Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.

Узнать больше...

Главная страница Шпаргалки
Решение задач Эксклюзивные фото по химии
Сочинения (более 4000) Юмор из жизни учащихся
Вернуться в раздел "Учебные материалы"

Химия

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

16. Хром

Свойства 24Cr.

Атомная масса

51,99

кларк, ат.%

(распространненость в природе)

6×10-3

Электронная конфигурация*

Агрегатное состояние

(н. у.).

твердое вещество

0,125

Цвет

серебристо-белый

0,035

1903

Энергия ионизации

6,764

2642

Относительная электроотрицательность

1,6

Плотность

7,2

Возможные степени окисления

+1 ¸ +6

Стандартный электродный потенциал

+0,29

*Приведена конфигурация внешних электронных уровней атома элемента. Конфигурация остальных электронных уровней совпадает с таковой для благородного газа, завершающего предыдущий период и указанного в скобках.

Нахождение в природе. Хром встречается в виде соединений в различных минералах. Наиболее распространен минерал хромит, или хромистый железняк FeCr2O4, богатые месторождения которого имеются на Урале и в Казахстане. Хром обнаружен на Солнце, звездах и в метеоритах.

Получение. Металлический хром получают восстановлением оксида хрома (III) при нагревании с алюминием:

Металлический хром получают также электролизом водных растворов соединений хрома.

Физические свойства. Хром — серовато-белый блестящий металл. Из металлов он самый твердый, его плотность 7,2 г/см3, Tпл. 1855° С. Природный хром состоит из смеси пяти изотопов с массовыми числами 50, 52, 53, 54 и 56. Радиоактивные изотопы получены искусственно.

Как и все d-элементы, хром обладает рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к образованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений.

Химические свойства. При высоких температурах хром горит в кислороде с образованием Сr2O3, в раскаленном состоянии он реагирует с парами воды:

при нагревании с галогенами хром образует галогениды состава СrНаl3.

В азотной и концентрированной серной кислотах хром не растворяется, так как его оксидная пленка упрочняется, т. е. хром переходит в пассивное состояние.

Хром пассивируется холодными концентрированными Н2SO4 и HNO3. Однако при сильном нагревании эти кислоты растворяют хром:

Пассивацию хрома можно устранить очисткой поверхности металла.

Хром растворяется при обычной температуре в разбавленных кислотах (НСl, HBr, HI, H2SO4) с выделением водорода. В этих случаях в отсутствие воздуха образуются соли Сr2+, а на воздухе — соли Сr3+.

При высокой температуре хром горит в кислороде, образуя оксид Сr2О3.

Металлический хром при нагревании реагирует также с галогенами, галогеноводородами, серой, азотом, фосфором, углем, кремнием и бором. Например:

Хром образует три оксида: СrО, Сr2O3 и СrO3.

Оксид хрома (II) СrО — пирофорный черный порошок (пирофорность — способность в тонкораздробленном состоянии воспламеняться на воздухе). Получается окислением амальгамы хрома кислородом воздуха. Растворяется в разбавленной соляной кислоте:

На воздухе при нагревании выше 100° С оксид хрома (II) превращается в оксид хрома (III).

Соли хрома (II). По своим химическим свойствам соли Cr2+ похожи на соли Fe2+. Обрабатывая их растворы щелочами в отсутствие кислорода, можно получить желтый осадок гидроксида хрома (II):

который обладает типичными основными свойствами. Является восстановителем. При прокаливании Cr(OH)2 в отсутствие кислорода образуется оксид хрома (II) СrО. При прокаливании на воздухе превращается в Сr2О3.

Все соединения хрома (II) довольно неустойчивы и легко окисляются кислородом воздуха в соединения хрома (III):

Соли хрома (III). Соли трехвалентного хрома сходны с солями алюминия по составу, строению кристаллической решетки и растворимости. В водных растворах катион Сr3+ встречается только в виде гидратированного иона [Сr(H2O)6]3+, который придает раствору фиолетовый цвет (для простоты пишут Сr3+).

При действии щелочей на соли хрома (Ш) выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома (III) — Сr(ОН)3 зеленого цвета:

Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами, растворяясь как в кислотах с образованием солей хрома (III):

так и в щелочах с образованием тетрагидроксихромитов, т. е. солей, в которых Сг3+ входит в состав аниона:

В результате прокаливания Сr(ОН)3 можно получить оксид хрома (III) Сr2О3:

Оксид хрома (III) Сr2O3 тугоплавкий порошок зеленого цвета. По твердости близок к корунду, поэтому его вводят в состав полирующих средств. Получается соединением элементов при высокой температуре.

Сr2О3 представляет собой зеленые кристаллы, практически нерастворимые в воде. Сr2О3 может быть также получен при прокаливании дихроматов калия и аммония:

При сплавлении Cr2O3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения Сг3+, растворимые в воде:

Оксид хрома (VI) — кислотный оксид, ангидрид хромовой H2CrO4 и дихромовой H2Cr2O7 кислот.

Получается при взаимодействии концентрированной серной кислоты с насыщенным раствором дихромата натрия или калия:

СrО3 имеет кислотный характер: легко растворяется в воде, образуя хромовые кислоты. С избытком воды образует хромовую кислоту H2CrO4:

При большой концентрации СrО3 образуется дихромовая кислота H2Cr2O7:

которая при разбавлении переходит в хромовую кислоту:

Хромовые кислоты существуют только в водном растворе. Однако, их соли весьма устойчивы.

СrО3 представляет собой ярко-красные кристаллы, легко растворимые в воде. Сильный окислитель: окисляет иод, серу, фосфор, уголь, превращаясь при этом в Cr2O3. Например:

При нагревании до 250° С разлагается:

Он реагирует со щелочами, образуя желтые хроматы СrO42- :

В кислой среде ион СrO42- превращается в ион Сr2O72- .

В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

В кислой среде дихромат-ион восстанавливается до Сr3+:

Если сопоставить гидроксиды хрома с разной степенью окисления

Сr2+(ОН)2, Сr3+(ОН)3 и Н2Сr6+O4, то легко сделать вывод, что с возрастанием степени окисления основные свойства гидроксидов ослабевают, а кислотные усиливаются.

Сr(ОН)2 проявляет основные свойства, Сr(ОН)3 — амфотерные, а H2CrO4 кислотные.

Хроматы и дихроматы (VI). Наиболее важными соединениями хрома в высшей степени окисления 6+ являются хромат (VI) калия К2СrО4 и дихромат (VI) калия K2Cr2O7.

Хромовые кислоты образуют два ряда солей: хроматы — так называются соли хромовой кислоты, и дихроматы — так называются соли дихромовой кислоты. Хроматы окрашены в желтый цвет (цвет хромат-иона СrO42- ), дихроматы — в оранжевый (цвет дихромат-иона Сr2O72-).

Дихроматы Na2Cr2O7× 2O и K2Cr2O7 называются хромпиками. Они как окислители применяются в кожевенной (дубление кож), лакокрасочной, спичечной и текстильной промышленности. Хромовая смесь — так называется 3%-ный раствор дихромата калия в концентрированной серной кислоте — применяется в химических лабораториях для мытья стеклянной посуды.

Соли хромовых кислот в кислой среде — сильные окислители:

Соединения хрома (III) в щелочной среде играют роль восстановителей. Под действием различных окислителей — Cl2, Br2, H2O2, КмnO4 и др. — они переходят в соединения хрома (IV) — хроматы:

Здесь соединение Cr (III) изображено в форме Na[Cr(OH)4(H2O)2], так как в виде ионов Na+ и [Cr(OH)4(H2O)2]- оно существует в избытке раствора щелочи.

Сильные окислители, такие, как KMnO4, (NH4)2S2O8 в кислой среде переводят соединения Cr (III) в дихроматы:

Таким образом, окислительные свойства последовательно усиливаются с изменением степеней окисления в ряду: Cr2+ ® Cr3+ ® Cr6+ . Соединения Cr (II) — сильные восстановители, легко окисляются, превращаясь в соединения крома. (III). Соединения хрома (VI) — сильные окислители, легко восстанавливаются в соединения хрома (III). Соединения с промежуточной степенью окисления, т. е. соединения хрома (III), могут при взаимодействии с сильными восстановителями проявлять окислительные свойства, переходя в соединения хрома (II), а при взаимодействии с сильными окислителями (например, бромом, KMnO4) проявлять восстановительные свойства, превращаясь в соединения хрома (VI).

Соли хрома (III) весьма разнообразны по окраске: фиолетовые, синие, зеленые, коричневые, оранжевые, красные и черные. Все хромовые кислоты и их соли, а также оксид хрома (VI) ядовиты: поражают кожу, дыхательные пути, вызывают воспаление глаз, поэтому, работая с ними, необходимо соблюдать все меры предосторожности.

 

 

Распорядитель и координатор свадьбы i-svadba.ru.

 

Вы находитесь на сайте Xenoid v2.0:
если вам нужно быстро, подробно и недорого
решить контрольную - обращайтесь. Возможны консультации
онлайн. См. раздел "Решение задач".

 

 

 

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач