Хром — Знание-сила

Хром

ПОДГРУППА ХРОМА

Подгруппа хрома — побочная подгруппа VI группы

Свойства элементов подгруппы хрома

Физические свойства

 Блестящие, сероватого цвета металлы. С увеличением атомного номера растут температуры плавления и кипения.

Вольфрам — самый тугоплавкий из известных металлов.

Химические свойства

В ряду Cr – Mo – W химическая активность падает.

С увеличением степени окисления элементов у их оксидов и гидроксидов закономерно происходит ослабление основных свойств и усиление кислотных. Высшим оксидам RO3 соответствуют кислоты H2RO4.

В том же направлении происходит усиление окислительных свойств соединений.

Хром и его соединения

Получение

  1. Алюминотермия: Cr2O3 + 2Al -> Al2O3 + 2Cr
  2. Восстановлением оксидов оксидом углерода (II).
  3. Электролизом водных растворов соединений хрома.

Химические свойства

При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 600°C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.

4Cr + 3O2  –>  2Cr2O3

2Cr + 3Cl2  –>  2CrCl3

2Cr + N2  –>  2CrN

2Cr + 3S   –t°>  Cr2S3

В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:

2Cr + 3H2O -> Cr2O3 + 3H2

Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H2SO4)

В отсутствии воздуха образуются соли Cr2+, а на воздухе – соли Cr3+.

Cr + 2HCl -> CrCl2 + H2­

2Cr + 6HCl + O2 -> 2CrCl3 + 2H2O + H2­

Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассив-ность по отношению к концентрированным растворам кислот – окислителей.

Соединения хрома

Соединения двухвалентного хрома

Оксид хрома (II) и гидроксид хрома (II) имеют основный характер.

Cr(OH)2 + 2HCl -> CrCl2 + 2H2O

Соединения хрома (II) — сильные восстановители; переходят в соединения хрома (III) под действием кислорода воздуха.

2CrCl2 + 2HCl -> 2CrCl3 + H2­

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O -> 4Cr(OH)3

Соединения трёхвалентного хрома

Оксид хрома (III) Cr2O3 – зелёный, нерастворимый в воде порошок. Может быть получен при прокаливании гидроксида хрома (III) или дихроматов калия и аммония:

2Cr(OH)3  –>  Cr2O3 + 3H2O

4K2Cr2O7  –>  2Cr2O3 + 4K2CrO4 + 3O2­

(NH4)2Cr2O7  –>  Cr2O3 + N2­+ 4H2

Амфотерный оксид. При сплавлении Cr2O3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения хрома со степенью окисления (+3):

Cr2O3 + 2NaOH -> 2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + Na2CO3 -> 2NaCrO2 + CO2­

Cr2O3 + 6KHSO4 -> Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O

При сплавлении со смесью щёлочи и окислителя получают соединения хрома в степени окисления (+6):

2Cr2O3 + 4KOH + KClO3 -> 2K2Cr2O7(дихромат калия) + KCl + 2H2O

Гидроксид хрома (III) Cr(OH)3 — нерастворимое в воде вещество зелёного цвета.

Cr2(SO4)3 + 6NaOH -> 2Cr(OH)3¯ + 3Na2SO4

Обладает амфотерными свойствами — растворяется как в кислотах, так и в щелочах:

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 -> Cr2(SO4)3 + 6H2O

Cr(OH)3 + KOH -> K[Cr(OH)4]

(или, упрощая, Cr(OH)3 + KOH -> KCrO2(хромат калия) + 2H2O)

Соли хрома (III) имеют фиолетовую или тёмно-зелёную окраску. По химическим свойствам напоминают бесцветные соли алюминия.

Соединения Cr (III) могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства:

Zn + 2Cr+3Cl3 -> 2Cr+2Cl2 + ZnCl2

2Cr+3Cl3 + 16NaOH + 3Br2 -> 6NaBr + 6NaCl + 8H2O + 2Na2Cr+6O4

Соединения шестивалентного хрома

Оксид хрома (VI) CrO3 — ярко-красные кристаллы, растворимые в воде.

Получают из хромата (или дихромата) калия и H2SO4(конц.).

K2CrO4 + H2SO4 -> CrO3 + K2SO4 + H2O

K2Cr2O7 + H2SO4 -> 2CrO3 + K2SO4 + H2O

CrO3 — кислотный оксид, со щелочами образует жёлтые хроматы CrO42-:

CrO3 + 2KOH -> K2CrO4 + H2O

В кислой среде хроматы превращаются в оранжевые дихроматы Cr2O72-:

2K2CrO4 + H2SO4 -> K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

K2Cr2O7 + 2KOH -> 2K2CrO4 + H2O

 щелочная среда 
2CrO42- <––––––––––––
––––––––––––>
Cr2O72-
 желтые хроматыкислая среда оранжевые

Все соединения хрома (VI) — сильные окислители.

4CrO3 + 3S -> 3SO2­ + 2Cr2O3

Применение

Хром нашел широкий спектр применения благодаря своей твердости и устойчивости к коррозии. Он используется в основном в трех отраслях промышленности ― металлургической, химической и огнеупорной. Он широко используется для производства нержавеющей стали. Сегодня это очень важный легирующий материал для сталей, дихромат используется также для покрытия металлических поверхностей.

Задачи:

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

a) Cr CrCl3 Cr(OH)3 Cr2(SO4)3

6) CrО3 Na2CrO4 Na2Cr2O7 Na2CrO4

2. Подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса:

a) CrО3 + NH3 Cr2O3 + N2 + Н2О

6) FeSO4 + K2Cr2O7 + H₂SO4 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3+ K₂SO4 + H₂O

в) Cr2(SO4)3 + Br2 + KOH K2CrO4 + KBr + K2SO4 + H2O

г) NaI + K2Cr2O7 + H₂SO4 I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Na2SO4 + H₂O

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Не копируйте текст!