Vodikovi spojevi kroma. Kromovi oksidi (II), (III) i (VI). Kemijska svojstva kroma

Prednost učitelja kemije

Nastavak. cm. u broju 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

LEKCIJA 25

10. razred(prva godina studija)

Krom i njegovi spojevi

1. Položaj u tablici DI Mendeljejeva, struktura atoma.

2. Podrijetlo imena.

3. Fizička svojstva.

4. Kemijska svojstva.

5. Biti u prirodi.

6. Osnovne metode dobivanja.

7. Najvažniji spojevi kroma:

a) oksid i hidroksid kroma (II);

b) oksid i hidroksid kroma (III), njihova amfoterna svojstva;

c) krom (VI) oksid, kromna i dikromna kiselina, kromati i dikromati.

9. Redox svojstva spojeva kroma.

Krom se nalazi u sporednoj podskupini grupe VI Mendeljejevske tablice. Prilikom sastavljanja elektroničke formule kroma, potrebno je zapamtiti da zbog veće stabilnosti konfiguracije 3 d 5, za atom kroma se opaža elektronsko klizanje i elektronska formula ima oblik: 1 s 2 2s 2 str 6 3s 2 str 6 4s 1 3d 5 . U spojevima, krom može pokazati oksidacijska stanja +2, +3 i +6 (oksidacijsko stanje +3 je najstabilnije):

Krom je dobio ime po grčkoj riječi kroma(boja, boja) zbog svijetle raznolike boje njegovih spojeva.

Krom je bijeli sjajni metal, vrlo tvrd, lomljiv, vatrostalan. Otporan na koroziju. Na zraku se prekriva oksidnim filmom, zbog čega površina postaje dosadna.

Kemijska svojstva

U normalnim uvjetima, krom je neaktivan metal i reagira samo s fluorom. Ali kada se zagrijava, oksidni film kroma se uništava, a krom reagira s mnogim jednostavnim i složenim tvarima (slično Al).

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

Metali (-).

Nemetali (+):

2Cr + 3Cl 2 2CrCl 3,

2Cr + 3F 2 = 2CrF 3,

2Cr + 3SCr 2 S 3,

H 2 O (+/–): *

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

Osnovni oksidi (-).

Kiseli oksidi (-).

Razlozi (+/–):

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

Neoksidirajuće kiseline (+).

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2.

Oksidirajuće kiseline (-). Pasiviranje.

soli (+/–):

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

Cr + CaCl 2 nema reakcije.

Općenito, element krom predstavljaju četiri izotopa masenih brojeva 50, 52, 53 i 54. U prirodi se krom pojavljuje samo u obliku spojeva od kojih su najvažniji kromova željezna ruda, odnosno kromit (FeOzhCr 2 O 3) i olovne crvene rude (PbCrO 4).

Metalni krom se dobiva: 1) iz njegovog oksida alumotermijom:

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

2) elektroliza vodenih otopina ili talina njezinih soli:

Od kromove željezne rude u industriji dobiva se legura željeza s kromom - ferokrom, koja se široko koristi u metalurgiji:

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

VAŽNE VEZE

Krom tvori tri oksida i odgovarajuće hidrokside, čija se priroda prirodno mijenja s povećanjem oksidacijskog stanja kroma:

Krom oksid(II) (CrO) je svijetlocrvena ili smeđe-crvena krutina, netopiva u normalnim uvjetima u vodi, tipičan bazični oksid. Krom (II) oksid se lako oksidira na zraku kada se zagrijava, te se reducira u čisti krom.

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

4CrO + O 2 2Cr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

Krom (II) oksid se dobiva izravnom oksidacijom kroma:

2Cr + O 2 2CrO.

Krom hidroksid(II) (Cr (OH) 2) - u vodi netopiva žuta tvar, slab elektrolit, pokazuje bazična svojstva, dobro se otapa u koncentriranim kiselinama; lako se oksidira u prisutnosti vlage s atmosferskim kisikom; kada se kalcinira na zraku, razgrađuje se s stvaranjem krom (III) oksida:

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

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

Krom (II) hidroksid se dobiva reakcijom izmjene između soli kroma (II) i otopine lužine u odsutnosti kisika:

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

Krom oksid(III) (Cr 2 O 3) pokazuje amfoterna svojstva. Vatrostalni je (po tvrdoći usporediv s korundom) prah zelene boje, ne otapa se u vodi. Karcinogen! Dobiva se razgradnjom amonijevog dikromata, krom (III) hidroksida, redukcijom kalijevog dikromata ili izravnom oksidacijom kroma:

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

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

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

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

U normalnim uvjetima, krom (III) oksid je slabo topiv u kiselinama i lužinama; pokazuje amfoterna svojstva kada se stapa s lužinama ili s karbonatima alkalnih metala (tvoreći kromite); pri visokim temperaturama, krom (III) oksid se može reducirati u čisti metal:

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

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

Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H2O,

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

Krom hidroksid(III) (Cr (OH) 3) taloži se pod djelovanjem lužina na trovalentne kromove soli (sivo-zeleni talog):

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

Pokazuje amfoterna svojstva, otapa se i u kiselinama i u višku lužina; termički nestabilno:

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

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

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

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

Krom oksid(VI) (CrO 3) - kristalna tvar tamnocrvene boje, otrovna, pokazuje kisela svojstva. Dobro se otopimo u vodi, kada se ovaj oksid otopi u vodi, nastaju kromne kiseline; kako kiseli oksid CrO 3 stupa u interakciju s bazičnim oksidima i lužinama; toplinski nestabilan; je najjače oksidacijsko sredstvo:

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,

Ovaj oksid se dobiva interakcijom suhih kromata i dikromata s koncentriranom sumpornom kiselinom:

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

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

Krom i dikromna kiselina postoje samo u vodenim otopinama, ali tvore stabilne soli - kromati i dikromati... Kromati i njihove otopine su žute, a dikromati narančaste. Ioni kromata i dikromat ioni lako prelaze jedan u drugi kada se medij otopine promijeni. V kisela sredina kromati se pretvaraju u dikromate, otopina postaje narančasta; u alkalnoj sredini dikromati se pretvaraju u kromate, otopina postaje žuta:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4) K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O,

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH) 2K 2 CrO 4 + H 2 O.

Ion je stabilan u alkalnoj sredini i u kiseloj.

Oko
zajedno

Od svih spojeva kroma najstabilniji su spojevi s oksidacijskim stanjem kroma +3. Spojevi kroma s oksidacijskim stanjem +2 jaki su redukcijski agensi i lako se oksidiraju do +3:

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

4CrCl 2 + 4HCl + O 2 = 4CrCl 3 + 2H2O.

Spojevi koji sadrže krom u +6 oksidacijskom stanju su jaka oksidacijska sredstva, dok se krom reducira s +6 na +3:

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

Za otkrivanje alkohola u izdahnutom zraku koristi se reakcija koja se temelji na oksidativnom kapacitetu krom (VI) oksida:

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

Otopina kalij-dikromata u koncentriranoj sumpornoj kiselini naziva se smjesa kroma a koristi se za čišćenje kemijskog posuđa.

Test na temu "Krom i njegovi spojevi"

1. Neki element tvori sve tri vrste oksida (bazične, amfoterne i kisele). Oksidacijsko stanje elementa u amfoternom oksidu bit će:

a) minimalan;

b) maksimum;

c) srednji između minimuma i maksimuma;

d) može biti bilo koji.

2. Kada svježe pripremljeni talog krom (III) hidroksida stupi u interakciju s viškom otopine lužine, nastaje sljedeće:

a) srednja sol; b) bazična sol;

c) dvostruka sol; d) složena sol.

3. Ukupni broj elektrona na pred-vanjskoj razini atoma kroma je:

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

4. Koji je od metalnih oksida kiseo?

a) Bakar (II) oksid; b) krom (VI) oksid;

c) krom (III) oksid; d) željezov oksid (III).

5. Koja je masa kalij-dikromata (u g) potrebna za oksidaciju 11,2 g željeza u otopini sumporne kiseline?

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

6. Koju masu vode (u g) treba ispariti iz 150 g 10 % otopine krom (III) klorida da bi se dobila 30 % otopina te soli?

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

7. Molarna koncentracija sumporne kiseline u otopini je 11,7 mol / l, a gustoća otopine je 1,62 g / ml. Maseni udio sumporne kiseline u ovoj otopini je (u%):

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

8. Broj atoma kisika u 19,4 g kalijevog kromata je:

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

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

9. Lakmus će pokazati crvenu boju u vodenoj otopini (moguće je više točnih odgovora):

a) krom (III) klorid; b) krom (II) klorid;

c) kalijev klorid; d) klorovodična kiselina.

10. Prijelaz kromata u dikromat događa se u ... okruženju i prati ga proces:

a) kiseli, proces oporavka;

b) kiselo, nema promjene oksidacijskih stanja;

c) alkalni, proces oporavka;

d) alkalna, nema promjene oksidacijskih stanja.

Ključ testa

Kvalitativni zadaci za identifikaciju tvari 1. Vodena otopina neke soli podijeljena je u dva dijela. Jedan od njih je tretiran viškom lužine i zagrijavan, a oslobođeni plin promijenio je boju crvenog lakmusa u plavu. Drugi dio je tretiran klorovodičnom kiselinom, a oslobođeni plin je uzrokovao zamućenje vapnene vode. Koja je sol analizirana? Svoj odgovor potkrijepi jednadžbama reakcija.

Odgovor... Amonijev karbonat.

2. Kada se vodenoj otopini tvari A dodaju (odvojeno) amonijak, natrijev sulfid i srebrni nitrat, nastaju bijeli talozi, a dva su istog sastava. Što je tvar A? Napišite jednadžbe reakcija.

Riješenje

Supstanca A - AlCl 3.

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

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O 2Al (OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl,

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

Odgovor... Aluminij klorid.

3. Izgaranjem u prisutnosti kisika, bezbojni plin A oštrog karakterističnog mirisa tvori drugi plin B, bezbojan i bez mirisa, koji na sobnoj temperaturi reagira s litijem da nastane čvrsta tvar C. Identificirajte tvari, zapišite reakcijske jednadžbe.

Riješenje

tvar A - NH 3,

tvar B - N 2,

tvar S - Li 3 N.

4NH 3 + 3O 2 2N 2 + 6H 2 O,

N 2 + 6Li = 2Li 3 N.

Odgovor... NH 3, N 2, Li 3 N.

4. Bezbojni plin A karakterističnog oštrog mirisa reagira s drugim bezbojnim plinom B koji miriše na pokvarena jaja. Kao rezultat reakcije nastaju jednostavni C i složena tvar. Tvar C reagira s bakrom da nastane crna sol. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovor... SO 2, H 2 S, S.

5. Bezbojni plin A oštrog karakterističnog mirisa, lakši od zraka, reagira s jakom kiselinom B i nastaje sol C čija vodena otopina ne stvara talog ni s barijevim kloridom ni s srebrnim nitratom. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija (jedna od mogućih opcija).

Odgovor... NH 3, HNO 3, NH 4 NO 3.

6. Jednostavna tvar A, nastala od atoma drugog najzastupljenijeg elementa u zemljinoj kori, reagira kada se zagrijava sa željezovim (II) oksidom, uslijed čega nastaje spoj B koji je netopiv u vodenim otopinama lužina i kiselina ( osim fluorovodične kiseline). Tvar B, kada se stopi s živim vapnom, tvori netopivu sol C. Identificirajte tvari, navedite jednadžbe reakcije (jedna od mogućih opcija).

Odgovor... Si, SiO 2, CaSiO 3.

7. Smeđi spoj A, netopiv u vodi, zagrijavanjem se razgrađuje u dva oksida, od kojih je jedan voda. Drugi oksid, B, reducira se ugljikom u metal C, drugi najzastupljeniji metal u prirodi. Prepoznajte tvari, zapišite jednadžbe reakcija.

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

8. Supstanca A, koja je dio jednog od najčešćih minerala, pri obrađivanju klorovodičnom kiselinom tvori plin B. Kada tvar B reagira pri zagrijavanju s jednostavnom tvari C, nastaje samo jedan spoj - gorivi plin bez boje i mirisa. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija.

Odgovor... CaCO 3, CO 2, C.

9. Laki metal A, koji reagira s razrijeđenom sumpornom kiselinom, ali ne reagira na hladnom s koncentriranom sumpornom kiselinom, reagira s otopinom natrijevog hidroksida i tako nastaje plin i sol B. Kada se klorovodična kiselina doda tvari B, nastaje sol C. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcije.

Odgovor... Al, NaAlO2, NaCl.

10. Supstanca A je mekan, dobro izrezan srebrnobijeli metal, lakši od vode. Kada tvar A stupi u interakciju s jednostavnom tvari B, nastaje spoj C, koji je topiv u vodi i tvori lužnatu otopinu. Kada se tvar C tretira klorovodičnom kiselinom, oslobađa se plin neugodnog mirisa i nastaje sol, koja plamen plamenika postaje ljubičasta. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija.

Odgovor... K, S, K 2 S.

11. Bezbojni plin A oštrog karakterističnog mirisa oksidira se kisikom u prisutnosti katalizatora u spoj B, koji je hlapljiva tekućina. Tvar B, reagirajući s živim vapnom, tvori sol C. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcije.

Odgovor... SO 2, SO 3, CaSO 4.

12. Jednostavna tvar A, tekuća na sobnoj temperaturi, reagira sa srebrnobijelim lakim metalom B, tvoreći sol C, koja, tretirana otopinom lužine, daje bijeli talog koji se otapa u suvišku lužine. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovor... Br 2, Al, AlBr 3.

13. Žuta čvrsta jednostavna tvar A reagira sa srebrnobijelim lakim metalom B, što rezultira stvaranjem soli C, koja u vodenoj otopini potpuno hidrolizira da nastane bijeli talog i otrovni plin neugodnog mirisa. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovor... S, Al, Al 2 S 3.

14. Jednostavna nestabilna plinovita tvar A pretvara se u drugu jednostavnu tvar B, u čijoj atmosferi gori metal C; produkt ove reakcije je oksid u kojem je metal u dva oksidacijska stanja. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija.

Odgovor... O 3, O 2, Fe.

15. Tamnoljubičasta kristalna tvar A se zagrijavanjem raspada uz nastanak jednostavne plinovite tvari B, u čijoj atmosferi gori jednostavna tvar C, tvoreći bezbojni plin bez mirisa koji se u malim količinama nalazi u zraku. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija.

Odgovor... KMnO 4, O 2, C.

16. Jednostavna tvar A, koja je poluvodič, reagira s jednostavnom plinovitom tvari B i nastaje spoj C, koji se ne otapa u vodi. Kada se otopi s lužinama, tvar C stvara spojeve koji se nazivaju topljiva stakla. Identificirati tvari, dati jednadžbe reakcija (jedna od mogućih opcija).

Odgovor... Si, O 2, SiO 2.

17. Otrovni bezbojni plin A neugodnog mirisa zagrijavanjem se raspada na jednostavne tvari, od kojih je B žuta krutina. Izgaranjem tvari B nastaje bezbojni plin C neugodnog mirisa, koji obezboji mnoge organske boje. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovor... H 2 S, S, SO 2.

18. Hlapljivi vodikov spoj A sagorijeva na zraku i nastaje tvar B koja je topiva u fluorovodičnoj kiselini. Pri fuziji tvari B s natrijevim oksidom nastaje sol topljiva u vodi C. Identificirajte tvari, dajte jednadžbe reakcije.

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

19. Spoj A, koji je slabo topiv u vodi, je bijele boje, a kao rezultat kalciniranja na visokim temperaturama s ugljenom i pijeskom u odsutnosti kisika, tvori jednostavnu tvar B, koja postoji u nekoliko alotropnih modifikacija. Kada se ova tvar izgori na zraku, nastaje spoj C, koji se otapa u vodi da nastane kiselina sposobna za stvaranje tri serije soli. Identificirajte tvari, napišite jednadžbe reakcija.

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

* Znak +/– znači da se ova reakcija ne odvija sa svim reagensima ili pod određenim uvjetima.

Nastavit će se

DEFINICIJA

Krom- dvadeset i četvrti element periodnog sustava. Oznaka - Cr od latinskog "kroma". Smješten u četvrtom periodu, VIB grupa. Odnosi se na metale. Jezgra je napunjena 24.

Krom se nalazi u zemljinoj kori u količini od 0,02% (tež.). U prirodi se uglavnom javlja u obliku krom-željezne rude FeO × Cr 2 O 3.

Krom je tvrd sjajni metal (slika 1), tali se na 1890 o C; gustoća mu je 7,19 g / cm 3. Na sobnoj temperaturi, krom je otporan i na vodu i na zrak. Razrijeđene sumporne i klorovodične kiseline otapaju krom kako bi se oslobodio vodik. U hladnoj koncentriranoj dušičnoj kiselini, krom je netopiv i nakon tretmana s njim postaje pasivan.

Riža. 1. Krom. Izgled.

Atomska i molekularna težina kroma

DEFINICIJA

Relativna molekulska masa tvari(M r) je broj koji pokazuje koliko je puta masa dane molekule veća od 1/12 mase atoma ugljika, i relativna atomska masa elementa(A r) - koliko je puta prosječna masa atoma kemijskog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljika.

Budući da u slobodnom stanju krom postoji u obliku jednoatomskih Cr molekula, vrijednosti njegove atomske i molekularne mase se poklapaju. Oni su jednaki 51,9962.

Izotopi kroma

Poznato je da u prirodi krom može biti u obliku četiri stabilna izotopa 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr i 54 Cr. Njihovi maseni brojevi su 50, 52, 53 i 54. Jezgra izotopa kroma 50 Cr sadrži dvadeset i četiri protona i dvadeset i šest neutrona, a ostali izotopi od nje se razlikuju samo po broju neutrona.

Postoje umjetni izotopi kroma s masenim brojem od 42 do 67, među kojima je najstabilniji 59 Cr s poluživotom od 42,3 minute, kao i jedan nuklearni izotop.

Ioni kroma

Na vanjskoj energetskoj razini atoma kroma postoji šest valentnih elektrona:

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

Kao rezultat kemijske interakcije, krom odustaje od svojih valentnih elektrona, t.j. je njihov donor i pretvara se u pozitivno nabijeni ion:

Cr 0 -2e → Cr 2+;

Cr 0 -3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Molekula i atom kroma

U slobodnom stanju, krom postoji u obliku jednoatomskih Cr molekula. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu kroma:

Legure kroma

Metalni krom se koristi za kromiranje i također kao jedna od najvažnijih komponenti legiranih čelika. Uvođenje kroma u čelik povećava njegovu otpornost na koroziju kako u vodenim medijima pri normalnim temperaturama tako i u plinovima na povišenim temperaturama. Osim toga, kromovi čelici imaju povećanu tvrdoću. Krom je dio nehrđajućeg čelika otpornog na kiseline i topline.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2

Krom (II) hidroksid Cr (OH) 2 dobiva se u obliku žutog taloga obradom otopina kromovih (II) soli s lužinama u odsutnosti kisika:

CrSl 2 + 2NaOH = Cr (OH) 2 ¯ + 2NaCl

Cr (OH) 2 ima tipična osnovna svojstva i snažno je redukcijsko sredstvo:

2Cr (OH) 2 + H 2 O + 1 / 2O 2 = 2Cr (OH) 3 ¯

Vodene otopine soli kroma (II) dobivaju se bez pristupa zraku otapanjem metalnog kroma u razrijeđenim kiselinama u vodikovoj atmosferi ili redukcijom trovalentnih kromovih soli cinkom u kiselom mediju. Bezvodne soli kroma (II) su bijele, a vodene otopine i kristalni hidrati su plave.

Po svojim kemijskim svojstvima, kromove (II) soli su slične solima željeza, ali se od potonjih razlikuju po izraženijim redukcijskim svojstvima, t.j. lakše se oksidiraju od odgovarajućih spojeva željeza. Zbog toga je vrlo teško dobiti i pohraniti dvovalentne spojeve kroma.

Krom (III) hidroksid Cr (OH) 3 je želatinasti sivo-zeleni talog, dobiva se djelovanjem lužina na otopine kromovih (III) soli:

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

Krom (III) hidroksid ima amfoterna svojstva, otapa se kao u kiselinama da tvori kromove (III) soli:

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O i u lužinama s stvaranjem hidroksikromita: Cr (OH) 3 + NaOH = Na 3

Pri fuziji Cr (OH) 3 s lužinama nastaju metakromit i ortokromit:

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

Kada se kalcinira krom (III) hidroksid, nastaje krom (III) oksid:

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

Trovalentne kromove soli obojene su i u krutom stanju i u vodenim otopinama. Na primjer, bezvodni krom (III) sulfat Cr 2 (SO 4) 3 je ljubičastocrven, vodene otopine krom (III) sulfata, ovisno o uvjetima, mogu promijeniti boju od ljubičaste do zelene. To se objašnjava činjenicom da u vodenim otopinama Cr 3+ kation postoji samo u obliku hidratiziranog iona 3+ zbog sklonosti trovalentnog kroma da tvori kompleksne spojeve. Ljubičasta boja vodenih otopina kromovih (III) soli nastaje upravo zbog kationa 3+. Kada se zagrije, kompleksne soli kroma (III) mogu

djelomično gube vodu, stvarajući soli raznih boja, sve do zelene.

Trovalentne kromove soli po sastavu, strukturi kristalne rešetke i topljivosti slične su solima aluminija; pa je za krom (III), kao i za aluminij, tipično stvaranje kalij krom stipse KCr (SO 4) 2 12H 2 O koji se koriste za štavljenje kože i kao jedkalo u tekstilnom poslovanju.

Soli kroma (III) Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 itd. kada se pohranjuju na zraku, stabilni su, au otopinama prolaze kroz hidrolizu:

Cr 3+ + 3Sl - + NON «Cr (ON) 2+ + 3Sl - + N +

Hidroliza se odvija prema prvoj fazi, ali postoje soli koje su potpuno hidrolizirane:

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

U redoks reakcijama u alkalnom mediju, soli kroma (III) ponašaju se kao redukcijski agensi:

Treba napomenuti da se u nizu krom hidroksida različitih oksidacijskih stanja Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - H 2 CrO 4 prirodno oslabljuju osnovna svojstva, a pojačavaju kisela svojstva. Ova promjena svojstava je posljedica povećanja oksidacijskog stanja i smanjenja ionskog radijusa kroma. U istoj seriji, oksidacijska svojstva su dosljedno poboljšana. Cr (II) spojevi su jaka redukcijska sredstva, lako se oksidiraju, pretvaraju se u spojeve kroma (III). Spojevi kroma (VI) jaki su oksidansi, lako se reduciraju u spojeve kroma (III). Spojevi sa srednjim oksidacijskim stanjem, t.j. spojevi kroma (III), mogu u interakciji s jakim redukcijskim sredstvima pokazivati ​​oksidirajuća svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (II), a u interakciji s jakim oksidansima, pokazivati ​​svojstva redukcije, pretvarajući se u spojeve kroma (VI).

Cilj: produbiti znanja učenika o temi sata.

Zadaci:

• okarakterizirati krom kao jednostavnu tvar;
• upoznati učenike s spojevima kroma različitih oksidacijskih stanja;
• pokazati ovisnost svojstava spojeva o oksidacijskom stanju;
• pokazati redoks svojstva spojeva kroma;
• nastaviti s formiranjem umijeća učenika za zapisivanje jednadžbi kemijskih reakcija u molekularnom i ionskom obliku, sastavljanje elektroničke ravnoteže;
• nastaviti s formiranjem vještina promatranja kemijskog pokusa.

Obrazac lekcije: predavanje s elementima samostalnog rada studenata i promatranje kemijskog pokusa.

Tijek lekcije

I. Ponavljanje gradiva prethodnog sata.

1. Odgovorite na pitanja i ispunite zadatke:

Koji su elementi u podskupini kroma?

Napišite elektronske formule atoma

Koja su to vrsta elemenata?

Koja su oksidacijska stanja u spojevima?

Kako se atomski radijus i energija ionizacije mijenjaju iz kroma u volfram?

Možete pozvati učenike da ispune tablicu koristeći tablične vrijednosti polumjera atoma, energije ionizacije i izvuku zaključke.

Uzorak tablice:

2. Poslušajte poruku učenika na temu "Elementi podskupine kroma u prirodi, proizvodnji i uporabi".

II. Predavanje.

Plan predavanja:

1. Krom.
2. Spojevi kroma. (2)

• Krom oksid; (2)
• Krom hidroksid. (2)

1. Spojevi kroma. (3)

• Krom oksid; (3)
• Krom hidroksid. (3)

1. Spojevi kroma (6)

• Krom oksid; (6)
• Kromne i dikromne kiseline.

1. Ovisnost svojstava spojeva kroma o oksidacijskom stanju.
2. Redox svojstva spojeva kroma.

1. Krom.

Krom je sjajni metal, bijele boje s plavkastim sjajem, vrlo tvrd (gustoća 7, 2 g / cm 3), talište 1890˚S.

Kemijska svojstva: krom je neaktivan metal u normalnim uvjetima. To je zbog činjenice da je njegova površina prekrivena oksidnim filmom (Cr 2 O 3). Kada se zagrijava, oksidni film se uništava, a krom reagira s jednostavnim tvarima na visokim temperaturama:

• 4Sr + 3O 2 = 2Sr 2 O 3
• 2Sr + 3S = Sr 2 S 3
• 2Sr + 3Cl 2 = 2 Srl 3

Vježba: sastaviti jednadžbe za reakcije kroma s dušikom, fosforom, ugljikom i silicijem; na jednu od jednadžbi, sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

Interakcija kroma sa složenim tvarima:

Na vrlo visokim temperaturama, krom reagira s vodom:

• 2Sr + 3 N 2 O = Sr 2 O 3 + 3N 2

Vježba:

Krom reagira s razrijeđenom sumpornom i klorovodičnom kiselinom:

• Sr + N 2 SO 4 = SrSO 4 + N 2
• Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Vježba: izraditi elektronsku vagu, navesti oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

Koncentrirane sumporne klorovodične i dušične kiseline pasiviraju krom.

2. Spojevi kroma. (2)

1. krom oksid (2)- CrO je čvrsta svijetlocrvena tvar, tipičan bazični oksid (odgovara krom (2) hidroksidu - Cr (OH) 2), ne otapa se u vodi, ali se otapa u kiselinama:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Vježba: sastaviti reakcijsku jednadžbu u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (2) sa sumpornom kiselinom.

Kromov oksid (2) se lako oksidira na zraku:

• 4SrO + O 2 = 2Sr 2 O 3

Vježba: izraditi elektronsku vagu, navesti oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

Krom oksid (2) nastaje tijekom oksidacije kromovog amalgama atmosferskim kisikom:

2Sr (amalgam) + O 2 = 2SrO

2. krom hidroksid (2)- Cr (OH) 2 je žuta tvar, slabo topiva u vodi, s izraženim bazičnim karakterom, stoga je u interakciji s kiselinama:

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

Vježba: sastaviti reakcijske jednadžbe u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (2) sa klorovodičnom kiselinom.

Kao i krom (2) oksid, krom (2) hidroksid se oksidira:

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

Vježba: izraditi elektronsku vagu, navesti oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo.

Krom hidroksid (2) može se dobiti djelovanjem lužina na kromove soli (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr (OH) 2 ↓ + 2KCl

Vježba: sastaviti ionske jednadžbe.

3. Spojevi kroma. (3)

1. krom oksid (3)- Cr 2 O 3 - tamnozeleni prah, netopiv u vodi, vatrostalan, po tvrdoći blizak korundu (odgovara krom hidroksidu (3) - Cr (OH) 3). Krom oksid (3) ima amfoterni karakter, ali se slabo otapa u kiselinama i lužinama. Tijekom fuzije javljaju se reakcije s lužinama:

• Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (kromit K)+ H 2 O

Vježba: sastaviti reakcijsku jednadžbu u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (3) s litijevim hidroksidom.

Teško stupa u interakciju s koncentriranim otopinama kiselina i lužina:

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

Vježba: sastaviti jednadžbe reakcija u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (3) s koncentriranom sumpornom kiselinom i koncentriranom otopinom natrijevog hidroksida.

Kromov oksid (3) može se dobiti razgradnjom amonijevog dikromata:

• (NH 4) 2Sr 2 O 7 = N 2 + Sr 2 O 3 + 4N 2 O

2. krom hidroksid (3) Cr (OH) 3 se dobiva djelovanjem lužina na otopine kromovih soli (3):

• Srl 3 + 3KON = Sr (ON) 3 ↓ + 3KSl

Vježba: napisati ionske jednadžbe

Krom hidroksid (3) je sivo-zeleni talog, kada se dobije, lužina se mora uzimati u deficitu. Tako dobiven krom (3) hidroksid, za razliku od odgovarajućeg oksida, lako stupa u interakciju s kiselinama i lužinama, t.j. pokazuje amfoterna svojstva:

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

Vježba: sastaviti reakcijske jednadžbe u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom hidroksida (3) s klorovodičnom kiselinom i natrijevim hidroksidom.

Kada se Cr (OH) 3 spoji s lužinama, dobiju se metakromit i ortokromit:

• Cr (OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metakromitis K)+ 2H20
• Cr (OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H20

4. Spojevi kroma. (6)

1. krom oksid (6)- CrO 3 - tamnocrvena kristalna tvar, lako topljiva u vodi - tipičan kiseli oksid. Ovom oksidu odgovaraju dvije kiseline:

• SrO 3 + N 2 O = N 2 SrO 4 (kromna kiselina - nastala viškom vode)
• CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 (dikromna kiselina - nastaje pri visokoj koncentraciji krom-oksida (3)).

Kromov oksid (6) je vrlo jako oksidacijsko sredstvo, stoga snažno djeluje s organskim tvarima:

• S 2 N 5 ON + 4SrO 3 = 2SO 2 + 2Sr 2 O 3 + 3N 2 O

Također oksidira jod, sumpor, fosfor, ugljen:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Vježba: sastaviti jednadžbe kemijskih reakcija krom-oksida (6) s jodom, fosforom, ugljenom; na jednu od jednadžbi, sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo

Kada se zagrije na 250 °C, krom oksid (6) se raspada:

• 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Kromov oksid (6) može se dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na krute kromate i dikromate:

• K 2 Sr 2 O 7 + N 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SrO 3 + N 2 O

2. Kromne i dikromne kiseline.

Kromne i dikromne kiseline postoje samo u vodenim otopinama, tvore stabilne soli, odnosno kromate i dikromate. Kromati i njihove otopine su žute, dikromati su narančaste.

Kromat - ioni SrO 4 2- i dikromat - ioni Sr 2O 7 2- lako prelaze jedan u drugi kada se promijeni medij otopina

U kiselom mediju otopine kromati se pretvaraju u dikromate:

• 2K 2 SrO 4 + N 2 SO 4 = K 2 Sr 2 O 7 + K 2 SO 4 + N 2 O

U alkalnom okruženju dikromati se pretvaraju u kromate:

• K 2 Sr 2 O 7 + 2KON = 2K 2 SrO 4 + N 2 O

Kada se razrijedi, dikromna kiselina se pretvara u kromnu kiselinu:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Ovisnost svojstava spojeva kroma o oksidacijskom stanju.

6. Redox svojstva spojeva kroma.

Reakcije u kiseloj sredini.

U kiseloj sredini spojevi Cr +6 se pretvaraju u Cr +3 spojeve pod djelovanjem redukcijskih sredstava: H 2 S, SO 2, FeSO 4

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

Vježba:

1. Izjednačite reakcijsku jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

• 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. Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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

Reakcije u alkalnoj sredini.

U alkalnom mediju, spojevi kroma Cr +3 se pod djelovanjem oksidansa pretvaraju u spojeve Cr +6: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

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

Vježba:

Izjednačite reakcijsku jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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

Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektroničke ravnoteže, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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

Dakle, oksidacijska svojstva se dosljedno povećavaju promjenom oksidacijskih stanja u redoslijedu: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Spojevi kroma (2) su jaka redukcijska sredstva, lako se oksidiraju, pretvaraju se u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (6) su jaki oksidansi, lako se reduciraju u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (3) u interakciji s jakim redukcijskim sredstvima pokazuju oksidirajuća svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (2), a u interakciji s jakim oksidansima pokazuju redukcijska svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (6)

Za metodologiju predavanja:

1. Za aktiviranje kognitivne aktivnosti učenika i održavanje interesa poželjno je tijekom predavanja provesti demonstracijski pokus. Ovisno o mogućnostima laboratorija za obuku, studentima možete demonstrirati sljedeća iskustva:

• dobivanje krom-oksida (2) i krom-hidroksida (2), dokaz njihovih osnovnih svojstava;
• dobivanje krom oksida (3) i krom hidroksida (3), dokaz njihovih amfoternih svojstava;
• dobivanje krom-oksida (6) i njegovo otapanje u vodi (dobivanje kromne i dikromne kiseline);
• prijelaz kromata u dikromate, dikromata u kromate.

1. Zadaci za samostalno učenje mogu se razlikovati uzimajući u obzir stvarne mogućnosti učenja učenika.
2. Predavanje možete završiti ispunjavanjem sljedećih zadataka: napišite jednadžbe kemijskih reakcija pomoću kojih možete izvesti sljedeće transformacije:

.III. Domaća zadaća: završiti predavanje (dodati jednadžbe kemijskih reakcija)

1. Vasiljeva Z.G. Laboratorijski rad iz opće i anorganske kemije. -M .: "Kemija", 1979. - 450 str.
2. Egorov A.S. Učiteljica kemije. - Rostov na Donu: "Feniks", 2006.-765 str.
3. Kudryavtsev A.A. Sastavljanje kemijskih jednadžbi. - M., "Gimnazija", 1979. - 295 str.
4. Petrov M.M. Anorganska kemija. - Lenjingrad: "Kemija", 1989. - 543 str.
5. Uškalova V.N. Kemija: natjecateljski zadaci i odgovori. - M .: "Obrazovanje", 2000. - 223 str.

Otkriće kroma odnosi se na razdoblje naglog razvoja kemijskih i analitičkih istraživanja soli i minerala. U Rusiji su kemičari pokazali poseban interes za analizu minerala pronađenih u Sibiru i gotovo nepoznatih u zapadnoj Europi. Jedan od tih minerala bila je sibirska ruda crvenog olova (krokoit), koju je opisao Lomonosov. Mineral je istražen, ali u njemu nije pronađeno ništa osim oksida olova, željeza i aluminija. Međutim, 1797. godine Vauckelin je, nakon što je prokuhao fino mljeveni uzorak minerala s potašom i istaloženim olovnim karbonatom, dobio narančasto-crvenu otopinu. Iz te otopine je kristalizirao rubin-crvenu sol, iz koje su izolirani oksid i slobodni metal, različit od svih poznatih metala. Vauquelen ga je nazvao Krom ( Krom ) od grčke riječi- bojanje, boja; istina ovdje nije bila svojstvo metala, nego njegovih žarko obojenih soli.

Biti u prirodi.

Najvažnija kromova ruda od praktične važnosti je kromit, čiji približni sastav odgovara formuli FeCrO ​​4.

Nalazi se u Maloj Aziji, na Uralu, u Sjevernoj Americi, u južnoj Africi. Spomenuti mineral krokoita, PbCrO 4, također je od tehničke važnosti. Krom (3) oksid i neki od njegovih drugih spojeva također se nalaze u prirodi. U zemljinoj kori sadržaj kroma u odnosu na metal iznosi 0,03%. Krom se nalazi u Suncu, zvijezdama, meteoritima.

Fizička svojstva.

Krom je bijeli, tvrd i lomljiv metal, izrazito kemijski otporan na kiseline i lužine. Oksidira na zraku i na svojoj površini ima tanak prozirni oksidni film. Krom ima gustoću od 7,1 g / cm 3, njegova točka taljenja je +1875 0 S.

Primanje.

Snažnim zagrijavanjem kromove željezne rude ugljenom, krom i željezo se smanjuju:

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

Kao rezultat ove reakcije nastaje legura kroma sa željezom, koja se odlikuje visokom čvrstoćom. Da bi se dobio čisti krom, reducira se iz krom (3) oksida s aluminijem:

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

Ovaj proces obično koristi dva oksida - Cr 2 O 3 i CrO 3

Kemijska svojstva.

Zahvaljujući tankom zaštitnom oksidnom filmu koji prekriva površinu kroma, vrlo je otporan na agresivne kiseline i lužine. Krom ne reagira s koncentriranom dušičnom i sumpornom kiselinom, kao ni s fosfornom kiselinom. Krom stupa u interakciju s lužinama pri t = 600-700 ° C. Međutim, krom reagira s razrijeđenom sumpornom i klorovodičnom kiselinom, istiskujući vodik:

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

Pri visokim temperaturama, krom gori u kisiku, stvarajući oksid (III).

Vrući krom reagira s vodenom parom:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

Krom na visokim temperaturama također reagira s halogenima, halogen - s vodikom, sumporom, dušikom, fosforom, ugljenom, silicijem, borom, na primjer:

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

Navedena fizikalna i kemijska svojstva kroma našla su svoju primjenu u raznim područjima znanosti i tehnologije. Na primjer, krom i njegove legure koriste se za dobivanje premaza visoke čvrstoće, otpornih na koroziju u strojarstvu. Ferokromske legure se koriste kao alati za rezanje metala. Kromirane legure našle su primjenu u medicinskoj tehnologiji, u proizvodnji opreme za kemijsku obradu.

Položaj kroma u periodnom sustavu kemijskih elemenata:

Krom je na čelu podskupine VI skupine periodnog sustava elemenata. Njegova elektronička formula je sljedeća:

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

Prilikom punjenja orbitala elektronima na atomu kroma narušava se pravilnost prema kojoj 4S orbitalu prvo treba popuniti do 4S 2 stanja. Međutim, zbog činjenice da 3d - orbitala zauzima povoljniji energetski položaj u atomu kroma, ona je ispunjena do vrijednosti od 4d 5. Taj se fenomen opaža u atomima nekih drugih elemenata sekundarnih podskupina. Krom može pokazivati ​​oksidacijska stanja od +1 do +6. Najstabilniji su spojevi kroma s oksidacijskim stanjima +2, +3, +6.

Dvovalentni spojevi kroma.

Kromov oksid (II) CrO je piroforni crni prah (pirofornost je sposobnost paljenja na zraku u fino usitnjenom stanju). CrO se otapa u razrijeđenoj klorovodičnoj kiselini:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

U zraku, kada se zagrije iznad 100 0 C, CrO prelazi u Cr 2 O 3.

Dvovalentne kromove soli nastaju otapanjem metalnog kroma u kiselinama. Te se reakcije odvijaju u atmosferi plina niske aktivnosti (na primjer, H 2 ), jer u prisutnosti zraka, Cr (II) se lako oksidira u Cr (III).

Krom hidroksid se dobiva u obliku žutog taloga djelovanjem alkalne otopine na krom (II) klorid:

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

Cr (OH) 2 ima osnovna svojstva i redukcijski je agens. Hidrirani Cr2+ ion je blijedoplav. Vodena otopina CrCl 2 je plave boje. Na zraku, u vodenim otopinama, spojevi Cr (II) se pretvaraju u Cr (III) spojeve. To je posebno izraženo za Cr (II) hidroksid:

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

Trovalentni spojevi kroma.

Krom (III) oksid Cr 2 O 3 je zeleni vatrostalni prah. Tvrdoća je bliska korundu. U laboratoriju se može dobiti zagrijavanjem amonijevog dikromata:

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

Cr 2 O 3 - amfoterni oksid, kada se spajanjem s alkalijama formira kromit: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Krom hidroksid je također amfoterni spoj:

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

Bezvodni CrCl 3 ima izgled tamnoljubičastih listova, potpuno je netopiv u hladnoj vodi i vrlo sporo se otapa kada prokuha. Bezvodni krom (III) sulfat Cr 2 (SO 4) 3 ružičaste boje, također slabo topiv u vodi. U prisutnosti redukcijskih sredstava stvara ljubičasti krom sulfat Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. Poznati su i zeleni krom sulfat hidrati koji sadrže manje vode. Krom alum KCr (SO 4) 2 * 12H 2 O kristalizira iz otopina koje sadrže ljubičasti krom sulfat i kalij sulfat. Otopina kromove stipse postaje zelena kada se zagrijava zbog stvaranja sulfata.

Reakcije s kromom i njegovim spojevima

Gotovo svi spojevi kroma i njihove otopine intenzivno su obojeni. Imajući bezbojnu otopinu ili bijeli talog, vrlo vjerojatno možemo zaključiti da nema kroma.

1. Snažno zagrijavamo u plamenu plamenika na porculanskoj šalici toliku količinu kalijevog dikromata da stane na vrh noža. Sol neće otpustiti kristalizacijsku vodu, već će se otopiti na temperaturi od oko 400 0 C s stvaranjem tamne tekućine. Zagrijemo još par minuta na jakoj vatri. Nakon hlađenja na krhoti se stvara zeleni talog. Dio ćemo otopiti u vodi (požuti), a drugi dio ostaviti na krhotini. Sol se zagrijavanjem raspada, što rezultira stvaranjem topljivog žutog kromata kalija K 2 CrO 4 i zelenog Cr 2 O 3.
2. Otopiti 3 g kalijevog dikromata u prahu u 50 ml vode. U jedan dio dodajte malo kalijevog karbonata. Otopit će se razvijanjem CO 2, a boja otopine će postati svijetložuta. Kromat nastaje iz kalij-dikromata. Ako sada dodate 50% otopinu sumporne kiseline u obrocima, tada će se ponovno pojaviti crveno-žuta boja dikromata.
3. Ulijte 5 ml u epruvetu. otopine kalij-dikromata, prokuhati s 3 ml koncentrirane klorovodične kiseline na propuhu. Iz otopine se oslobađa žutozeleni otrovni plinoviti klor, jer će kromat oksidirati HCl u Cl 2 i H 2 O. Sam kromat će se pretvoriti u zeleni klorid trovalentnog kroma. Može se izolirati isparavanjem otopine, a zatim, otopljen sa sodom i salitrom, pretvoriti u kromat.
4. Kada se doda otopina olovnog nitrata, taloži se žuti olovni kromat; pri interakciji s otopinom srebrovog nitrata nastaje crveno-smeđi talog srebrnog kromata.
5. Otopini kalij-dikromata dodati vodikov peroksid i zakiseliti otopinu sumpornom kiselinom. Otopina poprima tamnoplavu boju zbog stvaranja krom peroksida. Peroksid, kada se protrese s određenom količinom etera, prelazi u organsko otapalo i postaje plavo. Ova reakcija je specifična za krom i vrlo je osjetljiva. Može otkriti krom u metalima i legurama. Prije svega, morate otopiti metal. Produljenim ključanjem s 30%-tnom sumpornom kiselinom (može se dodati i klorovodična kiselina) djelomično se otapaju krom i mnogi čelici. Dobivena otopina sadrži krom (III) sulfat. Da bismo mogli provesti reakciju detekcije, prvo je neutraliziramo kaustičnom sodom. Taloži se sivo-zeleni krom (III) hidroksid, koji će se otopiti u suvišku NaOH i formirati zeleni natrijev kromit. Filtrirajte otopinu i dodajte 30% vodikov peroksid. Kada se zagrije, otopina postaje žuta, jer se kromit oksidira u kromat. Zakiseljavanje će rezultirati plavom bojom otopine. Obojeni spoj može se ekstrahirati mućkanjem s eterom.

Analitičke reakcije za ione kroma.

1. Dodajte 2M otopinu NaOH u 3-4 kapi otopine krom klorida CrCl 3 dok se prvobitno istaloženi talog ne otopi. Obratite pažnju na boju dobivenog natrijevog kromita. Dobivenu otopinu zagrijte u vodenoj kupelji. Što se onda događa?
2. Dodajte jednak volumen 8M otopine NaOH i 3-4 kapi 3% otopine H 2 O 2 u 2-3 kapi otopine CrCl 3 . Zagrijte reakcijsku smjesu u vodenoj kupelji. Što se onda događa? Kakav talog nastaje ako se dobivena obojena otopina neutralizira, doda joj CH 3 COOH, a zatim Pb (NO 3) 2?
3. U epruvetu uliti 4-5 kapi otopina krom sulfata Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 i KMnO 4. Zagrijte reakcijsku smjesu nekoliko minuta u vodenoj kupelji. Obratite pažnju na promjenu boje u otopini. Što je uzrokovalo?
4. Dodajte 2-3 kapi otopine H 2 O 2 u 3-4 kapi otopine K 2 Cr 2 O 7 zakiseljene dušičnom kiselinom i promiješajte. Plavo obojenje otopine nastaje zbog pojave perkromne kiseline H 2 CrO 6:

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

Obratite pažnju na brzu razgradnju H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H + = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
plavo zeleno

Perkromna kiselina je znatno stabilnija u organskim otapalima.

1. Dodajte 5 kapi izoamil alkohola, 2-3 kapi otopine H 2 O 2 u 3-4 kapi otopine K 2 Cr 2 O 7 zakiseljene dušičnom kiselinom i protresite reakcijsku smjesu. Sloj organskog otapala koji pluta na vrhu obojen je svijetlo plavom bojom. Boja blijedi vrlo sporo. Usporedite stabilnost H 2 CrO 6 u organskoj i vodenoj fazi.
2. Interakcija iona CrO 4 2- i Ba 2+ taloži žuti precipitat barijevog kromata BaCrO 4.
3. Srebrni nitrat tvori talog srebrnog kromata crvene boje s ionima CrO 4 2.
4. Uzmite tri epruvete. U jednu od njih stavite 5-6 kapi otopine K 2 Cr 2 O 7, u drugu - isti volumen otopine K 2 CrO 4, au treću - tri kapi obje otopine. Zatim dodajte tri kapi otopine kalijevog jodida u svaku epruvetu. Objasnite svoj rezultat. Zakiseli otopinu u drugoj epruveti. Što se onda događa? Zašto?

Zabavni eksperimenti sa spojevima kroma

1. Mješavina CuSO 4 i K 2 Cr 2 O 7 postaje zelena kada se doda lužina, a žuta u prisutnosti kiseline. Zagrijavanjem 2 mg glicerina s malom količinom (NH 4) 2 Cr 2 O 7, nakon čega slijedi dodavanje alkohola, nakon filtriranja dobiva se svijetlo zelena otopina koja dodavanjem kiseline postaje žuta i postaje žuta. zeleno u neutralnom ili alkalnom mediju.
2. Stavite u središte limenke s termitom "mješavina rubina" - dobro izlupana i stavljena u aluminijsku foliju Al 2 O 3 (4,75 g) s dodatkom Cr 2 O 3 (0,25 g). Da se staklenka dulje ne ohladi, potrebno ju je ispod gornjeg ruba zakopati u pijesak, a nakon zapaljenja termita i početka reakcije pokriti je željeznom folijom i pokriti pijeskom. Iskopajte staklenku za jedan dan. Kao rezultat, nastaje rubin-crveni prah.
3. 10 g kalijevog dikromata se triturira s 5 g natrijevog ili kalijevog nitrata i 10 g šećera. Smjesa se navlaži i pomiješa s kolodijem. Ako se prah utisne u staklenu cijev, a zatim izgura štapić i zapali ga s kraja, tada će iz njega početi puzati "zmija", prvo crna, a nakon hlađenja - zelena. Štap promjera 4 mm gori brzinom od oko 2 mm u sekundi i produljuje se 10 puta.
4. Ako pomiješate otopine bakrenog sulfata i kalijevog dikromata i dodate malo otopine amonijaka, taložit će se amorfni smeđi talog sastava 4CuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O, koji se otapa u klorovodičnoj kiselini da nastane žuta otopina, i zeleni otopina se dobije u suvišku amonijaka. Ako se ovoj otopini doda daljnji alkohol, formirat će se zeleni talog, koji nakon filtriranja postaje plav, a nakon sušenja - plavo-ljubičasti s crvenim iskricama, jasno vidljivim pod jakim svjetlom.
5. Kromov oksid preostali nakon pokusa "vulkan" ili "faraonove zmije" može se regenerirati. Da biste to učinili, potrebno je rastopiti 8 g Cr 2 O 3 i 2 g Na 2 CO 3 i 2,5 g KNO 3 i obraditi ohlađenu leguru kipućom vodom. Dobiva se topljivi kromat koji se može pretvoriti u druge spojeve Cr (II) i Cr (VI), uključujući izvorni amonijev dikromat.

Primjeri redoks prijelaza koji uključuju krom i njegove spojeve

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 = 2NaCrO2 + H2O
c) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

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) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn (OH) 2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 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 + 12NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Chrome element kao umjetnik

Kemičari su se često obraćali problemu stvaranja umjetnih pigmenata za slikanje. U XVIII-XIX stoljeću razvijena je tehnologija za dobivanje mnogih slikovnih materijala. Louis Nicolas Vauquelin je 1797. godine, koji je otkrio dotad nepoznati element krom u sibirskoj crvenoj rudi, pripremio novu, izvanredno stabilnu boju - krom zelenu. Njegov kromofor je hidratizirani krom (III) oksid. Lansiran je pod nazivom "smaragdno zeleno" 1837. godine. Kasnije je L. Vauquelen predložio nekoliko novih boja: barit, cink i krom žuta. S vremenom su ih zamijenili postojaniji žuti, narančasti pigmenti na bazi kadmija.

Krom zelena je najjača i najsvjetlootpornija boja, otporna na atmosferske plinove. Kromovo zelje mljeveno u ulju ima veliku pokrivnu moć i sposobno se brzo sušiti, dakle, od 19. stoljeća. široko se koristi u slikarstvu. Od velike je važnosti u slikanju porculana. Činjenica je da porculanski proizvodi mogu biti ukrašeni i podglazurom i nadglazurom. U prvom slučaju, boje se nanose na površinu samo lagano pečenog proizvoda, koji se zatim prekriva slojem glazure. Nakon toga slijedi glavno, visokotemperaturno pečenje: za sinteriranje porculanske mase i prelijevanje glazure proizvodi se zagrijavaju na 1350 - 1450 0 C. Vrlo malo boja može izdržati tako visoku temperaturu bez kemijskih promjena, a u starim danima bilo ih je samo dvoje - kobalt i krom. Crni kobaltov oksid, naneseni na površinu porculana, tijekom pečenja se stapa s glazurom, kemijski stupajući u interakciju s njom. Rezultat su svijetloplavi silikati kobalta. Takvo plavo porculansko posuđe, bez kobalta, svima je dobro poznato. Krom (III) oksid ne reagira kemijski s komponentama glazure i jednostavno leži između porculanskih krhotina i prozirne glazure s "mutim" slojem.

Osim krom zelene, umjetnici koriste boje dobivene od wolkonskoitea. Ovaj mineral iz skupine montmorilonita (glineni mineral podklase složenih silikata Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 otkrio je 1830. ruski mineralog Kemmerer i dobio ime po MN Volkonskaya, kćeri heroj Borodinske bitke, general N. N. Raevsky, supruga decembrista SG Volkonskog. Volkonskoit je glina koja sadrži do 24% krom-oksida, kao i okside aluminija i željeza (III). Promjenjivost sastava. minerala koji se nalazi na Uralu, u regijama Perm i Kirov, određuje njegovu raznoliku boju - od boje tamne zimske jele do svijetlozelene boje močvarne žabe.

Pablo Picasso je zatražio od geologa naše zemlje da prouče rezerve wolkonskoita, koji boji daje jedinstven svjež ton. Trenutno je razvijena metoda za proizvodnju umjetnog volkonskoita. Zanimljivo je da su prema suvremenim istraživanjima ruski ikonopisci koristili boje od ovog materijala u srednjem vijeku, mnogo prije njegovog "službenog" otkrića. Među umjetnicima je bilo popularno i Guinierovo zelenilo (nastalo 1837.), čiji je kromoform krom oksid hidrat Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, gdje je dio vode kemijski vezan, a dio adsorbiran. Ovaj pigment daje boji smaragdnu nijansu.

stranice, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, potrebna je poveznica na izvor.