kakskümmend kuus neutronit ning ülejäänud isotoobid erinevad sellest ainult neutronite arvu poolest.

On kunstlikke kroomi isotoope massinumbritega 42 kuni 67, millest kõige stabiilsem on 59 Cr, mille poolestusaeg on 42,3 minutit, samuti üks tuumaisotoop.

Kroomi ioonid

Kroomiaatomi välisenergia tasemel on kuus valentsi elektroni:

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3p 5 4 s 1.

Keemilise vastasmõju tulemusena loovutab kroom oma valentselektronid, s.o. on nende doonor ja muutub positiivselt laetud iooniks:

Cr 0 -2e → Cr 2+;

Cr 0 -3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Kroomi molekul ja aatom

Vabas olekus esineb kroom monoatomiliste Cr-molekulide kujul. Siin on mõned omadused, mis iseloomustavad kroomi aatomit ja molekuli:

Kroomisulamid

Metallist kroomi kasutatakse kroomimisel ja ka legeerteraste ühe olulisema komponendina. Kroomi lisamine terasesse suurendab selle vastupidavust korrosioonile nii vesikeskkonnas normaaltemperatuuril kui ka gaasides kõrgendatud temperatuuridel. Lisaks on kroomterastel suurenenud kõvadus. Kroom on osa roostevabast, happekindlast, kuumakindlast terasest.

Näited probleemide lahendamisest

NÄIDE 1

NÄIDE 2

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 + H 2 O + 1 / 2O 2 = 2Cr (OH) 3 ¯

Kroomi (II) soolade vesilahused saadakse ilma õhu juurdepääsuta metallilise kroomi lahustamisel lahjendatud hapetes vesiniku atmosfääris või kolmevalentse kroomi soolade redutseerimisel tsingiga happelises keskkonnas. Veevaba kroomi (II) soolad on valged ning vesilahused ja kristalsed hüdraadid on sinised.

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

Kroom(III)hüdroksiid Cr(OH)3 on želatiinne hallroheline 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, lahustub nagu hapetes, moodustades kroom(III)soolasid:

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 sulanduvad leelistega, tekivad metakromiidid ja ortokromiidid:

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

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

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

Kolmevalentsed kroomisoolad värvuvad nii tahkes olekus kui ka vesilahustes. Näiteks veevaba kroom (III) sulfaat Cr 2 (SO 4) 3 on lillakaspunane, kroom (III) sulfaadi vesilahused võivad sõltuvalt tingimustest muuta värvi violetsest 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 violetne värvus on tingitud just 3+ katioonist. Kuumutamisel võivad kroom(III) komplekssoolad

kaotavad osaliselt vett, moodustades erinevat värvi soolad kuni roheliseks.

Kolmevalentsed kroomisoolad on koostise, kristallvõre struktuuri ja lahustuvuse poolest sarnased alumiiniumisooladega; nii kroomi (III) kui ka alumiiniumi puhul on tüüpiline kaaliumkroommaarja KCr (SO 4) 2 12H 2 O moodustumine, neid kasutatakse naha parkimisel ja peitsina tekstiiliäris.

Kroom (III) soolad Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 jne. õhus säilitamisel on need stabiilsed ja lahustes läbivad nad hüdrolüüsi:

Cr 3+ + 3Сl - + НОН «Cr (ОН) 2+ + 3Сl - + Н +

Hüdrolüüs toimub vastavalt esimesele etapile, kuid on sooli, 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 kroomi oksüdatsiooniastme suurenemisest ja ioonraadiuste vähenemisest. Samas seerias on oksüdeerivad omadused pidevalt paranenud. Cr (II) ühendid on tugevad redutseerijad, kergesti oksüdeeruvad, muutudes kroom(III) ühenditeks. Kroom (VI) ühendid on tugevad oksüdeerijad, 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.

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 kujundamist keemiliste reaktsioonide võrrandite molekulaarsel ja ioonsel kujul üleskirjutamiseks, elektroonilise tasakaalu moodustamiseks;
• jätkake keemilise katse jälgimise oskuste kujundamist.

Tunni vorm: loeng õpilaste iseseisva töö elementidega ja keemilise eksperimendi vaatlusega.

Tunni käik

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 on ühendite oksüdatsiooniastmed?

Kuidas muutub aatomite raadius ja ionisatsioonienergia kroomist volframiks?

Saate kutsuda õpilasi täitma tabelit, kasutades aatomite raadiuste, ionisatsioonienergia tabeliväärtusi ja tegema järeldusi.

Tabeli näidis:

2. Kuulake õpilase sõnumit teemal "Kroomi alarühma elemendid looduses, tootmises ja kasutamises".

II. Loeng.

Loengu kava:

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 läikiv metall, valge sinaka läikega, väga kõva (tihedus 7, 2 g / cm 3), sulamistemperatuur 1890˚С.

Keemilised omadused: kroom on tavatingimustes mitteaktiivne metall. See on tingitud asjaolust, 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; ühele võrrandile koostage elektrooniline kaal, märkige oksüdeerija ja redutseerija.

Kroomi koostoime komplekssete ainetega:

Väga kõrgel temperatuuril reageerib kroom veega:

• 2Сr + 3 Н 2 О = Сr 2 О 3 + 3Н 2

Harjutus:

Kroom reageerib lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappega:

• Сr + Н 2 SO 4 = СrSО 4 + Н 2
• Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Harjutus: koostada elektrooniline kaal, märkida oksüdeerija ja redutseerija.

Kontsentreeritud väävelvesinikkloriid- ja lämmastikhape passiveerivad kroomi.

2. Kroomi ühendid. (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) ja väävelhappe vastasmõju molekulaarsel ja ioonilisel kujul reaktsioonivõrrand.

Kroomoksiid (2) oksüdeerub õhu käes kergesti:

• 4СrО + О 2 = 2Сr 2 О 3

Harjutus: koostada elektrooniline kaal, märkida oksüdeerija ja redutseerija.

Kroomoksiid (2) tekib kroomamalgaami oksüdeerimisel atmosfäärihapnikuga:

2Сr (amalgaam) + О 2 = 2СrО

2. Kroomhüdroksiid (2)- Cr (OH) 2 on kollane aine, vees halvasti lahustuv, väljendunud aluselise iseloomuga, seetõttu interakteerub hapetega:

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

Harjutus: koostada kroomoksiidi (2) ja vesinikkloriidhappe vastasmõju molekulaarsel ja ioonilisel kujul reaktsioonivõrrandid.

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: koostada ioonvõrrandid.

3. Kroomi ühendid. (3)

1. Kroomoksiid (3)- Cr 2 O 3 - tumeroheline pulber, vees lahustumatu, tulekindel, kõvaduse poolest korundilähedane (vastab kroom (3) hüdroksiidile - Cr (OH) 3). Kroomoksiidil (3) on amfoteerne iseloom, kuid see lahustub halvasti hapetes ja leelistes. Sulandumise ajal tekivad reaktsioonid leelistega:

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

Harjutus: koostage kroomoksiidi (3) ja liitiumhüdroksiidi vastastikmõju molekulaarsel ja ioonilisel kujul reaktsioonivõrrand.

See interakteerub raskustega kontsentreeritud hapete ja leeliste lahustega:

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

Harjutus: koostada kroomoksiidi (3) ja kontsentreeritud väävelhappe ja kontsentreeritud naatriumhüdroksiidi lahuse vastastikmõju molekulaarsel ja ioonilisel kujul toimuvate reaktsioonide võrrandid.

Kroomoksiidi (3) võib saada ammooniumdikromaadi lagundamisel:

• (NH 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):

• СrСl 3 + 3КОН = Сr (ОН) 3 ↓ + 3КСl

Harjutus: kirjutada ioonvõrrandid

Kroomhüdroksiid (3) on hallikasroheline sade, mille saamisel tuleb leelist võtta defitsiidiga. Nii saadud kroom(3)hüdroksiid, erinevalt vastavast oksiidist, interakteerub kergesti hapete ja leelistega, s.t. sellel on amfoteersed omadused:

• Cr (OH) 3 + 3HNO 3 = Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
• Cr (OH) 3 + 3KON = K 3 [Cr (OH) 6] (heksahüdroksokromiit K)

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

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

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

4. Kroomi ühendid. (6)

1. Kroomoksiid (6)- CrO 3 - tumepunane kristalne aine, vees hästi lahustuv - tüüpiline happeline oksiid. Sellele oksiidile vastavad kaks hapet:

• СrО 3 + Н 2 О = Н 2 СrО 4 (kroomhape - tekib liigse veega)
• 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 intensiivselt orgaaniliste ainetega:

• С 2 Н 5 ОН + 4СrО 3 = 2СО 2 + 2Сr 2 О 3 + 3Н 2 О

Samuti oksüdeerib joodi, väävlit, fosforit, kivisütt:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Harjutus: koostada kroomoksiidi (6) keemiliste reaktsioonide võrrandid joodi, fosfori, kivisöega; Koostage ühe võrrandiga elektrooniline kaal, märkige oksüdeerija ja redutseerija

Temperatuurini 250 °C kuumutamisel kroomoksiid (6) laguneb:

• 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2

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

• К 2 Сr 2 О 7 + Н 2 SO 4 = К 2 SO 4 + 2СrО 3 + Н 2 О

2. Kroom- ja dikroomhape.

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

Kromaatioonid СrО 4 2- ja dikromaat - ioonid Сr 2О 7 2- lähevad lahuste keskkonna muutumisel kergesti üksteisesse

Lahuse happelises keskkonnas muutuvad kromaadid dikromaatideks:

• 2К 2 СrО 4 + Н 2 SO 4 = К 2 Сr 2 О 7 + К 2 SO 4 + Н 2 О

Aluselises keskkonnas muutuvad dikromaadid kromaatideks:

• К 2 Сr 2 О 7 + 2КОН = 2К 2 СrО 4 + Н 2 О

Lahjendamisel muutub dikroomhape kroomhappeks:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Kroomiühendite omaduste sõltuvus oksüdatsiooniastmest.

6. Kroomiühendite redoksomadused.

Reaktsioonid happelises keskkonnas.

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

• К 2 Сr 2 О 7 + 3Н 2 S + 4Н 2 SO 4 = 3S + Сr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7Н 2 О
• S -2 - 2e → S 0
• 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Harjutus:

1. Võrdsustage reaktsioonivõrrand elektroonilise tasakaalu meetodiga, 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 meetodiga, 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 oksüdeerijate toimel Cr +6 ühenditeks: 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 meetodiga, 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 + Ag 2 O + NaOH = Ag +? +?

Seega paranevad oksüdeerivad omadused järjekindlalt oksüdatsiooniastmete muutumisega järjekorras: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Kroomiühendid (2) on tugevad redutseerijad, kergesti oksüdeeruvad, muutudes kroomiühenditeks (3). Kroomiühendid (6) on tugevad oksüdeerijad, taanduvad kergesti kroomiühenditeks (3). Kroomiühenditel (3) on tugevate redutseerivate ainetega koostoimes oksüdeerivad omadused, need muutuvad kroomiühenditeks (2) ja tugevate oksüdeerijatega koostoimel on neil redutseerivad omadused, muutudes kroomiühenditeks (6)

Loengu metoodika juurde:

1. Õpilaste tunnetusliku tegevuse aktiveerimiseks ja huvi säilitamiseks on soovitatav loengu ajal läbi viia näidiskatse. Sõltuvalt koolituslabori võimalustest saate õpilastele näidata järgmisi kogemusi:

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

1. Iseõppimise ülesandeid saab diferentseerida arvestades õpilaste reaalseid õppimisvõimalusi.
2. Loengu saate lõpetada, täites järgmised ülesanded: kirjutage keemiliste reaktsioonide võrrandid, millega saate läbi viia järgmised teisendused:

.III. Kodutöö: lõpetage loeng (lisage 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 koostamine. - M., "Keskkool", 1979. - 295 lk.
4. Petrov M.M. Anorgaaniline keemia. - Leningrad: "Keemia", 1989. - 543 lk.
5. Ushkalova V.N. Keemia: Võistlusülesanded ja vastused. - M .: "Haridus", 2000. - 223 lk.

Kroomi avastamine viitab soolade ja mineraalide keemilise ja analüütilise uurimistöö kiire arengu perioodile. Venemaal on keemikud üles näidanud erilist huvi Siberist leitud ja Lääne-Euroopas peaaegu tundmatute mineraalide analüüsi vastu. Üks neist mineraalidest oli Lomonosovi kirjeldatud Siberi punane pliimaak (krokoiit). Mineraali uuriti, kuid sellest ei leitud midagi peale plii, raua ja alumiiniumi oksiidide. Kuid 1797. aastal sai Vauckelin, keetes mineraali peeneks jahvatatud proovi kaaliumkloriidi ja sadestatud pliikarbonaadiga, oranžikaspunase lahuse. Sellest lahusest kristallis ta rubiinpunase soola, millest eraldati kõigist tuntud metallidest erinev oksiid ja vaba metall. Vauquelin andis talle nime Kroom ( Chrome ) kreeka sõnast- värvimine, värvimine; tõde ei olnud siin mitte metalli, vaid selle erksavärviliste soolade omand.

Looduses olemine.

Kõige olulisem praktilise tähtsusega kroomimaak on kromiit, mille ligikaudne koostis vastab valemile FeCrO4.

Seda leidub Väike-Aasias, Uuralites, Põhja-Ameerikas ja Lõuna-Aafrikas. Tehnilise tähtsusega on ka eelmainitud krokoiidi mineraal PbCrO 4. Kroomoksiidi (3) ja mõningaid teisi selle ühendeid leidub ka looduses. Maakoores on kroomi sisaldus metallis 0,03%. Kroomi leidub päikeses, tähtedes, meteoriitides.

Füüsikalised omadused.

Kroom on valge, kõva ja rabe metall, mis on keemiliselt äärmiselt vastupidav hapetele ja leelistele. See oksüdeerub õhu käes ja selle pinnal on õhuke läbipaistev oksiidkile. Kroomi tihedus on 7,1 g / cm 3, selle sulamistemperatuur on +1875 0 С.

Vastuvõtmine.

Kroomi rauamaagi tugeval kuumutamisel kivisöega väheneb kroom ja raud:

FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO

Selle reaktsiooni tulemusena moodustub kroomi sulam rauaga, mida iseloomustab kõrge tugevus. Puhta kroomi saamiseks redutseeritakse see kroom(3)oksiidist alumiiniumiga:

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

Selles protsessis kasutatakse tavaliselt kahte oksiidi – Cr 2 O 3 ja CrO 3

Keemilised omadused.

Tänu kroomipinda katvale õhukesele kaitsvale oksiidkilele on see väga vastupidav agressiivsetele hapetele ja leelistele. Kroom ei reageeri kontsentreeritud lämmastik- ja väävelhappega, samuti fosforhappega. Kroom interakteerub leelistega temperatuuril t = 600-700 ° C. Kuid kroom interakteerub lahjendatud väävel- ja vesinikkloriidhappega, tõrjudes välja vesiniku:

2Cr + 3H 2SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H 2

Kõrgel temperatuuril põleb kroom hapnikus, moodustades oksiidi (III).

Kuum kroom reageerib veeauruga:

2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2

Kroom reageerib kõrgel temperatuuril ka halogeenidega, halogeen - vesiniku, väävli, lämmastiku, fosfori, kivisöe, räni, booriga, näiteks:

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr 2S 3
Cr + Si = CrSi

Ülaltoodud kroomi füüsikalised ja keemilised omadused on leidnud rakendust erinevates teaduse ja tehnoloogia valdkondades. Näiteks kroomi ja selle sulameid kasutatakse masinaehituses ülitugevate korrosioonikindlate kattekihtide saamiseks. Ferrokroomi sulameid kasutatakse metalli lõikeriistadena. Kroomiga kaetud sulamid on leidnud rakendust meditsiinitehnoloogias, keemilise töötlemise seadmete valmistamisel.

Kroomi asukoht keemiliste elementide perioodilises tabelis:

Kroom juhib elementide perioodilise tabeli rühma VI alarühma. Selle elektrooniline valem on järgmine:

24 Cr IS 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1

Orbitaalide täitmisel elektronidega kroomi aatomi juures rikutakse seaduspärasust, mille järgi tuleks esmalt täita 4S orbitaal kuni 4S 2 olekuni. Kuid kuna 3d - orbitaal hõivab kroomi aatomis soodsama energiapositsiooni, täidetakse see väärtuseni 4d 5. Seda nähtust täheldatakse mõne teise sekundaarse alarühma elemendi aatomites. Kroomi oksüdatsiooniaste võib olla vahemikus +1 kuni +6. Kõige stabiilsemad on kroomiühendid, mille oksüdatsiooniaste on +2, +3, +6.

Kahevalentsed kroomi ühendid.

Kroomioksiid (II) CrO on pürofooriline must pulber (pürofoorilisus on võime süttida õhus peenjahvatatud olekus). CrO lahustub lahjendatud vesinikkloriidhappes:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Õhus, kuumutamisel üle 100 0 С, muutub CrO Cr 2 O 3-ks.

Kahevalentsed kroomisoolad tekivad metallilise kroomi lahustamisel hapetes. Need reaktsioonid toimuvad madala aktiivsusega gaasi (näiteks H2) atmosfääris, kuna õhu juuresolekul oksüdeerub Cr (II) kergesti Cr (III)-ks.

Kroomhüdroksiid saadakse kollase sademe kujul kroom(II)kloriidi leeliselahuse toimel:

CrCl 2 + 2NaOH = Cr (OH) 2 + 2NaCl

Cr(OH)2 on aluseliste omadustega ja redutseerija. Hüdreeritud Cr2+ ioon on helesinine. CrCl2 vesilahus on sinist värvi. Õhus, vesilahustes, muudetakse Cr (II) ühendid Cr (III) ühenditeks. See on eriti väljendunud Cr (II) hüdroksiidi puhul:

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

Kolmevalentsed kroomi ühendid.

Kroom(III)oksiid Cr 2 O 3 on roheline tulekindel pulber. Kõvadus on korundile lähedane. Laboris saab seda ammooniumdikromaadi kuumutamisel:

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

Cr 2 O 3 - amfoteerne oksiid, kui leelistega sulandumisel moodustuvad kromiidid: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Kroomhüdroksiid on ka amfoteerne ühend:

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

Veevaba CrCl 3 on tumelillade lehtedega, külmas vees täielikult lahustumatu ja keetmisel lahustub väga aeglaselt. Veevaba kroom (III) sulfaat Cr 2 (SO 4) 3 roosa, samuti vees halvasti lahustuv. Redutseerivate ainete juuresolekul moodustab see violetse kroomsulfaadi Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. Tuntud on ka vähem vett sisaldavad rohelised kroomsulfaathüdraadid. Kroomimaarjas KCr (SO 4) 2 * 12H 2 O kristalliseerub violetset kroomsulfaati ja kaaliumsulfaati sisaldavatest lahustest. Kroomimaarja lahus muutub kuumutamisel sulfaatide moodustumise tõttu roheliseks.

Reaktsioonid kroomi ja selle ühenditega

Peaaegu kõik kroomiühendid ja nende lahused on intensiivse värvusega. Värvitu lahuse või valge sademe olemasolul võime suure tõenäosusega järeldada, et kroomi pole.

1. Kuumutame tugevalt põletileegis portselantopsil sellise koguse kaaliumdikromaati, mis mahub noaotsa. Sool ei eralda kristallisatsioonivett, vaid sulab temperatuuril umbes 400 0 С koos tumeda vedeliku moodustumisega. Kuumutame veel paar minutit tugeval leegil. Pärast jahutamist tekib killule roheline sade. Lahustame osa sellest vees (see muutub kollaseks) ja jätame teise osa kildudele. Sool lagunes kuumutamisel, mille tulemusena moodustus kaalium K 2 CrO 4 ja roheline Cr 2 O 3 lahustuv kollane kromaat.
2. Lahustage 3 g pulbrilist kaaliumdikromaadi 50 ml vees. Lisage ühele osale veidi kaaliumkarbonaati. See lahustub CO 2 eraldumisel ja lahuse värvus muutub helekollaseks. Kromaat moodustub kaaliumdikromaadist. Kui nüüd lisada osade kaupa 50% väävelhappe lahust, siis ilmub uuesti dikromaadi punakaskollane värvus.
3. Valage 5 ml katseklaasi. kaaliumdikromaadi lahusega, keedetakse 3 ml kontsentreeritud vesinikkloriidhappega. Lahusest eraldub kollakasroheline mürgine gaasiline kloor, kuna kromaat oksüdeerib HCl Cl 2-ks ja H 2 O-ks. Kromaat ise muutub kolmevalentse kroomi roheliseks kloriidiks. Seda saab eraldada lahuse aurustamisega ja seejärel sulatada sooda ja soolalahusega kromaadiks.
4. Pliinitraadi lahuse lisamisel sadestub kollane pliikromaat; hõbenitraadi lahusega suhtlemisel moodustub punane-pruun hõbekromaadi sade.
5. Lisage kaaliumdikromaadi lahusele vesinikperoksiid ja hapestage lahus väävelhappega. Lahus omandab kroomperoksiidi moodustumise tõttu sügavsinise värvuse. Teatud koguse eetriga loksutamisel läheb peroksiid orgaanilisse lahustisse ja värvib selle siniseks. See reaktsioon on kroomi spetsiifiline ja väga tundlik. See suudab tuvastada kroomi metallides ja sulamites. Kõigepealt peate metalli lahustama. Pikaajalisel keetmisel 30% väävelhappega (võib lisada ka vesinikkloriidhapet) lahustub kroom ja paljud terased osaliselt. Saadud lahus sisaldab kroom(III)sulfaati. Avastamisreaktsiooni läbiviimiseks neutraliseerime selle esmalt seebikiviga. Hallikasroheline kroom(III)hüdroksiid sadestub, mis lahustub NaOH liias ja moodustab rohelise naatriumkromiidi. Filtreerige lahus ja lisage 30% vesinikperoksiidi. Kuumutamisel muutub lahus kollaseks, kuna kromiit oksüdeerub kromaadiks. Hapestumise tulemuseks on lahuse sinine värvus. Värvilist ühendit saab ekstraheerida eetriga loksutades.

Kroomiioonide analüütilised reaktsioonid.

1. Lisage 2M NaOH lahust 3-4 tilgale kroomkloriidi CrCl3 lahusele, kuni algselt sadestunud sade lahustub. Pange tähele saadud naatriumkromiidi värvi. Kuumutage saadud lahust veevannis. Mis siis saab?
2. Lisage võrdne kogus 8M NaOH lahust ja 3-4 tilka 3% H 2 O 2 lahust 2-3 tilgale CrCl 3 lahusele. Kuumutage reaktsioonisegu veevannis. Mis siis saab? Milline sade tekib, kui saadud värviline lahus neutraliseerida, lisada sellele CH 3 COOH ja seejärel Pb (NO 3) 2?
3. Valage katseklaasi 4-5 tilka kroomsulfaadi Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ja KMnO 4 lahuseid. Kuumutage reaktsioonisegu mõni minut veevannis. Pange tähele lahuse värvimuutust. Mis selle põhjustas?
4. Lisage 2-3 tilka H 2 O 2 lahust 3-4 tilgale lämmastikhappega hapendatud K 2 Cr 2 O 7 lahusele ja segage. Lahuse ilmuv sinine värvus on tingitud perkroomhappe H 2 CrO 6 ilmumisest:

Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2H2CrO6 + 3H2O

Pöörake tähelepanu H 2 CrO 6 kiirele lagunemisele:

2H2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
sinine Roheline

Perkroomhape on orgaanilistes lahustites oluliselt stabiilsem.

1. Lisage 5 tilka isoamüülalkoholi, 2-3 tilka H 2 O 2 lahust 3-4 tilgale lämmastikhappega hapendatud K 2 Cr 2 O 7 lahusele ja loksutage reaktsioonisegu. Üles hõljuv orgaanilise lahusti kiht on värvitud helesinisega. Värv tuhmub väga aeglaselt. Võrrelge H2CrO6 stabiilsust orgaanilises ja vesifaasis.
2. CrO 4 2- ja Ba 2+ ioonide vastasmõju sadestab baariumkromaadi BaCrO 4 kollase sademe.
3. Hõbenitraat moodustab CrO 4 2 ioonidega telliskivipunase hõbekromaadi sademe.
4. Võtke kolm katseklaasi. Pange ühte neist 5-6 tilka K 2 Cr 2 O 7 lahust, teise - sama mahuga K 2 CrO 4 lahust ja kolmandasse - kolm tilka mõlemat lahust. Seejärel lisage igasse katsutisse kolm tilka kaaliumjodiidi lahust. Selgitage oma tulemust. Hapustage lahus teises katsutis. Mis siis saab? Miks?

Meelelahutuslikud katsed kroomiühenditega

1. CuSO 4 ja K 2 Cr 2 O 7 segu muutub leelise lisamisel roheliseks ja happe juuresolekul kollaseks. Kuumutades 2 mg glütseriini väikese koguse (NH 4) 2 Cr 2 O 7-ga, millele järgneb alkoholi lisamine, saadakse pärast filtreerimist heleroheline lahus, mis happe lisamisel muutub kollaseks ja muutub roheline neutraalses või aluselises keskkonnas.
2. Asetage termiitide "rubiiniseguga" purgi keskele - põhjalikult pekstud ja asetatud alumiiniumfooliumi Al 2 O 3 (4,75 g), millele on lisatud Cr 2 O 3 (0,25 g). Et purk kauem ei jahtuks, on vaja see ülemise serva alla liiva sisse matta ning peale termiidi põlema panemist ja reaktsiooni algust katta raudplekiga ja katta liivaga. Kaevake purk ühe päevaga välja. Selle tulemusena moodustub rubiinpunane pulber.
3. 10 g kaaliumdikromaati tritureeritakse 5 g naatrium- või kaaliumnitraadi ja 10 g suhkruga. Segu niisutatakse ja segatakse kolloodiumiga. Kui pulber pressitakse klaastorusse ja lükatakse siis pulk välja ja süüdatakse otsast põlema, hakkab välja hiilima "madu", kõigepealt must ja pärast jahutamist roheline. 4 mm läbimõõduga varras põleb umbes 2 mm sekundis ja pikeneb 10 korda.
4. Kui segate vasksulfaadi ja kaaliumdikromaadi lahused ning lisate veidi ammoniaagilahust, siis moodustub amorfne pruun sade koostisega 4CuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, mis lahustub vesinikkloriidhappes, moodustades kollase lahuse ja roheline lahus saadakse ammoniaagi liias. Kui sellele lahusele lisatakse veel alkoholi, moodustub roheline sade, mis pärast filtreerimist muutub siniseks ja pärast kuivatamist - sinakasvioletseks punaste sädemetega, mis on tugevas valguses selgelt nähtavad.
5. Pärast "vulkaani" või "vaarao mao" katseid järelejäänud kroomoksiidi saab taastada. Selleks on vaja sulatada 8 g Cr 2 O 3 ja 2 g Na 2 CO 3 ja 2,5 g KNO 3 ning töödelda jahutatud sulamit keeva veega. Saadakse lahustuv kromaat, mida saab muundada teisteks Cr (II) ja Cr (VI) ühenditeks, sealhulgas algseks ammooniumdikromaadiks.

Näited redoksüleminekutest, mis hõlmavad kroomi ja selle ühendeid

1. Cr 2 O 7 2 - Cr 2 O 3 - CrO 2 - - CrO 4 2 - Cr 2 O 7 2-

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
d) 2Na2CrO4 + 2HCl = Na2Cr2O7 + 2NaCl + H2O

2. Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - CrCl 3 - Cr 2 O 7 2- - CrO 4 2-

a) 2Cr (OH) 2 + 1 / 2O 2 + H 2 O = 2Cr (OH) 3
b) Cr (OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
c) 2CrCl3 + 2KMnO4 + 3H2O = K2Cr2O7 + 2Mn (OH)2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO - Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - Cr (NO 3) 3 - Cr 2 O 3 - CrO - 2
Cr 2+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O = Cr (OH) 2
c) Cr (OH) 2 + 1 / 2O 2 + H 2 O = 2Cr (OH) 3
d) Cr (OH) 3 + 3HNO 3 = Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Cr (NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12 NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaCrO 2 + H 2 O

Kroomielement kunstnikuna

Keemikud pöördusid üsna sageli maalimiseks tehispigmentide loomise probleemi poole. XVIII-XIX sajandil töötati välja tehnoloogia paljude pildimaterjalide saamiseks. Louis Nicolas Vauquelin, kes avastas Siberi punasest maagist senitundmatu elemendi kroomi, valmistas 1797. aastal uue, märkimisväärselt stabiilse värvi – kroomrohelise. Selle kromofoor on vett sisaldav kroom(III)oksiid. See lasti turule nime all "smaragdroheline" 1837. aastal. Hiljem pakkus L. Vauquelen välja mitu uut värvi: bariit, tsink ja kroomkollane. Aja jooksul tõrjusid need välja püsivamad kollased oranžid kaadmiumipõhised pigmendid.

Kroomiroheline on tugevaim ja valguskindlam värv, mis on vastupidav atmosfäärigaasidele. Õlis jahvatatud kroomrohelisel on suurepärane peitmisjõud ja see on võimeline kiiresti kuivama, seega alates 19. sajandist. seda kasutatakse laialdaselt maalimisel. Sellel on portselanimaalimisel suur tähtsus. Fakt on see, et portselantooteid saab kaunistada nii glasuurialuse kui ka üleglasuuriga. Esimesel juhul kantakse värvid vaid kergelt põletatud toote pinnale, mis seejärel kaetakse glasuurikihiga. Sellele järgneb peamine, kõrgel temperatuuril põletamine: portselanmassi paagutamiseks ja glasuuri uuesti voolamiseks kuumutatakse tooteid temperatuurini 1350 - 1450 0 C. Väga vähesed värvid taluvad nii kõrget temperatuuri ilma keemiliste muutusteta ja vanasti. neid oli ainult kaks - koobalt ja kroom. Portselani pinnale kantud must koobaltioksiid sulandub põletamise ajal glasuuriga, toimides sellega keemiliselt. Tulemuseks on erksinised koobaltsilikaadid. Sellised sinised, koobaltiga kaetud portselanist lauanõud on kõigile hästi teada. Kroom(III)oksiid ei reageeri keemiliselt glasuuri komponentidega ja jääb lihtsalt portselanikildude ja läbipaistva glasuuri vahele "tuima" kihiga.

Lisaks kroomrohelisele kasutavad kunstnikud wolkonskoiidist saadud värve. Selle montmorilloniitide rühma kuuluva mineraali (savimineraal komplekssilikaatide alamklassist Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 avastas 1830. aastal vene mineraloog Kemmerer ja sai nime M. N. Volkonskaja järgi, kes oli 1830. aastal. Borodino lahingu kangelane kindral N. .N. Raevski, dekabrist SG Volkonski abikaasa Volkonskoiit on savi, mis sisaldab kuni 24% kroomoksiidi, samuti alumiiniumi ja raua oksiide (III). Uuralites, Permi ja Kirovi piirkondades leiduva mineraali koostis määrab selle mitmekesise värvuse - tumenenud talvise kuuse värvist rabakonna erkrohelise värvini.

Pablo Picasso palus meie riigi geoloogidel uurida wolkonskoiidi varusid, mis annavad värvile kordumatult värske tooni. Praeguseks on välja töötatud meetod kunstliku volkonskoiidi valmistamiseks. Huvitav on märkida, et tänapäevaste uuringute kohaselt kasutasid vene ikoonimaalijad sellest materjalist värve keskajal, ammu enne selle "ametlikku" avastamist. Kunstnike seas olid populaarsed ka guinieri rohelised (loodud 1837), mille kromovormiks on kroomoksiidhüdraat Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, kus osa veest on keemiliselt seotud, osa aga adsorbeeritud. See pigment annab värvile smaragdse tooni.

saidil, materjali täieliku või osalise kopeerimise korral on nõutav link allikale.