Hợp chất với hiđro của crom. Các oxit của crom (II), (III) và (VI). Tính chất hóa học của crom

Quyền lợi của Gia sư Hóa học

Sự tiếp tục. Cm. tại số 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

BÀI 25

Lớp 10(năm học đầu tiên)

Chromium và các hợp chất của nó

1. Vị trí trong bảng DI Mendeleev, cấu tạo của nguyên tử.

2. Nguồn gốc của tên.

3. Tính chất vật lý.

4. Tính chất hóa học.

5. Bản chất.

6. Các phương pháp thu nhận cơ bản.

7. Các hợp chất crom quan trọng nhất:

a) oxit và hiđroxit của crom (II);

b) oxit và hiđroxit của crom (III), tính chất lưỡng tính của chúng;

c) crom (VI) oxit, cromic và axit đicromic, cromat và đicromat.

9. Tính oxi hoá khử của hợp chất crom.

Chromium nằm trong một phân nhóm phụ của nhóm VI trong bảng của Mendeleev. Khi biên soạn công thức điện tử của crom, cần nhớ rằng do cấu hình 3 có độ bền lớn hơn NS 5, một sự trượt electron được quan sát thấy đối với một nguyên tử crom và công thức điện tử có dạng: 1 NS 2 2NS 2 P 6 3NS 2 P 6 4NS 1 3NS 5. Trong các hợp chất, crom có ​​thể thể hiện các trạng thái oxi hóa +2, +3 và +6 (trạng thái oxi hóa +3 là bền nhất):

Chrome lấy tên từ tiếng Hy Lạp sắc độ(màu, sơn) vì màu sắc đa dạng tươi sáng của các hợp chất của nó.

Crom là kim loại màu trắng bóng, rất cứng, giòn, chịu lửa. Có khả năng chống ăn mòn. Trong không khí, nó bị bao phủ bởi một lớp màng oxit, do đó bề mặt trở nên xỉn màu.

Tính chất hóa học

Ở điều kiện thường, crom là kim loại kém hoạt động và chỉ phản ứng với flo. Nhưng khi đun nóng, màng oxit của crom bị phá hủy, crom phản ứng với nhiều chất từ ​​đơn giản đến phức tạp (tương tự như Al).

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

Kim loại (-).

Phi kim loại (+):

2Cr + 3Cl 2 2CrCl 3,

2Cr + 3F 2 = 2CrF 3,

2Cr + 3SCr 2 S 3,

H 2 O (+/–): *

2Cr + 3H 2 O (hơi nước) Cr 2 O 3 + 3H 2.

Oxit bazơ (-).

Oxit axit (-).

Lý do (+/–):

2Cr + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2.

Các axit không có tính oxi hóa (+).

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2.

Các axit oxi hóa (-). Sự thụ động.

Muối (+/–):

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

Cr + CaCl 2 không phản ứng.

Nói chung, nguyên tố crom được biểu thị bằng bốn đồng vị có số khối 50, 52, 53 và 54. Trong tự nhiên, crom chỉ xuất hiện ở dạng hợp chất, trong đó quan trọng nhất là quặng sắt crom hay cromit (FeOzhCr 2 O 3) và quặng chì đỏ (PbCrO 4).

Crom kim loại thu được: 1) từ oxit của nó bằng cách sử dụng phương pháp phèn nhiệt:

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

2) điện phân dung dịch nước hoặc nóng chảy muối của nó:

Từ quặng sắt crom trong công nghiệp, người ta thu được hợp kim của sắt với crom - ferochrom, được dùng nhiều trong luyện kim:

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

CÁC KẾT NỐI QUAN TRỌNG

Crom tạo thành ba oxit và các hiđroxit tương ứng, bản chất của chúng thay đổi tự nhiên khi trạng thái oxi hóa của crom tăng lên:

Crom oxit(II) (CrO) là chất rắn màu đỏ tươi hoặc đỏ nâu, không tan trong nước ở điều kiện thường, là oxit bazơ điển hình. Crom (II) oxit dễ bị oxi hóa trong không khí khi đun nóng và bị khử thành crom nguyên chất.

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

4CrO + O 2 2Сr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

Crom (II) oxit thu được bằng cách oxi hóa trực tiếp crom:

2Cr + O 2 2CrO.

Crom hydroxit(II) (Cr (OH) 2) - chất màu vàng không tan trong nước, điện li yếu, thể hiện tính bazơ, tan tốt trong axit đặc; dễ bị oxy hóa trong điều kiện có độ ẩm với oxy trong khí quyển; khi nung trong không khí, nó bị phân hủy tạo thành crom (III) oxit:

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

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

Crom (II) hiđroxit thu được bằng phản ứng trao đổi giữa muối crom (II) và dung dịch kiềm trong điều kiện không có oxi:

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

Crom oxit(III) (Cr 2 O 3) thể hiện tính chất lưỡng tính. Nó là một loại bột chịu lửa (có độ cứng tương đương với corundum) có màu xanh lục, không hòa tan trong nước. Chất gây ung thư! Nó thu được bằng cách phân hủy amoni đicromat, crom (III) hydroxit, khử kali dicromat hoặc oxy hóa trực tiếp crom:

(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.

Ở điều kiện thường, crom (III) oxit tan kém trong axit và kiềm; nó thể hiện tính chất lưỡng tính khi hợp nhất với kiềm hoặc với cacbonat của kim loại kiềm (tạo thành cromit); ở nhiệt độ cao, crom (III) oxit có thể bị khử thành kim loại nguyên chất:

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 + 3H 2 O,

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

Crom hydroxit(III) (Cr (OH) 3) tạo kết tủa dưới tác dụng của kiềm với muối crom hóa trị ba (kết tủa xanh xám):

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

Nó thể hiện tính chất lưỡng tính, hòa tan cả trong axit và dư kiềm; nhiệt không ổn định:

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.

Crom oxit(VI) (CrO 3) - chất kết tinh màu đỏ sẫm, độc, có tính axit. Hãy hòa tan tốt trong nước; khi oxit này được hòa tan trong nước, axit cromic được hình thành; Oxit có tính axit CrO 3 tương tác với oxit bazơ và kiềm như thế nào; nhiệt không ổn định; là chất oxi hóa mạnh nhất:

CrO 3 + H 2 O =

2CrO 3 + H 2 O =

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,

Oxit này thu được do tương tác của cromat khô và đicromat với axit sunfuric đặc:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 (đồng quy) 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O,

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

Trình duyệt Chrome và axit dicromic chỉ tồn tại trong dung dịch nước, nhưng tạo thành muối bền - cromat và dichromats... Cromat và các dung dịch của chúng có màu vàng, và đicromat có màu da cam. Các ion cromat và ion đicromat dễ dàng truyền cho nhau khi môi trường dung dịch thay đổi. V môi trường axit cromat chuyển thành đicromat, dung dịch trở thành màu da cam; trong môi trường kiềmđicromat chuyển thành cromat, dung dịch chuyển sang màu vàng:

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 bền trong môi trường kiềm và trong môi trường axit.

Về
cùng nhau

Trong tất cả các hợp chất của crom, bền nhất là các hợp chất có trạng thái oxi hóa của crom +3. Các hợp chất crom có ​​trạng thái oxi hóa +2 là chất khử mạnh và dễ bị oxi hóa thành +3:

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

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

Các hợp chất chứa crom ở trạng thái oxi hóa +6 là chất oxi hóa mạnh, còn crom có ​​tính khử từ +6 đến +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.

Để phát hiện rượu trong không khí thở ra, người ta dùng phản ứng dựa trên khả năng oxi hóa của crom (VI) oxit:

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

Dung dịch kali đicromat trong axit sunfuric đặc được gọi là hỗn hợp chrome và được sử dụng để làm sạch đồ dùng bằng hóa chất.

Kiểm tra chủ đề "Crom và các hợp chất của nó"

1. Một số nguyên tố tạo thành cả ba loại oxit (bazơ, lưỡng tính và axit). Trạng thái oxi hóa của nguyên tố trong oxit lưỡng tính sẽ là:

a) tối thiểu;

b) tối đa;

c) trung gian giữa tối thiểu và tối đa;

d) có thể là bất kỳ.

2. Khi cho kết tủa crom (III) hiđroxit mới điều chế tương tác với lượng dư dung dịch kiềm, sẽ tạo thành kết tủa sau:

a) muối vừa; b) muối bazơ;

c) muối kép; d) muối phức.

3. Tổng số electron ở cấp trước ngoài của nguyên tử crom là:

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

4. Oxit kim loại nào có tính axit?

a) Đồng (II) oxit; b) crom (VI) oxit;

c) crom (III) oxit; d) oxit sắt (III).

5. Khối lượng kali đicromat (tính bằng g) cần thiết để oxi hóa 11,2 g sắt trong dung dịch axit sunfuric là bao nhiêu?

a) 58,8; b) 14,7; c) 294; d) 29,4.

6. Khối lượng nước (tính bằng g) phải được làm bay hơi từ 150 g dung dịch crom (III) clorua 10% để thu được dung dịch có 30% muối này?

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

7. Nồng độ mol của axit sunfuric trong dung dịch là 11,7 mol / l, và khối lượng riêng của dung dịch là 1,62 g / ml. Phần trăm khối lượng của axit sunfuric trong dung dịch này là (tính bằng%):

a) 35,4; b) 98; c) 70,8; d) 11,7.

8. Số nguyên tử oxi trong 19,4 g kali cromat là:

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

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

9. Giấy quỳ sẽ có màu đỏ trong dung dịch nước (có thể có nhiều câu trả lời đúng):

a) crom (III) clorua; b) crom (II) clorua;

c) kali clorua; d) axit clohiđric.

10. Sự chuyển cromat thành đicromat xảy ra trong ... môi trường và kèm theo quá trình:

a) quá trình phục hồi, có tính axit;

b) có tính axit, không có sự thay đổi các trạng thái oxi hóa;

c) kiềm, quá trình thu hồi;

d) có tính kiềm, không có sự thay đổi các trạng thái oxi hóa.

Chìa khóa của bài kiểm tra

Nhiệm vụ định tính để xác định các chất 1. Một dung dịch nước của một số muối được chia thành hai phần. Người ta cho một lượng dư vào kiềm rồi đun nóng, khí thoát ra làm đổi màu quỳ đỏ thành xanh. Phần còn lại được xử lý bằng axit clohiđric, khí thoát ra làm đục nước vôi trong. Muối gì đã được phân tích? Hỗ trợ câu trả lời của bạn với các phương trình phản ứng.

Bài giải... Amoni cacbonat.

2. Khi cho amoniac, natri sunfua và bạc nitrat (riêng biệt) vào dung dịch nước của chất A, kết tủa trắng được tạo thành và hai trong số chúng có cùng thành phần. Chất A là gì? Viết các phương trình phản ứng.

Dung dịch

Chất 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.

Bài giải... Nhôm clorua.

3. Khi cho một khí A không màu, mùi hắc cháy trong điều kiện có oxi, một khí B khác được tạo thành, không màu, không mùi, phản ứng ở nhiệt độ thường với liti tạo thành chất rắn C. Xác định các chất, viết các phương trình phản ứng.

Dung dịch

Chất A - NH 3,

chất B - N 2,

chất С - Li 3 N.

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

N 2 + 6Li = 2Li 3 N.

Bài giải... NH 3, N 2, Li 3 N.

4. Khí A không màu, mùi hắc đặc trưng phản ứng với một khí B khác không màu, có mùi trứng thối. Kết quả của phản ứng, C đơn giản và một chất phức tạp được tạo thành. Chất C phản ứng với đồng tạo thành muối đen. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... SO 2, H 2 S, S.

5. Một chất khí A không màu, mùi hắc, nhẹ hơn không khí, phản ứng với axit mạnh B và muối C được tạo thành, dung dịch nước không tạo kết tủa với bari clorua hoặc bạc nitrat. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng (một trong các phương án có thể xảy ra).

Bài giải... NH 3, HNO 3, NH 4 NO 3.

6. Chất đơn giản A, được tạo thành bởi các nguyên tử của nguyên tố phong phú thứ hai trong vỏ trái đất, phản ứng khi đun nóng với sắt (II) oxit, kết quả là hợp chất B được tạo thành, không tan trong dung dịch nước của kiềm và axit ( trừ axit flohiđric). Chất B khi phản ứng với vôi sống tạo thành muối không tan C. Xác định các chất, lập phương trình phản ứng (một trong các phương án có thể xảy ra).

Bài giải... Si, SiO 2, CaSiO 3.

7. Hợp chất A màu nâu, không tan trong nước, bị phân hủy khi đun nóng tạo thành hai oxit, trong đó có một oxit là nước. Một oxit khác, B, bị khử bởi cacbon để tạo thành kim loại C, kim loại phổ biến thứ hai trong tự nhiên. Xác định các chất, viết các phương trình phản ứng.

Bài giải... Fe (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe.

8. Chất A, là một trong những khoáng chất phổ biến, tạo thành khí B khi xử lý với axit clohiđric, chất B phản ứng khi đun nóng với chất đơn giản C, chỉ tạo thành một hợp chất - một chất khí không màu, không mùi. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... CaCO 3, CO 2, C.

9. Kim loại nhẹ A phản ứng được với axit sunfuric loãng, nhưng không phản ứng với axit sunfuric đặc ở nguội, phản ứng với dung dịch natri hiđroxit nên tạo thành khí và muối B. Khi cho axit clohiđric vào chất B thì tạo thành muối C. Xác định các chất, lập phương trình phản ứng.

Bài giải... Al, NaAlO 2, NaCl.

10. Chất A là kim loại mềm, màu trắng bạc, được cắt gọt tốt, nhẹ hơn nước. Khi chất A tương tác với chất đơn giản B, hợp chất C được tạo thành, chất này tan trong nước tạo thành dung dịch kiềm. Khi cho chất C tác dụng với axit clohiđric thấy thoát ra khí có mùi khó chịu và tạo thành muối, làm ngọn lửa cháy chuyển sang màu tím. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... K, S, K 2 S.

11. Khí A không màu, mùi hắc đặc trưng bị oxi hóa bởi oxi có mặt chất xúc tác thành hợp chất B là chất lỏng dễ bay hơi. Chất B phản ứng với vôi sống tạo thành muối C. Xác định các chất, lập phương trình phản ứng.

Bài giải... SO 2, SO 3, CaSO 4.

12. Chất đơn giản A là chất lỏng ở nhiệt độ thường phản ứng với kim loại B màu trắng bạc tạo thành muối C, khi tác dụng với dung dịch kiềm thì cho kết tủa trắng tan trong dung dịch kiềm dư. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... Br 2, Al, AlBr 3.

13. Chất rắn đơn giản màu vàng A phản ứng với kim loại B màu trắng bạc tạo thành muối C, sau khi thủy phân hoàn toàn trong dung dịch nước tạo thành kết tủa trắng và một khí độc có mùi khó chịu. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... S, Al, Al 2 S 3.

14. Một chất khí đơn giản không bền A biến đổi thành một chất đơn giản khác B, trong khí quyển có kim loại C bị đốt cháy; sản phẩm của phản ứng này là một oxit trong đó kim loại ở hai trạng thái oxi hóa. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... O 3, O 2, Fe.

15. Chất A kết tinh màu tím sẫm bị phân hủy khi đun nóng tạo thành chất khí đơn giản B, trong không khí chất đơn giản C cháy tạo thành chất khí không màu không mùi, bay hơi ít trong không khí. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... KMnO 4, O 2, C.

16. Chất đơn giản A là chất bán dẫn phản ứng với chất khí đơn giản B tạo thành hợp chất C không tan trong nước. Khi đun chảy với kiềm, chất C tạo thành những hợp chất gọi là ly tan. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng (một trong các phương án có thể xảy ra).

Bài giải... Si, O 2, SiO 2.

17. Một chất khí A không màu, không màu, có mùi khó chịu bị phân hủy khi đun nóng thành các chất đơn giản, trong đó B là chất rắn màu vàng. Đốt cháy chất B sinh ra khí C không màu, mùi khó chịu, làm mất màu nhiều loại sơn hữu cơ. Xác định các chất, đưa ra các phương trình phản ứng.

Bài giải... H 2 S, S, SO 2.

18. Hợp chất A dễ bay hơi với hiđro cháy trong không khí tạo thành chất B có khả năng tan trong axit flohidric. Khi phản ứng tổng hợp chất B với natri oxit tạo thành muối C. tan trong nước. Xác định các chất, lập phương trình phản ứng.

Bài giải... SiH 4, SiO 2, Na 2 SiO 3.

19. Hợp chất A, ít tan trong nước, có màu trắng, do nung ở nhiệt độ cao với than và cát trong điều kiện không có oxy, tạo thành chất đơn giản B, tồn tại ở một số biến đổi dị hướng. Khi đốt cháy chất này trong không khí sẽ tạo thành hợp chất C, hợp chất này tan trong nước tạo thành axit có khả năng tạo thành dãy ba muối. Xác định các chất, viết các phương trình phản ứng.

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

* Dấu +/– có nghĩa là phản ứng này không xảy ra với tất cả các thuốc thử hoặc trong các điều kiện cụ thể.

Còn tiếp

ĐỊNH NGHĨA

Chromium- phần tử thứ hai mươi tư của Bảng tuần hoàn. Chỉ định - Cr từ tiếng Latinh "crôm". Nằm ở thời kỳ thứ tư, tập đoàn VIB. Đề cập đến kim loại. Lõi có điện tích là 24.

Crom chứa trong vỏ trái đất với lượng 0,02% (trọng lượng). Trong tự nhiên, nó xuất hiện chủ yếu ở dạng quặng sắt crom FeO × Cr 2 O 3.

Crom là một kim loại cứng sáng bóng (Hình 1), nóng chảy ở 1890 o C; mật độ của nó là 7,19 g / cm 3. Ở nhiệt độ phòng, crom có ​​khả năng chống lại cả nước và không khí. Axit sunfuric và axit clohiđric loãng hòa tan crom để giải phóng hiđro. Trong axit nitric đặc nguội, crom không hòa tan và sau khi xử lý với nó trở thành thụ động.

Lúa gạo. 1. Chrome. Ngoại hình.

Nguyên tử và trọng lượng phân tử của crom

ĐỊNH NGHĨA

Khối lượng phân tử tương đối của chất(M r) là một số cho biết khối lượng của một phân tử nhất định lớn hơn 1/12 khối lượng của một nguyên tử cacbon bao nhiêu lần, và khối lượng nguyên tử tương đối của một nguyên tố(A r) - bao nhiêu lần khối lượng trung bình của nguyên tử của một nguyên tố hóa học lớn hơn 1/12 khối lượng của nguyên tử cacbon bao nhiêu lần.

Vì ở trạng thái tự do, crom tồn tại ở dạng phân tử Cr đơn nguyên nên các giá trị của khối lượng nguyên tử và phân tử của nó trùng nhau. Chúng bằng 51,9962.

Đồng vị crom

Biết rằng trong tự nhiên, crom có ​​thể ở dạng 4 đồng vị bền 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr và 54 Cr. Số khối của chúng lần lượt là 50, 52, 53 và 54. Hạt nhân của đồng vị crom 50 Cr chứa hai mươi bốn proton và hai mươi sáu nơtron, và phần còn lại của các đồng vị chỉ khác nó ở số nơtron.

Có các đồng vị crom nhân tạo với số khối từ 42 đến 67, trong đó đồng vị bền nhất là 59 Cr với chu kỳ bán rã 42,3 phút, cũng như một đồng vị hạt nhân.

Ion crom

Ở mức năng lượng ngoài cùng của nguyên tử crom, có sáu electron, chúng có hóa trị:

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

Kết quả của tương tác hóa học, crom từ bỏ các điện tử hóa trị của nó, tức là là nhà tài trợ của chúng, và biến thành một ion tích điện dương:

Cr 0 -2e → Cr 2+;

Cr 0 -3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Phân tử và nguyên tử crom

Ở trạng thái tự do, crom tồn tại dưới dạng phân tử Cr đơn chất. Dưới đây là một số tính chất đặc trưng cho nguyên tử và phân tử crom:

Hợp kim crom

Crom kim loại được sử dụng để mạ crom và cũng là một trong những thành phần quan trọng nhất của thép hợp kim. Việc đưa crom vào thép làm tăng khả năng chống ăn mòn của nó cả trong môi trường nước ở nhiệt độ bình thường và trong chất khí ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, thép crom có ​​độ cứng tăng lên. Crom là một phần của thép không gỉ, chịu axit, chịu nhiệt.

Ví dụ về giải quyết vấn đề

VÍ DỤ 1

VÍ DỤ 2

Crom (II) hiđroxit Cr (OH) 2 thu được ở dạng kết tủa màu vàng khi xử lý dung dịch của muối crom (II) với kiềm trong điều kiện không có oxi:

CrСl 2 + 2NaOH = Cr (OH) 2 ¯ + 2NaCl

Cr (OH) 2 có tính bazơ đặc trưng và là chất khử mạnh:

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

Dung dịch nước của muối crom (II) thu được mà không cần tiếp xúc với không khí bằng cách hòa tan crom kim loại trong axit loãng trong môi trường hiđro hoặc bằng cách khử muối crom hóa trị ba với kẽm trong môi trường axit. Muối crom (II) khan có màu trắng, còn các dung dịch nước và hydrat kết tinh có màu xanh lam.

Về tính chất hóa học của chúng, muối crom (II) tương tự như muối sắt, nhưng khác với muối sau ở tính chất khử rõ rệt hơn, tức là dễ bị oxi hóa hơn các hợp chất đen tương ứng. Đây là lý do tại sao rất khó thu được và lưu trữ các hợp chất crom hóa trị hai.

Crom (III) hiđroxit Cr (OH) 3 là kết tủa sền sệt màu xanh xám, chất này thu được khi cho kiềm tác dụng với dung dịch muối crom (III):

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

Crom (III) hiđroxit có tính chất lưỡng tính, tan như trong axit tạo thành muối crom (III):

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O và trong kiềm có sự tạo thành hydroxychromit: Cr (OH) 3 + NaOH = Na 3

Khi phản ứng tổng hợp Cr (OH) 3 với kiềm, metachromit và orthochromit được tạo thành:

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

Khi nung crom (III) hiđroxit, crom (III) oxit được tạo thành:

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

Muối crom hóa trị ba có màu cả ở trạng thái rắn và trong dung dịch nước. Ví dụ, crom (III) sunfat khan Cr 2 (SO 4) 3 có màu đỏ tím, các dung dịch nước của crom (III) sunfat tùy điều kiện có thể đổi màu từ tím sang xanh. Điều này được giải thích là do trong dung dịch nước, cation Cr 3+ chỉ tồn tại ở dạng ion 3+ ngậm nước do xu hướng của crom hóa trị ba tạo thành các hợp chất phức tạp. Màu tím của dung dịch nước của muối crom (III) chính xác là do cation 3+. Khi đun nóng, muối phức crom (III) có thể

mất nước một phần, tạo thành các muối có màu sắc khác nhau, đến xanh lục.

Muối crom hóa trị ba giống muối nhôm về thành phần, cấu trúc mạng tinh thể và tính tan; vì vậy, đối với crom (III), cũng như đối với nhôm, sự hình thành phèn nhôm crom kali KCr (SO 4) 2 12H 2 O là điển hình; chúng được sử dụng để thuộc da và làm chất kết dính trong kinh doanh dệt may.

Các muối crom (III) Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3, v.v. khi được bảo quản trong không khí, chúng ổn định và trong dung dịch chúng bị thủy phân:

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

Quá trình thủy phân tiến hành theo giai đoạn đầu, nhưng có những muối bị thủy phân hoàn toàn:

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

Trong phản ứng oxi hóa khử trong môi trường kiềm, muối crom (III) đóng vai trò là chất khử:

Cần lưu ý rằng trong dãy các hiđroxit của crom ở các trạng thái oxi hoá khác nhau Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - H 2 CrO 4, tính bazơ bị yếu đi và tính axit được tăng cường. Sự thay đổi tính chất này là do trạng thái oxi hóa tăng và bán kính ion của crom giảm. Trong cùng một loạt, đặc tính oxy hóa được nâng cao một cách nhất quán. Hợp chất Cr (II) là chất khử mạnh, dễ bị oxi hóa, chuyển thành hợp chất crom (III). Hợp chất crom (VI) là chất oxi hóa mạnh, dễ bị khử thành hợp chất crom (III). Các hợp chất có trạng thái ôxy hóa trung gian, tức là hợp chất crom (III) khi tương tác với chất khử mạnh có thể thể hiện tính oxi hóa, chuyển thành hợp chất crom (II), khi tương tác với chất oxi hóa mạnh thì thể hiện tính khử, chuyển thành hợp chất crom (VI).

Mục tiêu: nhằm khắc sâu kiến ​​thức của học sinh về chủ đề bài học.

Nhiệm vụ:

• để mô tả crom như một chất đơn giản;
• để học sinh làm quen với các hợp chất crom ở các trạng thái oxi hóa khác nhau;
• chỉ ra sự phụ thuộc tính chất của các hợp chất vào trạng thái oxi hóa;
• chỉ ra tính chất oxi hóa khử của hợp chất crom;
• tiếp tục hình thành cho học sinh kĩ năng viết phương trình phản ứng hoá học dưới dạng phân tử và ion, lập cân bằng điện tử;
• tiếp tục hình thành kỹ năng quan sát một thí nghiệm hóa học.

Hình thức bài học: một bài giảng với các yếu tố của hoạt động độc lập của học sinh và quan sát một thí nghiệm hóa học.

Diễn biến của bài học

I. Sự lặp lại tư liệu của bài trước.

1. Trả lời câu hỏi và hoàn thành nhiệm vụ:

Những nguyên tố nào có trong phân nhóm crom?

Viết công thức điện tử của nguyên tử

Chúng thuộc loại nguyên tố nào?

Các trạng thái oxi hóa trong các hợp chất là gì?

Bán kính của nguyên tử và năng lượng ion hóa thay đổi như thế nào từ crom sang vonfram?

Mời học sinh điền bảng giá trị bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa và rút ra kết luận.

Bảng mẫu:

2. Nghe thông báo của một học sinh về chủ đề "Các nguyên tố thuộc phân nhóm crom trong tự nhiên, sản xuất và sử dụng."

II. Bài học.

Kế hoạch bài giảng:

1. Chromium.
2. Hợp chất crom. (2)

• Crom oxit; (2)
• Hiđroxit crom. (2)

1. Hợp chất crom. (3)

• Crom oxit; (3)
• Hiđroxit crom. (3)

1. Hợp chất crom (6)

• Crom oxit; (6)
• Axit cromic và đicromic.

1. Sự phụ thuộc của các tính chất của hợp chất crom vào trạng thái oxi hóa.
2. Tính chất oxi hoá khử của hợp chất crom.

1. Chrome.

Crom là một kim loại sáng bóng, màu trắng có ánh xanh, rất cứng (tỷ trọng 7, 2 g / cm 3), nhiệt độ nóng chảy 1890˚С.

Tính chất hóa học: crom là kim loại kém hoạt động ở điều kiện thường. Điều này là do bề mặt của nó được bao phủ bởi một lớp màng oxit (Cr 2 O 3). Khi nung nóng, màng oxit bị phá hủy và crom phản ứng với các chất đơn giản ở nhiệt độ cao:

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

Bài tập: lập phương trình phản ứng của crom với nitơ, photpho, cacbon và silic; lập một trong các phương trình, lập cân bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử.

Tương tác của crom với các chất phức tạp:

Ở nhiệt độ rất cao, crom phản ứng với nước:

• 2Сr + 3 Н 2 О = Сr 2 О 3 + 3Н 2

Bài tập:

Crom phản ứng với axit sunfuric và clohydric loãng:

• Сr + Н 2 SO 4 = СrSО 4 + Н 2
• Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Bài tập: lập cân bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử.

Axit clohydric và axit nitric sulfuric đậm đặc thụ động hóa crom.

2. Hợp chất của crom. (2)

1. Chromium Oxide (2)- CrO là chất rắn màu đỏ tươi, là oxit bazơ điển hình (tương ứng với crom (2) hiđroxit - Cr (OH) 2), không tan trong nước nhưng tan trong axit:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Bài tập: Lập phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion của tương tác giữa crom oxit (2) với axit sunfuric.

Crom oxit (2) dễ bị oxi hóa trong không khí:

• 4СrО + О 2 = 2Сr 2 О 3

Bài tập: lập cân bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử.

Crom oxit (2) được tạo thành trong quá trình oxi hóa hỗn hống crom bằng oxi trong khí quyển:

2Сr (hỗn hống) + О 2 = 2СrО

2. Chromium Hydroxide (2)- Cr (OH) 2 là chất màu vàng, tan kém trong nước, có tính bazơ rõ rệt nên tương tác với axit:

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

Bài tập: lập phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion của sự tương tác của crom oxit (2) với axit clohiđric.

Giống như crom (2) oxit, crom (2) hydroxit bị oxi hóa:

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

Bài tập: lập cân bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử.

Crom hydroxit (2) có thể thu được bằng cách cho chất kiềm tác dụng với muối crom (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr (OH) 2 ↓ + 2KCl

Bài tập: lập phương trình ion.

3. Hợp chất của crom. (3)

1. Crom oxit (3)- Cr 2 O 3 - bột màu lục sẫm, không tan trong nước, chịu lửa, gần với corundum về độ cứng (nó tương ứng với crom (3) hydroxit - Cr (OH) 3). Crom oxit (3) có tính chất lưỡng tính, tuy nhiên, nó hòa tan kém trong axit và kiềm. Phản ứng với kiềm xảy ra trong quá trình nhiệt hạch:

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

Bài tập: Lập phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion của tương tác giữa crom oxit (3) với liti hiđroxit.

Nó tương tác với các dung dịch axit và kiềm đậm đặc một cách khó khăn:

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

Bài tập: lập phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion của sự tương tác của crom oxit (3) với axit sunfuric đặc và dung dịch natri hiđroxit đậm đặc.

Crom oxit (3) có thể thu được từ sự phân hủy amoni đicromat:

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

2. Chromium Hydroxide (3) Cr (OH) 3 thu được khi cho kiềm tác dụng với dung dịch muối crom (3):

• СrСl 3 + 3КОН = Сr (ОН) 3 ↓ + 3КСl

Bài tập: viết phương trình ion

Hiđroxit crom (3) tạo kết tủa xanh xám, khi thu được phải cho kiềm vào. Do đó, crom (3) hydroxit thu được, trái ngược với oxit tương ứng, dễ dàng tương tác với axit và kiềm, tức là thể hiện tính chất lưỡng tính:

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

Bài tập:để lập phương trình phản ứng ở dạng phân tử và ion của sự tương tác của crom hydroxit (3) với axit clohydric và natri hydroxit.

Khi Cr (OH) 3 được nung chảy với kiềm, metachromit và orthochromit thu được:

• Cr (OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metachromitis K)+ 2H 2 O
• Cr (OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (orthochromite K)+ 3H 2 O

4. Hợp chất của crom. (6)

1. Chromium Oxide (6)- CrO 3 - chất kết tinh màu đỏ sẫm, dễ tan trong nước - một oxit axit điển hình. Hai axit tương ứng với oxit này:

• СrО 3 + Н 2 О = Н 2 СrО 4 (axit cromic - được tạo thành với nước dư)
• CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 (axit đicromic - được tạo thành ở nồng độ cao của oxit crom (3)).

Crom oxit (6) là một chất oxi hóa rất mạnh, do đó nó tương tác mạnh với các chất hữu cơ:

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

Nó cũng oxy hóa iốt, lưu huỳnh, phốt pho, than đá:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Bài tập: Lập phương trình phản ứng hóa học của crom oxit (6) với iot, photpho, than; lập một phương trình cân bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử

Khi đun nóng đến 250 ° C, oxit crom (6) bị phân hủy:

• 4CrO 3 = 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Crom oxit (6) có thể thu được bằng cách cho axit sunfuric đặc tác dụng với cromat rắn và đicromat:

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

2. Axit cromic và đicromic.

Axit cromic và axit đicromic chỉ tồn tại trong dung dịch nước, tạo thành muối bền, tương ứng là cromat và đicromat. Cromat và dung dịch của chúng có màu vàng, đicromat có màu da cam.

Cromat - ion СrО 4 2- và đicromat - ion Сr 2О 7 2- dễ dàng truyền cho nhau khi môi trường của các dung dịch thay đổi

Trong môi trường axit của dung dịch, cromat chuyển thành đicromat:

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

Trong môi trường kiềm, dicromat chuyển thành cromat:

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

Khi pha loãng, axit đicromic chuyển thành axit cromic:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Sự phụ thuộc tính chất của hợp chất crom vào trạng thái oxi hóa.

6. Tính oxi hoá khử của hợp chất crom.

Các phản ứng trong môi trường axit.

Trong môi trường axit, hợp chất Cr +6 chuyển thành hợp chất Cr +3 dưới tác dụng của các chất khử: 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

Bài tập:

1. Lập phương trình phản ứng theo phương pháp thăng bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa, chất khử:

• 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. Cho các sản phẩm phản ứng, lập phương trình theo phương pháp thăng bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa, chất khử:

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

Các phản ứng trong môi trường kiềm.

Trong môi trường kiềm, hợp chất crom Cr +3 được chuyển thành hợp chất Cr +6 dưới tác dụng của các chất oxi hóa: 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 -

Bài tập:

Lập phương trình phản ứng theo phương pháp thăng bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa và chất khử:

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

Cho các sản phẩm phản ứng, lập phương trình theo phương pháp thăng bằng điện tử, cho biết chất oxi hóa, chất khử:

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

Do đó, tính oxi hóa luôn được tăng cường với sự thay đổi các trạng thái oxi hóa theo thứ tự: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Hợp chất của crom (2) là chất khử mạnh, dễ bị oxi hóa, biến thành hợp chất của crom (3). Hợp chất crom (6) là chất oxi hóa mạnh, dễ bị khử thành hợp chất của crom (3). Các hợp chất của crom (3) khi tương tác với chất khử mạnh sẽ thể hiện tính oxi hóa, chuyển thành hợp chất của crom (2), khi tương tác với chất oxi hóa mạnh chúng thể hiện tính khử, chuyển thành hợp chất của crom (6)

Về phương pháp luận bài giảng:

1. Để kích hoạt hoạt động nhận thức của học sinh và duy trì hứng thú, nên tiến hành thí nghiệm biểu diễn trong giờ giảng. Tùy thuộc vào khả năng của phòng thí nghiệm đào tạo, bạn có thể chứng minh những kinh nghiệm sau cho sinh viên:

• thu được crom oxit (2) và crom hydroxit (2), chứng minh tính chất cơ bản của chúng;
• thu được crom oxit (3) và crom hydroxit (3), bằng chứng về tính chất lưỡng tính của chúng;
• thu được oxit crom (6) và hòa tan trong nước (thu được axit cromic và đicromic);
• chuyển cromat thành dicromat, dicromat thành cromat.

1. Các bài tập tự học có thể được phân biệt dựa trên cơ hội học tập thực sự của học sinh.
2. Bạn có thể hoàn thành bài giảng bằng cách hoàn thành các nhiệm vụ sau: viết các phương trình phản ứng hóa học mà bạn có thể thực hiện các phép biến đổi sau:

.III. Bài tập về nhà: hoàn thiện bài giảng (bổ sung các phương trình phản ứng hóa học)

1. Vasilyeva Z.G. Phòng thí nghiệm làm việc nói chung và hóa học vô cơ. -M .: "Hóa học", 1979 - 450 tr.
2. Egorov A.S. Gia sư môn hóa. - Rostov-on-Don: "Phượng hoàng", 2006.-765 tr.
3. Kudryavtsev A.A. Lập phương trình hóa học. - M., "Trung học", 1979. - 295 tr.
4. Petrov M.M. Hóa học vô cơ. - Leningrad: "Hóa học", 1989. - 543 tr.
5. Ushkalova V.N. Hóa học: Đề thi và Đáp án. - M .: "Giáo dục", 2000. - 223 tr.

Việc phát hiện ra crom đề cập đến thời kỳ phát triển nhanh chóng của nghiên cứu hóa học và phân tích muối và khoáng chất. Ở Nga, các nhà hóa học đã thể hiện sự quan tâm đặc biệt đến việc phân tích các khoáng chất được tìm thấy ở Siberia và hầu như không được biết đến ở Tây Âu. Một trong những khoáng sản này là quặng chì đỏ Siberi (crocoite), được mô tả bởi Lomonosov. Khoáng sản đã được điều tra, nhưng không có gì ngoài các oxit của chì, sắt và nhôm được tìm thấy trong đó. Tuy nhiên, vào năm 1797, Vauckelin, sau khi đun sôi một mẫu khoáng vật đã nghiền mịn với muối kali và chì cacbonat kết tủa, đã nhận được một dung dịch có màu đỏ cam. Từ dung dịch này, ông kết tinh một muối màu đỏ ruby, từ đó phân lập được một oxit và một kim loại tự do, khác với tất cả các kim loại đã biết. Vauquelin đặt tên cho anh ta Chromium ( Trình duyệt Chrome ) từ tiếng Hy Lạp- màu, màu; sự thật ở đây không phải là tính chất của kim loại, mà là các muối có màu sáng của nó.

Bản chất.

Quặng crom quan trọng nhất có tầm quan trọng thực tế là cromit, thành phần gần đúng của nó tương ứng với công thức FeCrO ​​4.

Nó được tìm thấy ở Tiểu Á, ở Urals, ở Bắc Mỹ, ở nam châu Phi. Khoáng chất crocoite nói trên, PbCrO 4, cũng có tầm quan trọng về mặt kỹ thuật. Crom (3) oxit và một số hợp chất khác của nó cũng được tìm thấy trong tự nhiên. Trong vỏ trái đất, hàm lượng crom tính theo kim loại là 0,03%. Chromium được tìm thấy trong Mặt trời, các ngôi sao, thiên thạch.

Tính chất vật lý.

Crom là một kim loại màu trắng, cứng và giòn, rất bền về mặt hóa học với axit và kiềm. Nó bị oxy hóa trong không khí và có một lớp màng oxit mỏng trong suốt trên bề mặt. Crom có ​​khối lượng riêng là 7,1 g / cm 3, điểm nóng chảy của nó là +1875 0 С.

Đang nhận.

Khi nung mạnh quặng sắt crom với than, crom và sắt đều bị khử:

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

Kết quả của phản ứng này, một hợp kim của crom với sắt được hình thành, được đặc trưng bởi độ bền cao. Để thu được crom nguyên chất, người ta khử crom (3) oxit bằng nhôm:

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

Trong quá trình này, thường sử dụng hai oxit - Cr 2 O 3 và CrO 3

Tính chất hóa học.

Nhờ lớp màng oxit bảo vệ mỏng bao phủ bề mặt crom, nó có khả năng chống lại axit và kiềm mạnh. Crom không phản ứng với axit nitric và sulfuric đặc, cũng như với axit photphoric. Crom tương tác với kiềm ở t = 600-700 ° C. Tuy nhiên, crom tương tác với axit sulfuric và clohydric loãng, thay thế hydro:

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

Ở nhiệt độ cao, crom cháy trong oxi, tạo thành oxit (III).

Crôm nóng phản ứng với hơi nước:

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

Crom ở nhiệt độ cao cũng phản ứng với các halogen, halogen - với hydro, lưu huỳnh, nitơ, phốt pho, than, silic, bo, ví dụ:

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

Các tính chất vật lý và hóa học trên của crom đã được tìm thấy ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau. Ví dụ, crom và các hợp kim của nó được sử dụng để tạo ra các lớp phủ có độ bền cao, chống ăn mòn trong kỹ thuật cơ khí. Hợp kim Ferrochrome được dùng làm công cụ cắt kim loại. Hợp kim mạ crom được ứng dụng trong công nghệ y tế, trong sản xuất thiết bị xử lý hóa chất.

Vị trí của crom trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học:

Crom đứng đầu phân nhóm VI của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Công thức điện tử của nó như sau:

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

Khi lấp đầy các obitan bằng các electron ở nguyên tử crom, tính đều đặn bị vi phạm, theo đó, quỹ đạo 4S trước tiên phải được lấp đầy đến trạng thái 4S 2. Tuy nhiên, do quỹ đạo 3d chiếm vị trí năng lượng thuận lợi hơn trong nguyên tử crom nên nó được lấp đầy đến giá trị 4d 5. Hiện tượng này được quan sát thấy trong nguyên tử của một số nguyên tố khác thuộc phân nhóm thứ cấp. Crom có ​​thể thể hiện các trạng thái oxy hóa từ +1 đến +6. Bền nhất là các hợp chất crom có ​​trạng thái oxi hóa +2, +3, +6.

Hợp chất crom hóa trị hai.

Crom oxit (II) CrO là một chất bột màu đen có tính nhiệt (pyrophoricity là khả năng bốc cháy trong không khí ở trạng thái phân nhỏ). CrO tan trong axit clohydric loãng:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Trong không khí, khi đun nóng trên 100 0 С, CrO biến thành Cr 2 O 3.

Muối crom hóa trị 2 được tạo thành bằng cách hòa tan crom kim loại trong axit. Những phản ứng này diễn ra trong môi trường khí có hoạt tính thấp (ví dụ, H 2), bởi vì khi có không khí Cr (II) dễ bị oxi hóa thành Cr (III).

Crom hydroxit thu được ở dạng kết tủa màu vàng khi cho dung dịch kiềm tác dụng với crom (II) clorua:

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

Cr (OH) 2 có tính bazơ và là chất khử. Ion Cr2 + bị ngậm nước có màu xanh lam nhạt. Dung dịch nước CrCl 2 có màu xanh lam. Trong không khí, trong dung dịch nước, hợp chất Cr (II) chuyển thành hợp chất Cr (III). Điều này đặc biệt rõ ràng đối với hydroxit Cr (II):

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

Hợp chất crom hóa trị ba.

Crom (III) oxit Cr 2 O 3 là một loại bột chịu lửa màu xanh lục. Độ cứng gần bằng corundum. Trong phòng thí nghiệm, nó có thể thu được bằng cách đun nóng amoni đicromat:

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

Cr 2 O 3 - oxit lưỡng tính, khi phản ứng tổng hợp với kiềm tạo thành cromit: Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Crom hydroxit cũng là một hợp chất lưỡng tính:

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

CrCl 3 khan có dạng lá màu tím sẫm, không tan hoàn toàn trong nước lạnh, khi đun sôi tan rất chậm. Cr 2 (SO 4) 3 khan có màu hồng, tan kém trong nước. Khi có mặt các chất khử, nó tạo thành crom sunfat màu tím Cr 2 (SO 4) 3 * 18H 2 O. Các hiđrat sunfat crom màu xanh lục chứa ít nước cũng được biết đến. Phèn crom KCr (SO 4) 2 * 12H 2 O kết tinh từ dung dịch chứa crom sunfat và kali sunfat màu tím. Dung dịch phèn crom chuyển sang màu xanh khi đun nóng do tạo thành các sunfat.

Phản ứng với crom và các hợp chất của nó

Hầu hết tất cả các hợp chất crom và dung dịch của chúng đều có màu đậm. Có dung dịch không màu hoặc kết tủa trắng, ta có thể kết luận rằng không có crom.

1. Chúng tôi đun nóng mạnh trong ngọn lửa đốt trên cốc sứ một lượng kali dicromat sẽ nằm gọn trên đầu dao. Muối sẽ không giải phóng nước kết tinh, nhưng sẽ tan chảy ở nhiệt độ khoảng 400 0 С với sự hình thành chất lỏng sẫm màu. Chúng tôi sẽ đun nó thêm vài phút trên ngọn lửa mạnh. Sau khi làm lạnh, một kết tủa màu xanh lá cây hình thành trên mảnh vỡ. Chúng tôi sẽ hòa tan một phần của nó trong nước (nó trở thành màu vàng), và để lại phần còn lại trên mảnh vỡ. Muối bị phân hủy khi đun nóng, tạo ra kali cromat có màu vàng hòa tan K 2 CrO 4 và Cr 2 O 3 màu xanh lục.
2. Hòa tan 3g kali dicromat dạng bột trong 50ml nước. Thêm một ít kali cacbonat vào một phần. Nó sẽ hòa tan với sự phát triển của CO 2, và màu sắc của dung dịch sẽ chuyển sang màu vàng nhạt. Cromat được hình thành từ kali dicromat. Nếu bây giờ thêm từng phần dung dịch axit sunfuric 50% thì màu vàng đỏ của dicromat sẽ lại xuất hiện.
3. Rót 5 ml vào ống nghiệm. dung dịch kali dicromat, đun sôi với 3 ml axit clohydric đậm đặc ở chế độ dự trữ. Clo thể khí độc màu vàng lục được thoát ra khỏi dung dịch, vì cromat sẽ oxi hóa HCl thành Cl 2 và H 2 O. Bản thân cromat sẽ chuyển thành clorua xanh của crom hóa trị ba. Nó có thể được cô lập bằng cách làm bay hơi dung dịch, và sau đó, được nấu chảy với soda và dung dịch muối, chuyển thành cromat.
4. Khi một dung dịch chì nitrat được thêm vào, chì cromat màu vàng kết tủa; khi tương tác với dung dịch bạc nitrat, kết tủa bạc cromat có màu đỏ nâu.
5. Thêm hydro peroxit vào dung dịch kali dicromat và axit hóa dung dịch bằng axit sunfuric. Dung dịch có màu xanh lam đậm do sự hình thành crom peroxit. Khi lắc với một lượng ete nhất định, peroxit sẽ đi vào dung môi hữu cơ và chuyển sang màu xanh lam. Phản ứng này đặc trưng cho crom và rất nhạy. Nó có thể phát hiện crom trong kim loại và hợp kim. Trước hết, bạn cần phải hòa tan kim loại. Khi đun sôi kéo dài với axit sunfuric 30% (cũng có thể thêm axit clohydric), crom và nhiều loại thép hòa tan một phần. Dung dịch thu được chứa crom (III) sunfat. Để có thể thực hiện phản ứng phát hiện, trước hết chúng ta trung hòa bằng xút. Kết tủa hydroxit crom (III) màu xanh xám, chất này sẽ tan trong lượng dư NaOH và tạo thành natri cromit màu xanh lục. Lọc dung dịch và thêm 30% hydrogen peroxide. Khi đun nóng, dung dịch chuyển sang màu vàng vì cromit bị oxi hóa thành cromat. Quá trình axit hóa sẽ tạo ra màu xanh lam của dung dịch. Hợp chất màu có thể được chiết bằng cách lắc với ete.

Các phản ứng phân tích đối với ion crom.

1. Thêm dung dịch NaOH 2M vào 3-4 giọt dung dịch crom clorua CrCl 3 cho đến khi kết tủa ban đầu tan hết. Lưu ý màu sắc của natri cromit tạo thành. Đun nóng dung dịch thu được trong nồi cách thủy. Chuyện gì xảy ra sau đó?
2. Thêm một thể tích bằng nhau của dung dịch NaOH 8M và 3-4 giọt dung dịch H 2 O 2 3% vào 2-3 giọt dung dịch CrCl 3. Đun nóng hỗn hợp phản ứng trong nồi cách thủy. Chuyện gì xảy ra sau đó? Kết tủa nào được tạo thành nếu trung hòa dung dịch có màu tạo thành, thêm CH 3 COOH vào thì được Pb (NO 3) 2?
3. Nhỏ 4-5 giọt dung dịch crom sunfat Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 và KMnO 4 vào ống nghiệm. Đun nóng hỗn hợp phản ứng trong vài phút trong nồi cách thủy. Lưu ý sự thay đổi màu sắc trong dung dịch. Cái gì gây ra nó?
4. Thêm 2-3 giọt dung dịch H 2 O 2 vào 3-4 giọt dung dịch K 2 Cr 2 O 7 đã axit hóa bằng axit nitric và lắc đều. Dung dịch có màu xanh lam xuất hiện là do sự xuất hiện của axit perchromic H 2 CrO 6:

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

Chú ý đến sự phân hủy nhanh của H 2 CrO 6:

2H 2 CrO 6 + 8H + = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
xanh xanh

Axit perchromic ổn định hơn đáng kể trong dung môi hữu cơ.

1. Thêm 5 giọt isoamyl alcohol, 2-3 giọt dung dịch H 2 O 2 vào 3-4 giọt dung dịch K 2 Cr 2 O 7 đã được axit hóa bằng axit nitric và lắc hỗn hợp phản ứng. Lớp dung môi hữu cơ nổi lên trên có màu xanh lam sáng. Màu sắc mờ đi rất chậm. So sánh độ ổn định của H 2 CrO 6 trong pha hữu cơ và pha nước.
2. Sự tương tác của ion CrO 4 2- và Ba 2+ tạo kết tủa màu vàng của bari cromat BaCrO 4.
3. Bạc nitrat tạo kết tủa bạc cromat màu đỏ gạch với các ion CrO 4 2.
4. Lấy ba ống nghiệm. Nhỏ 5 - 6 giọt dung dịch K 2 Cr 2 O 7 vào một trong số chúng, ở bình thứ hai - dung dịch K 2 CrO 4 như nhau, và ở bình thứ ba - ba giọt của cả hai dung dịch. Sau đó thêm vào mỗi ống ba giọt dung dịch kali iodua. Giải thích kết quả của bạn. Axit hóa dung dịch trong ống thứ hai. Chuyện gì xảy ra sau đó? Tại sao?

Các thí nghiệm giải trí với các hợp chất crom

1. Hỗn hợp CuSO 4 và K 2 Cr 2 O 7 chuyển sang màu xanh lục khi thêm kiềm và chuyển sang màu vàng khi có mặt axit. Đun nóng 2 mg glixerin với một lượng nhỏ (NH 4) 2 Cr 2 O 7, sau đó cho rượu vào, sau khi lọc thu được dung dịch có màu xanh lục tươi, khi cho axit vào thì chuyển sang màu vàng, sau chuyển xanh trong môi trường trung tính hoặc kiềm.
2. Cho vào giữa lon một “hỗn hợp ruby” mối mọt - đã được giã thật nát và đặt trong lá nhôm Al 2 O 3 (4,75 g) có thêm Cr 2 O 3 (0,25 g). Để hũ lâu nguội hơn, cần chôn dưới mép trên bằng cát, sau khi đốt lửa cho mối và bắt đầu phản thì dùng tấm sắt đậy lại và phủ cát lên trên. Đào lọ trong một ngày. Kết quả là, một loại bột màu đỏ ruby ​​được hình thành.
3. 10 g kali dicromat được nghiền nhỏ với 5 g natri hoặc kali nitrat và 10 g đường. Hỗn hợp được làm ẩm và trộn với collodion. Nếu bột được ép trong ống thủy tinh, sau đó đẩy que đó ra và đốt lửa từ cuối, thì một "con rắn" sẽ bắt đầu chui ra, đầu tiên có màu đen, và sau khi nguội - có màu xanh lục. Một thanh có đường kính 4 mm cháy với tốc độ khoảng 2 mm trên giây và dài ra gấp 10 lần.
4. Nếu bạn trộn dung dịch đồng sunfat và kali đicromat và thêm một ít dung dịch amoniac, kết tủa màu nâu vô định hình của chế phẩm 4CuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O sẽ kết tủa, tan trong axit clohydric tạo thành dung dịch màu vàng và màu xanh lục dung dịch thu được trong một lượng dư amoniac. Nếu thêm cồn vào dung dịch này, thì kết tủa màu xanh lục sẽ hình thành, sau khi lọc sẽ trở thành màu xanh lam, và sau khi làm khô - màu xanh tím với ánh sáng lấp lánh màu đỏ, có thể nhìn thấy rõ ràng dưới ánh sáng mạnh.
5. Crom oxit còn lại sau các thí nghiệm "núi lửa" hoặc "rắn của pharaoh" có thể được tái sinh. Để làm điều này, cần phải nấu chảy 8 g Cr 2 O 3 và 2 g Na 2 CO 3 và 2,5 g KNO 3 rồi xử lý hợp kim đã làm nguội bằng nước sôi. Thu được một cromat hòa tan, có thể chuyển hóa thành các hợp chất Cr (II) và Cr (VI) khác, kể cả amoni đicromat ban đầu.

Ví dụ về quá trình chuyển đổi oxy hóa khử liên quan đến crom và các hợp chất của nó

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) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
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

Yếu tố Chrome như một nghệ sĩ

Các nhà hóa học thường chuyển sang vấn đề tạo ra chất màu nhân tạo để vẽ tranh. Vào thế kỷ XVIII-XIX, một công nghệ đã được phát triển để thu được nhiều tài liệu hình ảnh. Năm 1797, Louis Nicolas Vauquelin, người đã phát hiện ra nguyên tố crôm chưa từng được biết đến trước đây trong quặng đỏ Siberi, đã điều chế ra một loại sơn mới, ổn định đáng kể - chrome xanh. Mang màu của nó là crom (III) oxit ngậm nước. Nó được ra mắt với cái tên "xanh lục bảo" vào năm 1837. Sau đó L. Vauquelen đề xuất một số loại sơn mới: barit, kẽm và chrome vàng. Theo thời gian, chúng được thay thế bởi các sắc tố màu vàng, cam cadmium bền bỉ hơn.

Màu xanh lá cây crom là loại sơn mạnh nhất và nhẹ nhất, có khả năng chống lại các loại khí trong khí quyển. Crom xanh được nghiền trong dầu có một sức mạnh ẩn lớn và có khả năng khô nhanh chóng, do đó, kể từ thế kỷ 19. nó được sử dụng rộng rãi trong hội họa. Nó có tầm quan trọng lớn trong tranh sứ. Thực tế là các sản phẩm sứ có thể được trang trí bằng cả sơn tráng men và sơn tráng men. Trong trường hợp đầu tiên, sơn chỉ được phủ lên bề mặt của sản phẩm nung nhẹ, sau đó được phủ một lớp men. Tiếp theo là quá trình nung chính, ở nhiệt độ cao: để nung kết khối sứ và tráng men, các sản phẩm được nung đến 1350 - 1450 0 C. Rất ít loại sơn có thể chịu được nhiệt độ cao như vậy mà không bị biến đổi hóa học, và ngày xưa chỉ có hai trong số chúng - coban và chrome. Ôxít côban màu đen, được phủ lên bề mặt của sứ, được hợp nhất với men trong quá trình nung, tương tác hóa học với nó. Kết quả là tạo ra các silicat coban màu xanh lam sáng. Bộ đồ ăn bằng sứ màu xanh lam như vậy, được phủ bằng coban, được mọi người biết đến. Crom (III) oxit không phản ứng hóa học với các thành phần của men và chỉ đơn giản nằm giữa các mảnh sứ và lớp men trong suốt với một lớp "xỉn".

Ngoài màu xanh lá cây chrome, các nghệ sĩ sử dụng sơn thu được từ wolkonskoite. Khoáng chất này từ nhóm montmorillonite (một loại khoáng sét thuộc phân lớp silicat phức tạp Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 được phát hiện vào năm 1830 bởi nhà khoáng vật học người Nga Kemmerer và được đặt tên theo MN Volkonskaya, con gái của anh hùng. của Trận chiến Borodino, Tướng N. N. Raevsky, vợ của Kẻ lừa dối SG Volkonsky. Volkonskoite là một loại đất sét có chứa tới 24% oxit crom, cũng như các oxit của nhôm và sắt (III). Sự biến đổi của thành phần khoáng chất được tìm thấy ở Urals, trong vùng Perm và Kirov, xác định màu sắc đa dạng của nó - từ màu của linh sam mùa đông sẫm đến màu xanh lục tươi sáng của ếch đầm lầy.

Pablo Picasso đã yêu cầu các nhà địa chất của đất nước chúng tôi nghiên cứu trữ lượng của wolkonskoite, thứ mang lại cho màu sơn một tông màu tươi mới độc đáo. Hiện nay, một phương pháp sản xuất wolkonskoite nhân tạo đã được phát triển. Có một điều thú vị là theo nghiên cứu hiện đại, các họa sĩ biểu tượng người Nga đã sử dụng sơn từ chất liệu này vào thời Trung cổ, rất lâu trước khi nó được "chính thức" phát hiện. Cây xanh Guinier (được tạo ra vào năm 1837) cũng rất phổ biến trong giới nghệ sĩ, dạng màu của nó là crom oxit hydrat Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, nơi một phần của nước được liên kết hóa học và một phần được hấp thụ. Chất màu này làm cho sơn có màu ngọc lục bảo.

trang web, với việc sao chép toàn bộ hoặc một phần tài liệu, cần có liên kết đến nguồn.