Structura moleculei de oxid de crom 3. Lecția cursului opțional „Cromul și compușii săi”. Valori termochimice pentru CrH(g)
17.doc
Crom. Oxizii de crom (II), (III) și (VI). Hidroxizi și săruri de crom (II) și (III). Cromati si bicromati. Compuși complecși ai cromului (III).
17.1. Scurte caracteristici ale elementelor subgrupului de crom
Subgrupa de crom este o subgrupă laterală a grupei VI a tabelului periodic al elementelor D.I. Mendeleev. Subgrupul include crom Cr, molibden Mo, wolfram W.
Aceste elemente sunt și metale de tranziție, deoarece ele construiesc subnivelul d al stratului pre-extern. În stratul exterior al atomilor acestor elemente există unul (pentru crom și molibden) sau doi (pentru wolfram). Astfel, atomii elementelor subgrupului de crom au șase electroni de valență care pot participa la formarea unei legături chimice (vezi Tabelul 30).
Cromul, molibdenul și wolframul sunt similare în multe proprietăți fizice și chimice: astfel, sub formă de substanțe simple, toate sunt metale refractare alb-argintie, care au o duritate mare și o serie de proprietăți mecanice valoroase - capacitatea de a rula, de a trage. , și form. povke.
Din punct de vedere chimic, toate metalele din subgrupul cromului sunt rezistente la aer și apă (în condiții normale); atunci când sunt încălzite, toate interacționează cu oxigenul, halogenii, fosforul și carbonul.
Sub influența acizilor concentrați (HNO 3, H 2 SO 4) la temperaturi obișnuite, metalele din subgrupa cromului sunt pasivate.
Pentru toate elementele subgrupului de crom, cei mai tipici compuși sunt acolo unde se află stările lor de oxidare +2, +3, +6 (deși există compuși în care gradele lor pot fi și +4 și +5, iar pentru crom +1). Elementele din subgrupul cromului nu au o stare de oxidare negativă și nu formează compuși volatili de hidrogen. Hidrururile solide precum CrH 3 sunt cunoscute numai pentru crom. Compușii elementelor bivalente sunt instabili și sunt ușor oxidați la stări de oxidare superioare.
Odată cu creșterea gradului de oxidare, natura acidă a oxizilor crește; cu o stare de oxidare maximă de +6 se formează oxizi de tip RO 3 care corespund acizilor H 2 RO 4. Puterea acizilor scade în mod natural de la crom la wolfram. Majoritatea sărurilor acestor acizi sunt ușor solubile în apă; numai sărurile de metale alcaline și de amoniu se dizolvă bine.
Ca și în alte cazuri, proprietățile metalice ale elementelor subgrupului de crom cresc odată cu creșterea numărului de serie.
Stva. Activitatea chimică a metalelor din seria crom - molibden - wolfram scade considerabil.
Toate metalele din subgrupa cromului sunt utilizate pe scară largă în tehnologia modernă, în special în industria metalurgică pentru producția de oțeluri speciale.
17.2. Crom
Fiind în natură
Cromul este unul dintre elementele destul de comune, conținutul său în scoarța terestră fiind de aproximativ 0,02% (locul 22). Cromul se găsește exclusiv în compuși, principalele minerale sunt cromitul FeCr 2 O 4 (sau FeO Cr 2 O 3), sau cromitul de fier și crocoitul PbCtO 4 (sau PbO CrO 3). Culoarea multor elemente se datorează prezenței cromului în ele. Deci, de exemplu, un ton de verde-auriu la un smarald sau unul roșu la un rubin este dat de un amestec de oxid de crom Cr 2 O 3.
Chitanță
Materia primă pentru producția industrială a cromului este minereul de crom de fier. Prelucrarea sa chimică duce la Cr 2 O 3. Reducerea Cr 2 O 3 cu aluminiu sau siliciu dă crom metal de puritate scăzută:
Cr203 +Al=Al203 +2Cr
2Cr2O3 +3Si=3SiO2+4Cr
Un metal mai pur se obține prin electroliza soluțiilor concentrate de compuși ai cromului.
^ Proprietăți fizice
Cromul este un metal gri-oțel, dur, destul de greu. ( = 7,19 g/cm3), plastic, maleabil, se topește la 1890°C, fierbe la 2480°C. Apare în natură ca un amestec de patru izotopi stabili cu numere de masă 50, 52, 53 și 54. Cel mai comun izotop este 52 Cr (83,76%).
Proprietăți chimice
Dispunerea electronilor în orbitalii 3d și 4s ai atomului de crom poate fi reprezentată prin diagrama:
Aceasta arată că cromul poate prezenta diferite stări de oxidare în compuși de la +1 la +6; Dintre aceștia, cei mai stabili sunt compușii de crom cu stări de oxidare +2, +3, +6. Astfel, nu numai electronul s al nivelului exterior, ci și cinci electroni d ai nivelului pre-extern participă la formarea legăturilor chimice.
În condiții normale, cromul este rezistent la oxigen, apă și alte substanțe chimice. La temperaturi ridicate, cromul arde în oxigen:
4Cr+3O2 =2Cr2O3
Când este încălzit, reacţionează cu vaporii de apă:
2Cr+3H 2 O=Cr 2 O 3 +3H 2
Când este încălzit, cromul metalului reacționează și cu halogenii, sulful, azotul, fosforul, carbonul, siliciul și borul. De exemplu: 2Cr+N 2 =2CrN 2Cr+3S=Cr 2 S 3 Cr+2Si=CrSi 2
Metalul se dizolvă la temperatura obișnuită în acizi diluați (HCl, H2SO4) cu eliberarea de hidrogen. În aceste cazuri, în absența aerului, se formează săruri de crom (II):
Cr+2HCl=CrCl2+H 2 Și în aer - săruri de crom (III): 4Cr+12НCl+3О 2 =4CrСl+6Н 2 O
Dacă metalul este scufundat pentru o perioadă de timp în acid azotic (concentrat sau diluat), atunci acesta încetează să se dizolve în HCI și H 2 SO 4, nu se schimbă atunci când este încălzit cu halogeni etc. Acest fenomen - pasivare - se explică prin formarea unui strat protector pe suprafața metalului - o peliculă foarte densă și rezistentă mecanic (deși foarte subțire) de oxid de crom Cr 2 O 3.
Aplicație
Principalul consumator de crom este metalurgia. Oțelul cu adaos de crom devine mult mai rezistent la acțiunea reactanților chimici; cresc, de asemenea, proprietăți importante ale oțelului precum rezistența, duritatea și rezistența la uzură. Acoperirea electrolitică cu crom a produselor din fier (cromarea) le face, de asemenea, rezistente la coroziune.
Familia aliajelor de crom este foarte mare. Nicromul (aliaje cu nichel) și șchiopul (cu aluminiu și fier) sunt rezistente
Chivas au rezistență mare și sunt folosite pentru a face încălzitoare în cuptoare cu rezistență electrică. Stellit - un aliaj de crom (20-25%), cobalt (45-60%), wolfram (5-20%), fier (1-3%) - foarte dur, rezistent la uzură și coroziune; utilizat în industria de prelucrare a metalelor pentru fabricarea sculelor de tăiere. Oțelurile crom-molibden sunt folosite pentru a crea fuseluri pentru avioane.
^ 17.3. Oxizii de crom (II), (III) și (VI).
Cromul formează trei oxizi: CrO, Cr2O3, CrO3.
Oxidul de crom (II) CrO este o pulbere neagră piroforică. Are proprietăți de bază.
În reacțiile redox se comportă ca un agent reducător:
CrO se obține prin descompunerea crom carbonil Cr(CO) 6 în vid la 300°C.
Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3 este o pulbere verde refractară. Este aproape de corindon ca duritate, motiv pentru care este inclus în agenți de lustruire. Formată prin interacțiunea dintre Cr și O2 la temperatură ridicată. În laborator, oxidul de crom (III) poate fi preparat prin încălzirea dicromatului de amoniu:
(N -3 H 4) 2 Cr +6 2 O 7 =Cr +3 2 O 3 +N 0 2 +4H 2 O
Oxidul de crom (III) are proprietăți amfotere. La interacțiunea cu acizii, se formează săruri de crom (III): Cr 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +3H 2 O
La interacțiunea cu alcalii din topitură, se formează compuși de crom (III) - cromiți (în absența oxigenului): Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
Oxidul de crom (III) este insolubil în apă.
În reacțiile redox, oxidul de crom (III) se comportă ca un agent reducător:
Oxidul de crom (VI) CrO 3 - anhidridă cromică, este un cristal roșu închis în formă de ac. Când este încălzit la aproximativ 200 ° C, se descompune:
4CrO 3 =2Cr 2 O 3 +3O 2
Se dizolvă ușor în apă, fiind de natură acidă, formează acizi cromici. Cu apă în exces se formează acidul cromic H 2 CrO 4:
Cr03 +H20=H2Cr04
La o concentrație mare de CrO 3 se formează acid dicromic H 2 Cr 2 O 7:
2CrO3 +H2O=H2Cr2O7
Care, atunci când este diluat, se transformă în acid cromic:
H2Cr2O7 +H20=2H2Cr04
Acizii cromici există numai în soluție apoasă; niciunul dintre acești acizi nu este izolat în stare liberă. Cu toate acestea, sărurile lor sunt foarte stabile.
Oxidul de crom (VI) este un agent oxidant puternic:
3S+4CrO 3 =3SO 2 +2Cr 2 O 3
Oxidează iodul, sulful, fosforul, cărbunele, transformându-se în Cr 2 O 3. CrO 3 se obţine prin acţiunea unui exces de acid sulfuric concentrat asupra unei soluţii apoase saturate de dicromat de sodiu: Na 2 Cr 2 O 7 +2H 2 SO 4 =2CrO 3 +2NaHSO 4 +H 2 O Trebuie remarcat faptul că cromul (VI) oxidul este foarte toxic.
^ 17.4. Hidroxizi și săruri de crom (II) și (III). Compuși complecși ai cromului (III).
Hidroxidul de crom (II) Cr(OH) 2 se obține sub formă de precipitat galben prin tratarea soluțiilor de săruri de crom (II) cu alcalii în absența oxigenului:
CrСl 2 +2NaOH=Cr(OH) 2 +2NaCl
Cr(OH)2 are proprietăți de bază tipice și este un agent reducător puternic:
2Cr(OH) 2 +H 2 O+1/2O 2 =2Cr(OH) 3
Soluțiile apoase de săruri de crom (II) se obțin fără acces la aer prin dizolvarea cromului metalic în acizi diluați în atmosferă de hidrogen sau prin reducerea sărurilor de crom trivalente cu zinc în mediu acid. Sărurile anhidre de crom (II) sunt albe, iar soluțiile apoase și hidrații cristalini sunt albaștri.
În proprietățile lor chimice, sărurile de crom (II) sunt asemănătoare sărurilor de fier bivalente, dar diferă de acestea din urmă prin proprietăți reducătoare mai pronunțate, adică. sunt mai ușor oxidați decât compușii corespunzători ai fierului feros. Acesta este motivul pentru care este foarte dificil să se obțină și să depoziteze compuși de crom divalenți.
Hidroxidul de crom (III) Cr(OH) 3 este un precipitat gelatinos de culoare cenușiu-verde, se obține prin acțiunea alcalinelor asupra soluțiilor de săruri de crom (III):
Cr 2 (SO 4) 3 +6NaOH=2Cr(OH) 3 +3Na 2 SO 4
Hidroxidul de crom (III) are proprietăți amfotere, dizolvându-se ambele în acizi pentru a forma săruri de crom (III):
2Cr(OH) 3 +3H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +6H 2 O și în alcalii cu formarea hidroxicromitelor: Cr(OH) 3 +NaOH=Na 3
Când Cr(OH)3 este fuzionat cu alcalii, se formează metacromiți și ortocromiți:
Cr(OH)3 +NaOH=NaCrO2 +2H2O Cr(OH)3 +3NaOH=Na3CrO3 +3H2O
Când hidroxidul de crom (III) este calcinat, se formează oxidul de crom (III):
2Cr(OH)3 =Cr2O3 +3H2O
Sărurile de crom trivalent, atât în stare solidă, cât și în soluții apoase, sunt colorate. De exemplu, sulfatul de crom (III) anhidru Cr 2 (SO 4) 3 are o culoare violet-roșu; soluțiile apoase de sulfat de crom (III), în funcție de condiții, pot schimba culoarea de la violet la verde. Acest lucru se explică prin faptul că în soluțiile apoase cationul Cr 3+ există doar sub forma unui ion 3+ hidratat datorită tendinței cromului trivalent de a forma compuși complecși. Culoarea violetă a soluțiilor apoase de săruri de crom (III) se datorează tocmai cationului 3+. Când sunt încălzite, sărurile complexe de crom (III) pot
Pierde parțial apă, formând săruri de diferite culori, chiar și verzi.
Sărurile de crom trivalente sunt similare sărurilor de aluminiu în compoziție, structura rețelei cristaline și solubilitate; Astfel, pentru crom (III), precum și pentru aluminiu, este tipică formarea alaunului de crom-potasiu KCr(SO 4) 2 12H 2 O; ele sunt utilizate pentru tăbăcirea pieilor și ca mordant în textile.
Săruri de crom (III) Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 etc. stabil atunci când este depozitat în aer, dar supus hidrolizei în soluții:
Cr 3+ +3Сl - +ННCr(ОН) 2+ +3Сl - +Н +
Hidroliza are loc în stadiul I, dar există săruri care sunt complet hidrolizate:
Cr 2 S 3 +H 2 O=Cr(OH) 3 +H 2 S
În reacțiile redox într-un mediu alcalin, sărurile de crom (III) se comportă ca agenți reducători:
De remarcat că în seria hidroxizilor de crom cu diferite stări de oxidare Cr(OH) 2 - Cr(OH) 3 - H 2 CrO 4, proprietățile de bază sunt slăbite în mod natural și proprietățile acide sunt întărite. Această modificare a proprietăților se datorează creșterii gradului de oxidare și scăderii razelor ionice ale cromului. În aceeași serie, proprietățile de oxidare sunt îmbunătățite constant. Compușii Cr (II) sunt agenți reducători puternici și se oxidează ușor, transformându-se în compuși de crom (III). Compușii de crom (VI) sunt agenți oxidanți puternici și se reduc cu ușurință la compuși de crom (III). Compuși cu o stare intermediară de oxidare, de ex. compușii de crom (III) pot prezenta, atunci când interacționează cu agenți reducători puternici, proprietăți de oxidare, transformându-se în compuși de crom (II), iar atunci când interacționează cu agenți de oxidare puternică, prezintă proprietăți reducătoare, transformându-se în compuși de crom (VI).
^ 17.5. Cromati si bicromati
Acizii cromici formează două serii de compuși: cromații - așa-numitele săruri ale acidului cromic și dicromații - așa-numitele săruri ale acidului dicromic. Cromații sunt colorați în galben (culoarea ionului cromat CrO 2-4), dicromații sunt colorați în portocaliu (culoarea ionului dicromat Cr 2 O 2-7) .
Cromații și dicromații se disociază, formând ioni de cromat și respectiv dicromat:
K 2 CrO 4 2K + +CrO 2- 4
K 2 Cr 2 O 7 2K + +Cr 2 O 2- 7
Cromații se obțin prin reacția CrO 3 cu alcalii:
CrO3+2NaOH=Na2Cr04+H2O
Dicromații se formează prin adăugarea de acizi la cromați:
2Na 2 CrO 4 +H 2 SO 4 =Na 2 Cr 2 O 7 +Na 2 SO 4 + H 2 O
Tranziția inversă este, de asemenea, posibilă atunci când se adaugă alcali la soluții de dicromați:
Na2Cr2O7 +2NaOH=2Na2CrO4+H2O
Astfel, în soluțiile acide există predominant dicromații (ele colorează soluția în portocaliu), iar în soluțiile alcaline există cromații (soluțiile galbene). Echilibrul în sistemul cromat-dicromat poate fi reprezentat prin următoarea ecuație în formă ionică redusă:
2CrO 2- 4 +2H + Cr 2 O 2- 7 +H 2 O Cr 2 O 2- 7 +2OH - 2CrO 2- 4 +H 2 O
Sărurile acizilor cromici într-un mediu acid sunt agenți oxidanți puternici. Ele sunt de obicei reduse la compuși de crom (III), de exemplu:
Aplicație
Compușii cromului (VI) sunt foarte toxici: afectează pielea, tractul respirator și provoacă inflamarea ochilor. În laboratoare, un amestec de crom este adesea folosit pentru spălarea sticlei chimice.
Care constă din volume egale dintr-o soluție apoasă saturată de K 2 Cr 2 O 7 și H 2 SO 4 concentrat.
Cromații de sodiu și potasiu solubili în apă sunt utilizați în producția de textile și piele ca conservanți ai lemnului. Cromații insolubili ai unor metale sunt vopsele artistice excelente. Acestea sunt coroane galbene (PbCrO 4, |ZnCrO 4, SrCrO 4) și coroane roșii de plumb-molibden (conține PbCrO 4 și MoCrO 4) și multe altele. SnCrO 4 este renumit pentru bogăția sa de nuanțe - de la roz-roșu la violet, folosit în pictura pe porțelan.
Cromul este un element chimic cu număr atomic 24. Este un metal dur, strălucitor, de culoare gri-oțel, care se lustruiește bine și nu se pătează. Folosit în aliaje precum oțelul inoxidabil și ca acoperire. Corpul uman necesită cantități mici de crom trivalent pentru a metaboliza zahărul, dar Cr(VI) este foarte toxic.
Diferiți compuși ai cromului, cum ar fi oxidul de crom (III) și cromatul de plumb, sunt viu colorați și utilizați în vopsele și pigmenți. Culoarea roșie a rubinului se datorează prezenței acestui element chimic. Unele substanțe, în special sodiul, sunt agenți oxidanți folosiți pentru oxidarea compușilor organici și (împreună cu acidul sulfuric) pentru curățarea sticlei de laborator. În plus, oxidul de crom (VI) este utilizat în producția de bandă magnetică.
Descoperire și etimologie
Istoria descoperirii elementului chimic crom este următoarea. În 1761, Johann Gottlob Lehmann a găsit un mineral roșu portocaliu în Munții Urali și l-a numit „plumb roșu siberian”. Deși a fost identificat în mod eronat ca un compus de plumb cu seleniu și fier, materialul a fost de fapt cromat de plumb cu formula chimică PbCrO 4 . Astăzi este cunoscut sub numele de croconte mineral.
În 1770, Peter Simon Pallas a vizitat locul unde Lehmann a găsit mineralul roșu de plumb, care avea proprietăți foarte utile ca pigment în vopsele. Utilizarea plumbului roșu siberian ca vopsea s-a dezvoltat rapid. În plus, culoarea galben strălucitor a crocontului a devenit la modă.
În 1797, Nicolas-Louis Vauquelin a obținut probe de roșu, amestecând croconte cu acid clorhidric, a obținut oxid de CrO 3 . Cromul a fost izolat ca element chimic în 1798. Vauquelin a obținut-o prin încălzirea oxidului cu cărbune. De asemenea, a putut detecta urme de crom în pietre prețioase precum rubinul și smaraldul.
În anii 1800, Cr a fost folosit în principal în coloranți și săruri de bronzare. Astăzi, 85% din metal este folosit în aliaje. Restul este utilizat în industria chimică, refractară și turnătorie.
Pronunțarea elementului chimic crom corespunde grecului χρῶμα, adică „culoare”, datorită varietății de compuși colorați care se pot obține din acesta.
Exploatare și producție
Elementul este produs din cromit (FeCr 2 O 4). Aproximativ jumătate din minereul mondial este extras în Africa de Sud. În plus, Kazahstanul, India și Turcia sunt producătorii săi principali. Există suficiente zăcăminte explorate de cromit, dar din punct de vedere geografic ele sunt concentrate în Kazahstan și Africa de Sud.
Depozitele de crom metal nativ sunt rare, dar ele există. De exemplu, este extras la mina Udachnaya din Rusia. Este bogat în diamante, iar mediul reducător a ajutat la producerea de crom pur și diamante.
Pentru producția industrială de metale, minereurile de cromit sunt tratate cu alcalii topite (sodă caustică, NaOH). În acest caz, se formează cromat de sodiu (Na2CrO4), care este redus cu carbon la oxidul Cr2O3. Metalul este produs prin încălzirea oxidului în prezența aluminiului sau siliciului.
În 2000, aproximativ 15 milioane de tone de minereu de cromit au fost extrase și prelucrate în 4 milioane de tone de ferocrom, un aliaj crom-fier de 70%, cu o valoare de piață de aproximativ 2,5 miliarde de dolari.
Principalele caracteristici
Caracteristicile elementului chimic crom se datorează faptului că este un metal de tranziție din perioada a patra a tabelului periodic și se află între vanadiu și mangan. Inclus în grupa VI. Se topește la o temperatură de 1907 °C. În prezența oxigenului, cromul formează rapid un strat subțire de oxid, care protejează metalul de interacțiunea ulterioară cu oxigenul.
Ca element de tranziție, reacționează cu substanțe în proporții diferite. Astfel, formează compuși în care are diferite stări de oxidare. Cromul este un element chimic cu stările de bază +2, +3 și +6, dintre care +3 este cel mai stabil. În plus, în cazuri rare se observă condițiile +1, +4 și +5. Compușii cromului în starea de oxidare +6 sunt agenți oxidanți puternici.
Ce culoare este cromul? Elementul chimic dă nuanța rubin. Cr 2 O 3 folosit pentru este, de asemenea, folosit ca pigment numit verde crom. Sărurile sale colorează sticla verde smarald. Cromul este elementul chimic a cărui prezență face rubinele roșii. Prin urmare, este utilizat în producția de rubine sintetice.
Izotopi
Izotopii cromului au greutăți atomice cuprinse între 43 și 67. De obicei, acest element chimic constă din trei forme stabile: 52 Cr, 53 Cr și 54 Cr. Dintre acestea, 52 Cr este cel mai comun (83,8% din tot cromul natural). În plus, au fost descriși 19 radioizotopi, dintre care cel mai stabil este 50 Cr cu un timp de înjumătățire care depășește 1,8x10 17 ani. 51 Cr are un timp de înjumătățire de 27,7 zile, iar pentru toți ceilalți izotopi radioactivi nu depășește 24 de ore, iar pentru majoritatea durează mai puțin de un minut. Elementul are, de asemenea, două meta stări.
Izotopii de crom din scoarța terestră, de regulă, însoțesc izotopii de mangan, care este utilizat în geologie. 53 Cr se formează în timpul dezintegrarii radioactive de 53 Mn. Raportul izotopului Mn/Cr întărește alte indicii despre istoria timpurie a Sistemului Solar. Modificările raporturilor 53 Cr/52 Cr și Mn/Cr de la diferiți meteoriți demonstrează că noi nuclee atomice au fost create chiar înainte de formarea Sistemului Solar.
Element chimic crom: proprietăți, formula compușilor
Oxidul de crom (III) Cr 2 O 3, cunoscut și sub denumirea de sesquioxid, este unul dintre cei patru oxizi ai acestui element chimic. Se obține din cromit. Compusul de culoare verde este denumit în mod obișnuit „verde crom” atunci când este utilizat ca pigment pentru smalț și pictură pe sticlă. Oxidul se poate dizolva în acizi, formând săruri și în alcalii topiți - cromiți.
Bicromat de potasiu
K 2 Cr 2 O 7 este un agent oxidant puternic și este preferat ca mijloc de curățare a sticlei de laborator de materia organică. În acest scop se folosește soluția sa saturată, uneori însă se înlocuiește cu bicromat de sodiu, pe baza solubilității mai mari a acestuia din urmă. În plus, poate regla procesul de oxidare al compușilor organici, transformând alcoolul primar în aldehidă și apoi în dioxid de carbon.
Bicromatul de potasiu poate provoca dermatită cu crom. Cromul este probabil să provoace sensibilizare care duce la dezvoltarea dermatitei, în special a mâinilor și antebrațelor, care este cronică și greu de vindecat. Ca și alți compuși Cr(VI), dicromatul de potasiu este cancerigen. Trebuie manipulat cu mănuși și echipament de protecție adecvat.
Acidul cromic
Compusul are structura ipotetică H2CrO4. În natură nu apar nici acizii cromici, nici dicromici, dar anionii lor se găsesc în diferite substanțe. „Acidul cromic” care poate fi găsit la vânzare este de fapt anhidrida sa acidă - trioxidul CrO 3 .
Cromat de plumb(II).
PbCrO 4 are o culoare galben strălucitor și este practic insolubil în apă. Din acest motiv, și-a găsit utilizare ca pigment colorant numit galben coroană.
Cr și legătura pentavalentă
Cromul se distinge prin capacitatea sa de a forma legături pentavalente. Compusul este creat de Cr(I) și un radical de hidrocarbură. Între doi atomi de crom se formează o legătură pentavalentă. Formula sa poate fi scrisă ca Ar-Cr-Cr-Ar, unde Ar reprezintă o grupare aromatică specifică.
Aplicație
Cromul este un element chimic ale cărui proprietăți i-au oferit numeroase utilizări diferite, dintre care unele sunt enumerate mai jos.
Oferă metalelor rezistență la coroziune și o suprafață lucioasă. Prin urmare, cromul este inclus în aliaje precum oțelul inoxidabil, folosit, de exemplu, în tacâmuri. De asemenea, este folosit pentru cromare.
Cromul este un catalizator pentru diferite reacții. Se folosește la fabricarea matrițelor pentru arderea cărămizilor. Sărurile sale sunt folosite pentru a bronza pielea. Bicromatul de potasiu este utilizat pentru oxidarea compușilor organici precum alcoolii și aldehidele, precum și pentru curățarea sticlei de laborator. Servește ca agent de fixare pentru vopsirea țesăturilor și este, de asemenea, utilizat în fotografie și imprimare foto.
CrO 3 este folosit pentru a face benzi magnetice (de exemplu, pentru înregistrarea audio), care au caracteristici mai bune decât filmele cu oxid de fier.
Rolul în biologie
Cromul trivalent este un element chimic necesar pentru metabolismul zahărului în corpul uman. În schimb, Cr hexavalent este foarte toxic.
Masuri de precautie
Cromul metalic și compușii Cr(III) nu sunt în general considerați un pericol pentru sănătate, dar substanțele care conțin Cr(VI) pot fi toxice dacă sunt ingerate sau inhalate. Majoritatea acestor substanțe sunt iritante pentru ochi, piele și mucoase. Cu expunerea cronică, compușii de crom (VI) pot provoca leziuni oculare dacă nu sunt tratați corespunzător. În plus, este un cancerigen recunoscut. Doza letală a acestui element chimic este de aproximativ o jumătate de linguriță. Conform recomandărilor Organizației Mondiale a Sănătății, concentrația maximă admisă de Cr (VI) în apa potabilă este de 0,05 mg pe litru.
Deoarece compușii de crom sunt utilizați în coloranți și pentru a tăbăci pielea, aceștia se găsesc adesea în sol și în apele subterane din siturile industriale abandonate care necesită curățare și remediere a mediului. Primerul care conține Cr(VI) este încă utilizat pe scară largă în industria aerospațială și auto.
Proprietățile elementului
Principalele proprietăți fizice ale cromului sunt următoarele:
- Număr atomic: 24.
- Greutate atomică: 51.996.
- Punct de topire: 1890 °C.
- Punct de fierbere: 2482 °C.
- Stare de oxidare: +2, +3, +6.
- Configurație electronică: 3d 5 4s 1.
Cromul este un element din subgrupul lateral al grupei a 6-a din perioada a 4-a a sistemului periodic de elemente chimice al lui D.I. Mendeleev, cu număr atomic 24. Este desemnat prin simbolul Cr (lat. Crom). Substanța simplă cromul este un metal dur de culoare alb-albăstruie.
Proprietățile chimice ale cromului
În condiții normale, cromul reacționează numai cu fluor. La temperaturi ridicate (peste 600°C) interactioneaza cu oxigenul, halogenii, azotul, siliciul, borul, sulful, fosforul.
4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3
2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3
2Cr + N 2 – t° → 2CrN
2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3
Când este încălzit, reacţionează cu vaporii de apă:
2Cr + 3H2O → Cr2O3 + 3H2
Cromul se dizolvă în acizi puternici diluați (HCl, H2SO4)
În absenţa aerului se formează sărurile Cr 2+, iar în aer se formează sărurile Cr 3+.
Cr + 2HCI → CrCI2 + H2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
Prezența unui film protector de oxid pe suprafața metalului explică pasivitatea acestuia în raport cu soluțiile concentrate de acizi - oxidanți.
Compuși ai cromului
Oxid de crom (II).și hidroxidul de crom (II) sunt bazici în natură.
Cr(OH)2 + 2HCI → CrCI2 + 2H2O
Compușii cromului (II) sunt agenți reducători puternici; se transformă în compuși de crom (III) sub influența oxigenului atmosferic.
2CrCl2 + 2HCl → 2CrCl3 + H2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
oxid de crom (III) Cr2O3 este o pulbere verde, insolubilă în apă. Poate fi obținut prin calcinarea hidroxidului de crom (III) sau a bicromaților de potasiu și amoniu:
2Cr(OH) 3 – t° → Cr 2 O 3 + 3H 2 O
4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (reacția vulcanului)
Oxid amfoter. Când Cr 2 O 3 este fuzionat cu alcalii, sodă și săruri acide, se obțin compuși de crom cu o stare de oxidare de (+3):
Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
Atunci când sunt fuzionați cu un amestec de alcali și agent de oxidare, compușii de crom se obțin în starea de oxidare (+6):
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
Hidroxid de crom (III) C r (OH)3. Hidroxid amfoter. Gri-verde, se descompune la încălzire, pierzând apă și formând verde metahidroxid CrO(OH). Nu se dizolvă în apă. Precipită din soluție sub formă de hidrat gri-albastru și verde-albăstrui. Reacționează cu acizi și alcalii, nu interacționează cu hidratul de amoniac.
Are proprietăți amfotere - se dizolvă atât în acizi, cât și în alcalii:
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZN + = Cr 3+ + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (conc.) = [Cr(OH) 6 ] 3-
Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (verde) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)
Cr(OH)3 →(120 o C – H 2 O) CrO(OH) →(430-1000 0 C –H 2 O) Cr2O3
2Cr(OH) 3 + 4NaOH (conc.) + ZN 2 O 2 (conc.) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0
Chitanță: precipitare cu hidrat de amoniac dintr-o soluție de săruri de crom(III):
Cr3+ + 3(NH3H20) = CUr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (în exces alcalin - precipitatul se dizolvă)
Sărurile de crom (III) au o culoare violet sau verde închis. Proprietățile lor chimice seamănă cu sărurile incolore de aluminiu.
Compușii Cr(III) pot prezenta atât proprietăți oxidante, cât și reducătoare:
Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2
2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4
Compuși ai cromului hexavalent
Oxid de crom (VI). CrO 3 - cristale roșii strălucitoare, solubile în apă.
Obținut din cromat (sau dicromat) de potasiu și H2S04 (conc.).
K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
CrO 3 este un oxid acid, cu alcalii formează cromați galbeni CrO 4 2-:
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
Într-un mediu acid, cromații se transformă în dicromați portocalii Cr 2 O 7 2-:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Într-un mediu alcalin, această reacție are loc în direcția opusă:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Bicromatul de potasiu este un agent oxidant într-un mediu acid:
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
Cromat de potasiu K2 Cr O 4 . Oxosol. Galben, nehigroscopic. Se topește fără descompunere, stabilă termic. Foarte solubil in apa ( galben culoarea soluţiei corespunde ionului CrO 4 2-), hidrolizează uşor anionul. Într-un mediu acid se transformă în K 2 Cr 2 O 7 . Agent oxidant (mai slab decât K 2 Cr 2 O 7). Intră în reacții de schimb ionic.
Reacție calitativă pe ionul CrO 4 2- - precipitarea unui precipitat galben de cromat de bariu, descompunându-se în mediu puternic acid. Este folosit ca mordant pentru vopsirea țesăturilor, agent de tăbăcire a pielii, agent de oxidare selectivă și reactiv în chimia analitică.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
2K2CrO4+H2SO4(30%)= K2Cr2O7+K2SO4+H2O
2K 2 CrO 4 (t) +16HCl (concentrație, orizont) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl
2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH
2K2CrO4+8H2O+3K2S=2K[Cr(OH)6]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4 (roșu) ↓
Reacție calitativă:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓
2BaCrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O
Chitanță: sinterizarea cromitului cu potasiu în aer:
4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)
Bicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7 . Oxosol. Denumirea tehnică vârf cromat. Roșu portocaliu, nehigroscopic. Se topește fără descompunere și se descompune la încălzire suplimentară. Foarte solubil in apa ( portocale Culoarea soluției corespunde ionului Cr 2 O 7 2-. Într-un mediu alcalin formează K 2 CrO 4 . Un agent oxidant tipic în soluție și în timpul fuziunii. Intră în reacții de schimb ionic.
Reacții calitative- colorarea albastră a unei soluţii eterice în prezenţa H 2 O 2, colorarea albastră a unei soluţii apoase sub acţiunea hidrogenului atomic.
Se folosește ca agent de tăbăcire a pielii, mordant pentru vopsirea țesăturilor, component al compozițiilor pirotehnice, reactiv în chimia analitică, inhibitor de coroziune a metalelor, amestecat cu H 2 SO 4 (conc.) - pentru spălarea vaselor chimice.
Ecuațiile celor mai importante reacții:
4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 14HCl (conc) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (fierbe)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O („amestec de crom”)
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (conc) =H 2 O+2K 2 CrO 4
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6I - \u003d 2Cr 3+ + 3I 2 ↓ + 7H 2 O
Cr 2 O 7 2- + 2H + + 3SO 2 (g) \u003d 2Cr 3+ + 3SO 4 2- + H 2 O
Cr 2 O 7 2- + H 2 O + 3H 2 S (g) \u003d 3S ↓ + 2OH - + 2Cr 2 (OH) 3 ↓
Cr 2 O 7 2- (conc) + 2Ag + (razb.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (deci roșu) ↓
Cr 2 O 7 2- (razb.) + H 2 O + Pb 2+ \u003d 2H + + 2PbCrO 4 (roșu) ↓
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 6HCl + 8H 0 (Zn) \u003d 2CrCl 2 (syn) + 7H 2 O + 2KCl
Chitanță: tratarea K 2 CrO 4 cu acid sulfuric:
2K2Cr04 + H2S04 (30%) = K 2Cr 2 O 7 + K2S04 + H2O
1) Oxid de crom (III).
Oxidul de crom poate fi obținut:
Descompunerea termică a dicromatului de amoniu:
(NH 4 ) 2 C 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Reducerea dicromatului de potasiu cu carbon (cocs) sau sulf:
2K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2
K 2 Cr 2 O 7 + S Cr 2 O 3 + K 2 SO 4
Oxidul de crom (III) are proprietăți amfotere.
Oxidul de crom (III) formează săruri cu acizi:
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
Când oxidul de crom (III) este fuzionat cu oxizi, hidroxizi și carbonați ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase, se formează cromați (III) (cromiți):
Сr 2 O 3 + Ba(OH) 2 Ba(CrO 2) 2 + H 2 O
Сr 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaCrO 2 + CO 2
Cu topituri alcaline de agenți oxidanți – cromați (VI) (cromați)
Cr 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O
Cr 2 O 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 5H 2 O
Cr 2 O 3 + O 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O
Cr 2 O 3 + 3O 2 + 4Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Сr 2 O 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2 CO 3 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 + 3NaNO 2
Cr 2 O 3 + KClO 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + KCl + 2CO 2
2) Hidroxid de crom (III).
Hidroxidul de crom (III) are proprietăți amfotere.
2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O
2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O
3) Săruri de crom (III).
2CrCl 3 + 3Br 2 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 6KCl + 8H 2 O
2CrCl 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Br 2 + 16NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6KMnO 4 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6K 2 MnO 4 + 3K 2 SO 4 + 8H 2O.
2Na 3 + 3Br 2 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O
2K 3 + 3Br 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O
2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O
Cr 2 S 3 + 30HNO 3 (conc.) = 2Cr(NO 3) 3 + 3H 2 SO 4 + 24NO 2 + 12H 2 O
2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2
Cromații (III) reacționează ușor cu acizii:
NaCrO 2 + HCl (deficit) + H 2 O = Cr(OH) 3 + NaCl
NaCrO 2 + 4HCl (exces) = CrCl 3 + NaCl + 2H 2 O
K 3 + 3CO 2 = Cr(OH) 3 ↓ + 3NaHCO 3
În soluție, ele suferă hidroliză completă
NaCrO 2 + 2H 2 O = Cr(OH) 3 ↓ + NaOH
Majoritatea sărurilor de crom sunt foarte solubile în apă, dar sunt ușor hidrolizate:
Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +
СrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl
Sărurile formate din cationi de crom (III) și un anion al unui acid slab sau volatil sunt complet hidrolizate în soluții apoase:
Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Compuși ai cromului (VI).
1) Oxid de crom (VI).
Oxid de crom (VI). Foarte otravitor!
Oxidul de crom (VI) poate fi obținut prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra cromaților sau dicromaților uscați:
Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O
Oxid acid care interacționează cu oxizi bazici, baze, apă:
CrO 3 + Li 2 O → Li 2 CrO 4
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
Cr03 + H20 = H2Cr04
2CrO3 + H2O = H2Cr2O7
Oxidul de crom (VI) este un agent oxidant puternic: oxidează carbonul, sulful, iodul, fosforul, transformându-se în oxid de crom (III).
4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.
4CrO 3 + 3S = 2Cr 2 O 3 + 3SO 2
Oxidarea sărurilor:
2CrO 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 3K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Oxidarea compușilor organici:
4CrO 3 + C 2 H 5 OH + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 2 + 2CO 2 + 9H 2 O
Agenții oxidanți puternici sunt sărurile acizilor cromici - cromații și dicromații. Produșii de reducere ai căror produse sunt derivați de crom (III).
Într-un mediu neutru, se formează hidroxidul de crom (III):
K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2KOH
2K 2 CrO 4 + 3(NH 4) 2 S + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 6NH 3 + 4KOH
În alcaline – hidroxocromați (III):
2K 2 CrO 4 + 3NH 4 HS + 5H 2 O + 2KOH = 3S + 2K 3 + 3NH 3 H 2 O
2Na 2 CrO 4 + 3SO 2 + 2H 2 O + 8NaOH = 2Na 3 + 3Na 2 SO 4
2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 S + 8H 2 O = 3S + 2Na 3 + 4NaOH
În săruri acide – crom (III):
3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O
8K 2 Cr 2 O 7 + 3Ca 3 P 2 + 64HCl = 3Ca 3 (PO 4) 2 + 16CrCl 3 + 16KCl + 32H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3KNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3KNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 7H 2 O + 2KCl
K 2 Cr 2 O 7 + 3SO 2 + 8HCl = 2KCl + 2CrCl 3 + 3H 2 SO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + 16HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 8H 2 O + 4KCl
Produsul de recuperare în diverse medii poate fi reprezentat schematic:
Precipitat de H20Cr(OH)3 gri-verde
K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)
OH - 3 - soluție verde smarald
K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ soluție albastru-violet
Sărurile acidului cromic - cromații - sunt galbene, iar sărurile acidului dicromic - dicromații - sunt portocalii. Prin schimbarea reacției soluției, este posibil să se realizeze transformarea reciprocă a cromaților în dicromați:
2K 2 CrO 4 + 2HCl (dif.) = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 O + CO 2 \u003d K 2 Cr 2 O 7 + KHCO 3
mediu acid
2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O
mediu alcalin
Crom. Compușii cromului.
1. Sulfura de crom (III) a fost tratată cu apă, în timp ce a fost eliberat gaz și a rămas o substanță insolubilă. La această substanță s-a adăugat o soluție de sodă caustică și s-a trecut clor gazos, în timp ce soluția a căpătat o culoare galbenă. Soluția a fost acidulată cu acid sulfuric, ca urmare, culoarea s-a schimbat în portocaliu; gazul eliberat în timpul tratării sulfurei cu apă a fost trecut prin soluția rezultată, iar culoarea soluției s-a schimbat în verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
2. După încălzirea scurtă a unei substanțe pulverulente necunoscute a unei substanțe portocalii, o substanță de culoare portocalie începe o reacție spontană, care este însoțită de o schimbare a culorii în verde, eliberarea de gaz și scântei. Reziduul solid a fost amestecat cu hidroxid de potasiu și încălzit, substanța rezultată a fost adăugată la o soluție diluată de acid clorhidric și s-a format un precipitat verde, care se dizolvă în exces de acid. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
3. Două săruri transformă flacăra în violet. Una dintre ele este incoloră și, atunci când este ușor încălzită cu acid sulfuric concentrat, lichidul în care se dizolvă cuprul este distilat; ultima transformare este însoțită de eliberarea de gaz maro. Când se adaugă o a doua sare a unei soluții de acid sulfuric în soluție, culoarea galbenă a soluției se schimbă în portocaliu, iar când soluția rezultată este neutralizată cu alcali, culoarea inițială este restabilită. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
4. Hidroxidul de crom trivalent a fost tratat cu acid clorhidric. La soluția rezultată s-a adăugat potasiu, precipitatul care s-a format s-a separat și s-a adăugat la o soluție concentrată de hidroxid de potasiu, ca urmare a căreia precipitatul s-a dizolvat. După adăugarea în exces de acid clorhidric, s-a obținut o soluție verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
5. Când s-a adăugat acid clorhidric diluat la soluția de sare galbenă, care colorează violetul de flacără, culoarea s-a schimbat în roșu-portocaliu. După neutralizarea soluției cu alcali concentrat, culoarea soluției a revenit la culoarea inițială. Când se adaugă clorură de bariu la amestecul rezultat, se formează un precipitat galben. Precipitatul a fost filtrat şi s-a adăugat o soluţie de azotat de argint la filtrat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
6. Soda a fost adăugată la soluția de sulfat de crom trivalent. Precipitatul rezultat a fost separat, transferat într-o soluţie de hidroxid de sodiu, brom a fost adăugat şi încălzit. După neutralizarea produșilor de reacție cu acid sulfuric, soluția capătă o culoare portocalie, care dispare după trecerea dioxidului de sulf prin soluție. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
7) Pulberea de sulfură de crom (III) a fost tratată cu apă. Precipitatul cenușiu-verde rezultat a fost tratat cu apă cu clor în prezență de hidroxid de potasiu. La soluția galbenă rezultată a fost adăugată o soluție de sulfit de potasiu și s-a format din nou un precipitat gri-verde, care a fost calcinat până când masa a fost constantă. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
8) Pulberea de sulfură de crom (III) a fost dizolvată în acid sulfuric. În același timp, s-a eliberat gaz și s-a format o soluție. La soluția rezultată a fost adăugat un exces de soluție de amoniac și gazul a fost trecut printr-o soluție de azotat de plumb. Precipitatul negru rezultat a devenit alb după tratarea cu peroxid de hidrogen. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
9) Bicromat de amoniu descompus la încălzire. Produsul solid de descompunere a fost dizolvat în acid sulfuric. La soluţia rezultată s-a adăugat o soluţie de hidroxid de sodiu până la formarea unui precipitat. După adăugarea suplimentară de hidroxid de sodiu la precipitat, acesta s-a dizolvat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
10) Oxidul de crom (VI) a reacţionat cu hidroxidul de potasiu. Substanța rezultată a fost tratată cu acid sulfuric și din soluția rezultată a fost izolată o sare portocalie. Această sare a fost tratată cu acid bromhidric. Substanța simplă rezultată a reacționat cu hidrogen sulfurat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
11. Cromul a fost ars în clor. Sarea rezultată a reacţionat cu o soluţie care conţine peroxid de hidrogen şi hidroxid de sodiu. La soluția galbenă rezultată s-a adăugat acid sulfuric în exces, iar culoarea soluției s-a schimbat în portocaliu. Când oxidul de cupru (I) a reacționat cu această soluție, culoarea soluției a devenit albastru-verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
12. Azotat de sodiu a fost fuzionat cu oxid de crom (III) în prezența carbonatului de sodiu. Gazul eliberat a reacţionat cu un exces de soluţie de hidroxid de bariu, formând un precipitat alb. Precipitatul s-a dizolvat într-un exces de soluţie de acid clorhidric şi s-a adăugat azotat de argint la soluţia rezultată până când s-a oprit precipitarea. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
13. Potasiul a fost fuzionat cu sulf. Sarea rezultată a fost tratată cu acid clorhidric. Gazul eliberat a fost trecut printr-o soluție de dicromat de potasiu în acid sulfuric. substanţa galbenă precipitată a fost filtrată şi topită cu aluminiu. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
14. Cromul a fost ars într-o atmosferă de clor. S-a adăugat hidroxid de potasiu prin picurare la sarea rezultată până când precipitarea a încetat. Precipitatul rezultat a fost oxidat cu peroxid de hidrogen în hidroxid de sodiu și evaporat. La reziduul solid rezultat s-a adăugat un exces de soluţie fierbinte de acid clorhidric concentrat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
Crom. Compușii cromului.
1) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 3S↓ + 7H 2 O
2) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Cr2O3 + 2KOH 2KCrO2 + H2O
KCrO 2 + H 2 O + HCl = KCl + Cr(OH) 3 ↓
Cr(OH)3 + 3HCI = CrCI3 + 3H2O
3) KNO 3 (tv.) + H 2 SO 4 (conc.) HNO 3 + KHSO 4
4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
4) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
2CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl
Cr(OH)3 + 3KOH = K3
K 3 + 6HCl = CrCl 3 + 3KCl + 6H 2 O
5) 2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = BaCrO 4 ↓ + 2 KCl
KCl + AgNO3 = AgCl↓ + KNO3
6) Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4
2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O
7) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 8H 2 O
2K 2 CrO 4 + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 2 + 3K 2 SO 4 + 4KOH
2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O
8) Cr 2 S 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3(NH 4) 2 SO 4
H2S + Pb(N03)2 = PbS + 2HNO3
PbS + 4H2O2 = PbS04 + 4H20
9) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3
10) CrO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (diluat) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr = 3Br 2 + 2CrBr 3 + 7H 2 O + 2KBr
Br2 + H2S = S + 2HBr
11) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2CrCl 3 + 10NaOH + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + 3Cu 2 O + 10H 2 SO 4 = 6CuSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 10H 2 O
12) 3NaNO 3 + Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 2CO 2
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O
BaCO3 + 2HCI = BaCl2 + CO2 + H2O
BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Ba(NO 3) 2
13) 2K + S = K 2 S
K2S + 2HCI = 2KCI + H2S
3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
3S + 2Al = Al2S3
14) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
CrCl 3 + 3KOH = 3KCl + Cr(OH) 3 ↓
2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O
2K 2 CrO 4 + 16HCl = 2CrCl 3 + 4KCl + 3Cl 2 + 8H 2 O
Nemetale.
Grupa IV A (carbon, siliciu).
Carbon. Compuși de carbon.
I. Carbon.
Carbonul poate prezenta atât proprietăți reducătoare, cât și oxidante. Carbonul prezintă proprietăți reducătoare cu substanțe simple formate din nemetale cu o valoare de electronegativitate mai mare în comparație cu acesta (halogeni, oxigen, sulf, azot), precum și cu oxizi metalici, apă și alți agenți oxidanți.
Când este încălzit cu exces de aer, grafitul arde pentru a forma monoxid de carbon (IV):
atunci când există o lipsă de oxigen, puteți obține CO
Carbonul amorf reacționează cu fluorul chiar și la temperatura camerei.
C + 2F 2 = CF 4
Când este încălzit cu clor:
C + 2Cl 2 = CCl 4
Cu o încălzire mai puternică, carbonul reacționează cu sulful și siliciul:
Sub acțiunea unei descărcări electrice, carbonul se combină cu azotul, formând diacina:
2C + N 2 → N ≡ C – C ≡ N
În prezența unui catalizator (nichel) și la încălzire, carbonul reacționează cu hidrogenul:
C + 2H2 = CH4
Cu apa, cocsul fierbinte formează un amestec de gaze:
C + H20 = CO + H2
Proprietățile reducătoare ale carbonului sunt utilizate în pirometalurgie:
C + CuO = Cu + CO
Când este încălzit cu oxizi de metale active, carbonul formează carburi:
3C + CaO = CaC2 + CO
9C + 2Al2O3 = Al4C3 + 6CO
2C + Na2SO4 = Na2S + CO2
2C + Na2CO3 = 2Na + 3CO
Carbonul este oxidat de agenți oxidanți puternici precum acizii sulfuric și azotic concentrați și alți agenți oxidanți:
C + 4HNO 3 (conc.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 (conc.) = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
3C + 8H 2 SO 4 + 2K 2 Cr 2 O 7 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CO 2 + 8H 2 O
În reacțiile cu metale active, carbonul prezintă proprietățile unui agent oxidant. În acest caz, se formează carburi:
4C + 3Al = Al4C3
Carburele suferă hidroliză, formând hidrocarburi:
Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4
CaC2 + 2H20 = Ca(OH)2 + C2H2
