Chromo (II) ir (III) hidroksidai ir druskos. Sudėtiniai chromo (III) junginiai

Chromo (II) hidroksidas Cr (OH) 2 gaunamas geltonų nuosėdų pavidalu, apdorojant chromo (II) druskų tirpalus šarmais, kai nėra deguonies:

CrCl 2 + 2NaOH \u003d Cr (OH) 2 ¯ + 2NaCl

Cr(OH)2 pasižymi tipiškomis pagrindinėmis savybėmis ir yra stiprus reduktorius:

2Cr(OH)2 +H2O+1/2O2 =2Cr(OH)3¯

Vandeniniai chromo (II) druskų tirpalai gaunami nepatekus į orą, ištirpinant chromo metalą praskiestose rūgštyse vandenilio atmosferoje arba redukuojant trivalentes chromo druskas cinku rūgštinėje terpėje. Bevandenės chromo (II) druskos yra baltos, o vandeniniai tirpalai ir kristaliniai hidratai yra mėlyni.

Cheminėmis savybėmis chromo (II) druskos panašios į geležies druskas, tačiau nuo pastarųjų skiriasi ryškesnėmis redukuojančiomis savybėmis, t.y. lengviau nei atitinkami geležies junginiai oksiduotis. Štai kodėl labai sunku gauti ir laikyti dvivalenčių chromo junginių.

Chromo hidroksidas (III) Cr (OH) 3 - želatinos pilkai žalios nuosėdos, gaunamos šarmams veikiant chromo (III) druskų tirpalus:

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH \u003d 2Cr (OH) 3 ¯ + 3Na 2 SO 4

Chromo (III) hidroksidas turi amfoterinių savybių, tirpsta rūgštyse ir susidaro chromo (III) druskos:

2Cr (OH) 3 + 3H 2 SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O ir šarmuose, kuriuose susidaro hidroksichromitai: Cr (OH) 3 + NaOH \u003d Na 3

Kai Cr (OH) 3 susilieja su šarmais, susidaro metachromitai ir ortochromitai:

Cr (OH) 3 + NaOH \u003d NaCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + 3NaOH \u003d Na 3 CrO 3 + 3H 2 O

Deginant chromo (III) hidroksidą, susidaro chromo (III) oksidas:

2Cr (OH) 3 \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Trivalentės chromo druskos yra spalvotos ir kietos, ir vandeniniuose tirpaluose. Pavyzdžiui, bevandenis chromo (III) sulfatas Cr 2 (SO 4) 3 yra purpurinės raudonos spalvos, vandeniniai chromo (III) sulfato tirpalai, priklausomai nuo sąlygų, gali pakeisti spalvą iš violetinės į žalią. Tai paaiškinama tuo, kad vandeniniuose tirpaluose Cr 3+ katijonas egzistuoja tik hidratuoto 3+ jono pavidalu dėl trivalenčio chromo polinkio sudaryti kompleksinius junginius. Violetinę chromo (III) druskų vandeninių tirpalų spalvą lemia būtent 3+ katijonas. Kaitinant gali susidaryti kompleksinės chromo (III) druskos

iš dalies netenka vandens, susidaro įvairių spalvų druskos, iki žalios.

Trivalentės chromo druskos savo sudėtimi, kristalinės gardelės struktūra ir tirpumu yra panašios į aliuminio druskas; taigi, chromui (III), kaip ir aliuminiui, būdingas kalio chromo alūno KCr (SO 4) 2 12H 2 O susidarymas, jie naudojami odoms rauginti ir kaip kandiklis tekstilės versle.

Chromo (III)Cr 2 (SO 4) 3, CrCl 3 ir kt. Laikant ore, jie yra stabilūs, o tirpaluose jie hidrolizuojami:

Cr 3+ + 3Cl - + NE "Cr (OH) 2+ + 3Cl - + H +

Hidrolizė vyksta pagal I etapą, tačiau yra druskų, kurios yra visiškai hidrolizuotos:

Cr 2 S 3 + H 2 O \u003d Cr (OH) 3 ¯ + H 2 S

Redokso reakcijose šarminėje terpėje chromo (III) druskos veikia kaip reduktorius:

Pažymėtina, kad įvairių oksidacijos laipsnių chromo hidroksidų serijoje Cr (OH) 2 - Cr (OH) 3 - H 2 CrO 4 bazinės savybės natūraliai susilpnėja, o rūgštinės savybės didėja. Tokį savybių pokytį lemia padidėjęs oksidacijos laipsnis ir sumažėjęs chromo joninis spindulys. Toje pačioje serijoje oksidacinės savybės nuolat gerinamos. Cr (II) junginiai yra stiprūs reduktoriai, jie lengvai oksiduojasi, virsdami chromo (III) junginiais. Chromo(VI) junginiai yra stiprūs oksidatoriai, lengvai redukuojami į chromo(III) junginius. Junginiai, turintys tarpinę oksidacijos būseną, t.y. chromo (III) junginiai, sąveikaudami su stipriais reduktoriais, gali pasižymėti oksidacinėmis savybėmis, virsdami chromo (II) junginiais, o sąveikaudami su stipriais oksidatoriais – redukuojančių savybių, virsdami chromo (VI) junginiais.

Chemijos mokytojas

Tęsinys. Matyti 22/2005 Nr.; 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

25 VEIKLA

10 klasė(pirmieji studijų metai)

Chromas ir jo junginiai

1. Padėtis D.I.Mendelejevo lentelėje, atomo sandara.

2. Vardo kilmė.

3. Fizinės savybės.

4. Cheminės savybės.

5. Buvimas gamtoje.

6. Pagrindiniai gavimo būdai.

7. Svarbiausi chromo junginiai:

a) chromo(II) oksidas ir hidroksidas;

b) chromo(III) oksidas ir hidroksidas, jų amfoterinės savybės;

c) chromo (VI) oksidas, chromo ir dichromo rūgštys, chromatai ir dichromatai.

9. Chromo junginių redoksinės savybės.

Chromas yra D. I. Mendelejevo lentelės VI grupės antriniame pogrupyje. Sudarant elektroninę chromo formulę, reikia atsiminti, kad dėl didesnio 3 konfigūracijos stabilumo d 5 ties chromo atomu stebimas elektronų slydimas ir elektroninė formulė yra tokia: 1 s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 1 3d 5 . Junginiuose chromas gali turėti oksidacijos laipsnius +2, +3 ir +6 (oksidacijos būsena +3 yra stabiliausia):

Chrome pavadinimas kilęs iš graikiško žodžio chroma(spalva, dažai) dėl ryškios įvairios jo junginių spalvos.

Chromas yra baltas blizgus metalas, labai kietas, trapus, atsparus ugniai. Atsparus korozijai. Ore jis pasidengia oksido plėvele, dėl kurios paviršius tampa nuobodu.

Cheminės savybės

Normaliomis sąlygomis chromas yra neaktyvus metalas ir reaguoja tik su fluoru. Tačiau kaitinant chromo oksido plėvelė sunaikinama, o chromas reaguoja su daugeliu paprastų ir sudėtingų medžiagų (panašiai kaip Al).

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

Metalai ( - ).

Nemetalai (+):

2Cr + 3Cl2 2CrCl3,

2Cr + 3F 2 \u003d 2CrF 3,

2Cr + 3SCr 2S 3,

H2O (+/-): *

2Cr + 3H 2O (garai) Cr 2O3 + 3H 2.

Baziniai oksidai (-).

Rūgščių oksidai (-).

Pagrindai (+/-):

2Cr + 6NaOH + 6H2O \u003d 2Na3 + 3H2.

Neoksiduojančios rūgštys (+).

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2.

Oksiduojančios rūgštys (-). Pasyvavimas.

Druskos (+/-):

2Cr + 3CuSO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3Cu,

Cr + CaCl 2 jokios reakcijos.

Gamtoje elementą chromą vaizduoja keturi izotopai, kurių masės skaičiai 50, 52, 53 ir 54. Gamtoje chromas būna tik junginių pavidalu, iš kurių svarbiausi yra chromo geležies rūda, arba chromitas (FeOzhCr 2 O). 3) ir švino raudonoji rūda (PbCrO 4).

Metalo chromas gaunamas: 1) iš jo oksido, naudojant aliuminotermiją:

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

2) vandeninių tirpalų arba jo druskų lydalų elektrolizė:

Iš chromo geležies rūdos pramonėje gaunamas geležies ir chromo lydinys - ferochromas, kuris plačiai naudojamas metalurgijoje:

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

Svarbiausi chromo junginiai

Chromas sudaro tris oksidus ir juos atitinkančius hidroksidus, kurių pobūdis natūraliai kinta didėjant chromo oksidacijos laipsniui:

Chromo oksidas(II) (CrO) yra ryškiai raudona arba rudai raudona kieta medžiaga, normaliomis sąlygomis netirpi vandenyje, tipiškas bazinis oksidas. Kaitinamas chromo(II) oksidas lengvai oksiduojasi ore ir redukuojamas iki gryno chromo.

CrO + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2 O,

4CrO + O 2 2Cr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

Chromo(II) oksidas gaunamas tiesiogiai oksiduojant chromą:

2Cr + O 2 2CrO.

Chromo hidroksidas(II) (Cr(OH) 2) - vandenyje netirpi geltona medžiaga, silpnas elektrolitas, pasižymi bazinėmis savybėmis, lengvai tirpsta koncentruotose rūgštyse; lengvai oksiduojasi esant drėgmei atmosferos deguonimi; kai kaitinama ore, suyra ir susidaro chromo(III) oksidas:

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

4Cr(OH)2 + O2 2Cr2O3 + 4H2O.

Chromo(II) hidroksidas gaunamas vykstant mainų reakcijai tarp chromo(II) druskos ir šarmo tirpalo, kai nėra deguonies:

CrCl 2 + 2NaOH \u003d Cr (OH) 2 + 2NaCl.

Chromo oksidas(III) (Cr 2 O 3) pasižymi amfoterinėmis savybėmis. Tai ugniai atsparūs (kietumas panašus į korundą) žali milteliai, netirpūs vandenyje. Kancerogenas! Jis gaunamas skaidant amonio dichromatą, chromo (III) hidroksidą, redukuojant kalio dichromatą arba tiesiogiai oksiduojant chromą:

(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 + 3С2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2,

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

Normaliomis sąlygomis chromo(III) oksidas blogai tirpsta rūgštyse ir šarmuose; jis pasižymi amfoterinėmis savybėmis, kai yra susilydęs su šarmais arba su šarminių metalų karbonatais (sudaro chromitus); esant aukštai temperatūrai, chromo(III) oksidas gali būti redukuotas iki gryno metalo:

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

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

Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O,

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

Chromo hidroksidas(III) (Cr (OH) 3) nusodinamas šarmams veikiant trivalenčio chromo druskas (pilkai žalios nuosėdos):

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

Pasižymi amfoterinėmis savybėmis, tirpsta tiek rūgštyse, tiek šarmų pertekliuje; termiškai nestabilus:

Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2O,

Cr(OH) 3 + 3KOH \u003d K 3,

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

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O.

Chromo oksidas(VI) (CrO 3) – tamsiai raudona kristalinė medžiaga, nuodinga, pasižymi rūgštinėmis savybėmis. Gerai ištirpinkime vandenyje, šiam oksidui tirpstant vandenyje susidaro chromo rūgštys; kaip rūgšties oksidas CrO 3 sąveikauja su baziniais oksidais ir šarmais; termiškai nestabilus; yra stipriausias oksidatorius

CrO 3 + H 2 O =

2CrO 3 + H 2 O =

CrO 3 + K 2 OK 2 CrO 4 ,

CrO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 CrO 4 + H 2 O,

4CrO 3 2Cr 2 O 3 + 3O 2,

Šis oksidas gaunamas sąveikaujant sausiems chromatams ir dichromatams su koncentruota sieros rūgštimi:

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

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

Chrome ir dichromo rūgštis egzistuoja tik vandeniniuose tirpaluose, bet sudaro stabilias druskas - chromatai ir dichromatai. Chromatai ir jų tirpalai yra geltoni, o dichromatai – oranžiniai. Pasikeitus tirpalo terpei, chromato jonai ir dichromato jonai lengvai pereina vienas į kitą. V rūgštinė aplinka chromatai virsta dichromatais, tirpalas įgauna oranžinę spalvą; šarminėje aplinkoje dichromatai virsta chromatais, tirpalas pagelsta:

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.

Jonas yra stabilus šarminėje terpėje, bet rūgštinėje.

Oksidacijos-redukcijos savybės
chromo junginys

Iš visų chromo junginių stabiliausi yra junginiai, kurių chromo oksidacijos laipsnis yra +3. Chromo junginiai, kurių oksidacijos laipsnis yra +2, yra stiprūs reduktoriai ir lengvai oksiduojami iki +3:

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH)3,

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

Junginiai, kurių sudėtyje yra +6 oksidacijos chromo, yra stiprūs oksidatoriai, o chromas redukuojamas nuo +6 iki +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.

Norint aptikti alkoholį iškvepiamame ore, naudojama reakcija, pagrįsta chromo (VI) oksido gebėjimu oksiduoti:

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

Kalio dichromato tirpalas koncentruotoje sieros rūgštyje vadinamas chromo mišinys ir naudojamas cheminiams stiklo dirbiniams valyti.

Testas tema "Chromas ir jo junginiai"

1. Kai kurie elementai sudaro visų trijų tipų oksidus (bazinius, amfoterinius ir rūgštinius). Elemento oksidacijos būsena amfoteriniame okside bus tokia:

a) minimumas;

b) maksimalus;

c) tarpinis tarp minimumo ir maksimumo;

d) gali būti bet kas.

2. Kai šviežiai paruoštos chromo (III) hidroksido nuosėdos reaguoja su šarmo tirpalo pertekliumi, susidaro:

a) vidutinė druska; b) bazinė druska;

c) dviguba druska; d) kompleksinė druska.

3. Bendras elektronų skaičius priešišoriniame chromo atomo lygyje yra:

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

4. Kuris iš metalo oksidų yra rūgštus?

a) vario(II) oksidas; b) chromo(VI) oksidas;

c) chromo(III) oksidas; d) geležies(III) oksidas.

5. Kokios masės kalio dichromato (g) reikia oksiduoti 11,2 g geležies sieros rūgšties tirpale?

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

6. Kokią masę vandens (g) reikia išgarinti iš 150 g 10 % chromo(III) chlorido tirpalo, kad būtų gautas 30 % šios druskos tirpalas?

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

7. Sieros rūgšties molinė koncentracija tirpale yra 11,7 mol/l, o tirpalo tankis – 1,62 g/ml. Sieros rūgšties masės dalis šiame tirpale yra (%):

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

8. Deguonies atomų skaičius 19,4 g kalio chromato yra:

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

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

9. Vandeniniame tirpale lakmusas bus raudonas (galimi keli teisingi atsakymai):

a) chromo(III) chloridas; b) chromo(II) chloridas;

c) kalio chloridas; d) druskos rūgštis.

10. Chromatas virsta dichromatu ... aplinkoje ir jį lydi procesas:

a) rūgštinis, atsigavimo procesas;

b) rūgštus, oksidacijos būsenos nesikeičia;

c) šarminis, atsigavimo procesas;

d) šarminis, oksidacijos būsenos nesikeičia.

Raktas į testą

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
v	G	b	b	G	a	v	b	a, b, d	b

Kokybinės užduotys medžiagų identifikavimui 1. Kai kurios druskos vandeninis tirpalas yra padalintas į dvi dalis. Vienas jų buvo apdorotas šarmo pertekliumi ir pakaitintas, išsiskyrusios dujos raudonojo lakmuso spalvą pakeitė į mėlyną. Kita dalis buvo apdorota druskos rūgštimi, dėl išsiskyrusių dujų kalkių vanduo drumsto. Kokia druska buvo analizuojama? Pagrįskite savo atsakymą reakcijų lygtimis.

Atsakymas. amonio karbonatas.

2. Kai į vandeninį A medžiagos tirpalą (atskirai) įpilama amoniako, natrio sulfido ir sidabro nitrato, susidaro baltos nuosėdos, iš kurių dvi yra tos pačios sudėties. Kas yra medžiaga A? Parašykite reakcijų lygtis.

Sprendimas

Medžiaga A – AlCl 3.

AlCl 3 + 3NH 4 OH \u003d Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl,

2AlCl3 + 3Na 2S + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2S + 6NaCl,

AlCl 3 + 3AgNO 3 \u003d 3AgCl + Al (NO 3) 3.

Atsakymas. aliuminio chloridas.

3. Deginant bespalves aštraus būdingo kvapo dujas A, esant deguoniui, susidaro kitos, be spalvos ir kvapo dujos B, kurios kambario temperatūroje reaguoja su ličiu ir susidaro kieta medžiaga C. Identifikuokite medžiagas, parašykite reakciją. lygtys.

Sprendimas

Medžiaga A – NH 3,

medžiaga B - N 2,

medžiaga C – Li 3 N.

4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O,

N 2 + 6Li = 2Li 3 N.

Atsakymas. NH3, N2, Li3N.

4. Bespalvės dujos A, turinčios būdingą aštrų kvapą, reaguoja su kitomis bespalvėmis dujomis B, turinčiomis supuvusių kiaušinių kvapą. Dėl reakcijos susidaro paprastas C ir sudėtinga medžiaga. C medžiaga reaguoja su variu, sudarydama juodąją druską. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. SO2, H2S, S.

5. Bespalvės, aštraus būdingo kvapo dujos A, lengvesnės už orą, reaguoja su stipria rūgštimi B ir susidaro druska C, kurios vandeninis tirpalas nesudaro nuosėdų nei su bario chloridu, nei su sidabro nitratu. Nustatyti medžiagas, pateikti reakcijų lygtis (vienas iš galimų variantų).

Atsakymas. NH 3 , HNO 3 , NH 4 NO 3 .

6. Paprasta medžiaga A, kurią sudaro antro pagal dažnumą žemės plutos elemento atomai, kaitinama su geležies (II) oksidu, susidaro junginys B, netirpus šarmų ir rūgščių (išskyrus vandenilio fluorido) vandeniniuose tirpaluose. ). Medžiaga B, susiliejusi su negesintomis kalkėmis, sudaro netirpią druską C. Identifikuokite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis (vienas iš galimų variantų).

Atsakymas. Si, SiO 2, CaSiO 3.

7. Vandenyje netirpus rudas junginys A suyra kaitinant ir susidaro du oksidai, iš kurių vienas yra vanduo. Kitas oksidas B redukuojamas anglies, kad susidarytų metalas C, antrasis pagal paplitimą metalas gamtoje. Identifikuokite medžiagas, parašykite reakcijų lygtis.

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

8. Medžiaga A, kuri yra vieno iš labiausiai paplitusių mineralų dalis, veikiant druskos rūgštimi, susidaro dujos B. Kai medžiaga B reaguoja kaitinant su paprasta medžiaga C, susidaro tik vienas junginys - degiosios dujos be spalvos ir kvapo. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. CaCO 3, CO 2, C.

9. Lengvasis metalas A, kuris reaguoja su praskiesta sieros rūgštimi, bet nereaguoja šaltai su koncentruota sieros rūgštimi, sąveikauja su natrio hidroksido tirpalu, susidaro dujos ir druska B. Į B medžiagą įdėjus druskos rūgšties, druska C yra susidariusios.Identifikuoti medžiagas, pateikti lygtis reakcijas.

Atsakymas. Al, NaAlO2, NaCl.

10. Medžiaga A yra minkštas, gerai supjaustytas sidabriškai baltas metalas, lengvesnis už vandenį. Kai medžiaga A sąveikauja su paprasta medžiaga B, susidaro junginys C, kuris tirpsta vandenyje ir susidaro šarminis tirpalas. Apdorojus medžiagą C druskos rūgštimi, išsiskiria nemalonaus kvapo dujos ir susidaro druska, kuri degiklio liepsną paverčia purpurine. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. K, S, K2S.

11. Bespalvės aštraus būdingo kvapo dujos A oksiduojamos deguonimi, esant katalizatoriui, iki junginio B, kuris yra lakus skystis. Medžiaga B, reaguodama su negesintomis kalkėmis, sudaro druską C. Identifikuokite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. SO 2 , SO 3 , CaSO 4 .

12. Paprasta medžiaga A, skysta kambario temperatūroje, reaguoja su sidabriškai baltu lengvuoju metalu B, sudarydama druską C, kurią veikiant šarmo tirpalu susidaro baltos nuosėdos, kurios ištirpsta šarmo perteklių. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. Br2, Al, AlBr3.

13. Geltona paprasta kieta medžiaga A reaguoja su sidabriškai baltu lengvuoju metalu B, todėl susidaro druska C, kuri vandeniniame tirpale visiškai hidrolizuojasi, susidaro baltos nuosėdos ir nemalonaus kvapo nuodingos dujos. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. S, Al, Al 2 S 3.

14. Paprasta nestabili dujinė medžiaga A virsta kita paprasta medžiaga B, kurios atmosferoje dega metalas C; Šios reakcijos produktas yra oksidas, kuriame metalas yra dviejų oksidacijos būsenų. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. O 3 , O 2 , Fe.

15. Tamsiai violetinė kristalinė medžiaga A, kaitinama, suyra ir susidaro paprasta dujinė medžiaga B, kurios atmosferoje dega paprasta medžiaga C, sudarydama bespalves, bekvapes dujas, kurios nedideliais kiekiais yra oro dalis. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. KMnO 4 , O 2 , C.

16. Paprasta medžiaga A, kuri yra puslaidininkis, reaguoja su paprasta dujine medžiaga B ir susidaro junginys C, netirpus vandenyje. Susiliejus su šarmais, medžiaga C sudaro junginius, vadinamus tirpiais stiklais. Nustatyti medžiagas, pateikti reakcijų lygtis (vienas iš galimų variantų).

Atsakymas. Si, O 2, SiO 2.

17. Nuodingos, bespalvės nemalonaus kvapo dujos A kaitinamos suyra į paprastas medžiagas, iš kurių viena yra geltona kieta medžiaga. Degant medžiagai B susidaro bespalvės nemalonaus kvapo dujos C, kurios išblukina daugelį organinių dažų. Nurodykite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

Atsakymas. H2S, S, SO2.

18. Lakus vandenilio junginys A dega ore ir susidaro medžiaga B, kuri tirpsta vandenilio fluorido rūgštyje. Medžiagai B susiliejus su natrio oksidu, susidaro vandenyje tirpi druska C. Identifikuokite medžiagas, pateikite reakcijų lygtis.

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

19. A junginys, mažai tirpus vandenyje, baltos spalvos, kaitinant aukštoje temperatūroje anglimi ir smėliu, kai nėra deguonies, sudaro paprastą medžiagą B, kuri egzistuoja keliomis alotropinėmis modifikacijomis. Kai ši medžiaga deginama ore, susidaro junginys C, kuris ištirpsta vandenyje ir susidaro rūgštis, galinti sudaryti tris druskų serijas. Identifikuokite medžiagas, parašykite reakcijų lygtis.

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

* Ženklas +/– reiškia, kad ši reakcija nevyksta naudojant visus reagentus arba tam tikromis sąlygomis.

Tęsinys

„Nacionalinis tyrimų Tomsko politechnikos universitetas“

institutas gamtos turtai Geoekologija ir geochemija

Chromas

Pagal discipliną:

Chemija

Užbaigta:

2G41 grupės mokinė Tkačiova Anastasija Vladimirovna 2014-10-29

Patikrinta:

mokytojas Stasas Nikolajus Fedorovičius

Padėtis periodinėje sistemoje

Chromas- D. I. Mendelejevo periodinės cheminių elementų sistemos IV periodo 6-osios grupės šoninio pogrupio elementas, kurio atominis skaičius 24. Jis žymimas simboliu Kr(lot. Chromas). paprasta medžiaga chromo- kietas melsvai baltas metalas. Chromas kartais vadinamas juoduoju metalu.

Atomo sandara

17 Cl) 2) 8) 7 - atomo sandaros diagrama

1s2s2p3s3p – elektroninė formulė

Atomas yra III periode ir turi tris energijos lygius

Atomas yra VII grupėje, pagrindiniame pogrupyje - išoriniame 7 elektronų energijos lygyje

Elemento ypatybės

Fizinės savybės

Chromas yra baltas blizgus metalas su kubinėmis kūno centro grotelėmis, \u003d 0,28845 nm, pasižymintis kietumu ir trapumu, kurio tankis 7,2 g / cm 3, vienas kiečiausių grynų metalų (antras po berilio, volframo ir uranas), kurio lydymosi temperatūra 1903 laipsniai. Ir kurio virimo temperatūra yra apie 2570 laipsnių. C. Ore chromo paviršius yra padengtas oksido plėvele, kuri apsaugo jį nuo tolesnio oksidacijos. Anglies pridėjimas prie chromo dar labiau padidina jo kietumą.

Cheminės savybės

Chromas normaliomis sąlygomis yra inertiškas metalas, kaitinamas tampa gana aktyvus.

Sąveika su nemetalais

Kaitinamas virš 600°C, chromas dega deguonimi:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

Reaguoja su fluoru 350°C temperatūroje, su chloru 300°C temperatūroje, su bromu raudonos temperatūros temperatūroje, sudarydami chromo (III) halogenidus:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3.

Jis reaguoja su azotu aukštesnėje nei 1000°C temperatūroje, sudarydamas nitridus:

2Cr + N 2 = 2CrN

arba 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Reaguoja su boru, anglimi ir siliciu, sudarydamas boridus, karbidus ir silicidus:

Cr + 2B = CrB 2 (galima susidaryti Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (galima susidaryti Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (galimas Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi susidarymas).

Jis tiesiogiai nesąveikauja su vandeniliu.

Sąveika su vandeniu

Smulkiai sumaltoje karštoje būsenoje chromas reaguoja su vandeniu, sudarydamas chromo (III) oksidą ir vandenilį:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Sąveika su rūgštimis

Elektrocheminėje metalų įtampų serijoje chromas yra prieš vandenilį, jis išstumia vandenilį iš neoksiduojančių rūgščių tirpalų:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

Esant atmosferos deguoniui, susidaro chromo (III) druskos:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl3 + 6H 2 O.

Koncentruotos azoto ir sieros rūgštys pasyvina chromą. Juose chromas gali ištirpti tik stipriai kaitinant, susidaro chromo (III) druskos ir rūgščių redukcijos produktai:

2Cr + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Sąveika su šarminiais reagentais

Vandeniniuose šarmų tirpaluose chromas netirpsta, lėtai reaguoja su šarmų lydalomis, sudarydamas chromitus ir išskirdamas vandenilį:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2O + 3H 2.

Reaguoja su šarminiais oksiduojančių medžiagų lydalais, tokiais kaip kalio chloratas, o chromas pereina į kalio chromatą:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Metalų atgavimas iš oksidų ir druskų

Chromas yra aktyvus metalas, galintis išstumti metalus iš jų druskų tirpalų: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Paprastos medžiagos savybės

Stabilus ore dėl pasyvavimo. Dėl tos pačios priežasties jis nereaguoja su sieros ir azoto rūgštimis. 2000 °C temperatūroje jis perdega, susidarant žaliam chromo (III) oksidui Cr 2 O 3, kuris turi amfoterinių savybių.

Sintetinami chromo junginiai su boru (boridai Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 ir Cr 5 B 3), su anglimi (karbidai Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 ir Cr 3 C 2) , su siliciu (silicidai Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 ir CrSi) ir azotu (nitridai CrN ir Cr 2 N).

Cr(+2) junginiai

Oksidacijos būsena +2 atitinka bazinį oksidą CrO (juodas). Cr 2+ druskos (mėlyni tirpalai) gaunami redukuojant Cr 3+ druskas arba dichromatus cinku rūgščioje aplinkoje („vandenilis išskyrimo metu“):

Visos šios Cr 2+ druskos yra stiprios reduktorius, nes stovėdami jos išstumia vandenilį iš vandens. Ore esantis deguonis, ypač rūgščioje aplinkoje, oksiduoja Cr 2+, ko pasekoje mėlynas tirpalas greitai pažaliuoja.

Į chromo(II) druskų tirpalus įmaišius šarmų, nusėda rudas arba geltonas Cr(OH)2 hidroksidas.

Buvo susintetinti chromo dihalogenidai CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 ir CrI 2

Cr(+3) junginiai

+3 oksidacijos būsena atitinka amfoterinį oksidą Cr 2 O 3 ir hidroksidą Cr (OH) 3 (abu žalios spalvos). Tai yra stabiliausia chromo oksidacijos būsena. Tokios oksidacijos būsenos chromo junginiai yra nuo purpurinės violetinės (jonas 3+) iki žalios spalvos (anijonų yra koordinavimo sferoje).

Cr 3+ yra linkęs susidaryti dvigubiems sulfatams, kurių forma yra M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (alūnas)

Chromo (III) hidroksidas gaunamas amoniaku veikiant chromo (III) druskų tirpalus:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Gali būti naudojami šarmų tirpalai, tačiau jų perteklius susidaro tirpus hidrokso kompleksas:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Lydant Cr 2 O 3 su šarmais, gaunami chromitai:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Nekalcinuotas chromo (III) oksidas tirpsta šarminiuose tirpaluose ir rūgštyse:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Kai chromo (III) junginiai oksiduojami šarminėje terpėje, susidaro chromo (VI) junginiai:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Tas pats atsitinka, kai chromo (III) oksidas sulydomas su šarmu ir oksidatoriais arba su šarmu ore (lydulys šiuo atveju tampa geltonas):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Chromo junginiai (+4)[

Kruopščiai skaidant chromo oksidą (VI) CrO 3 hidroterminėmis sąlygomis, gaunamas chromo oksidas (IV) CrO 2, kuris yra feromagnetas ir pasižymi metaliniu laidumu.

Tarp chromo tetrahalogenidų CrF 4 yra stabilus, chromo tetrachloridas CrCl 4 egzistuoja tik garuose.

Chromo junginiai (+6)

+6 oksidacijos būsena atitinka rūgštinį chromo oksidą (VI) CrO 3 ir daugybę rūgščių, tarp kurių yra pusiausvyra. Paprasčiausi iš jų yra chromo H 2 CrO 4 ir dviejų chromų H 2 Cr 2 O 7 . Jie sudaro dvi druskų serijas: atitinkamai geltonus chromatus ir oranžinius dichromatus.

Chromo oksidas (VI) CrO 3 susidaro sąveikaujant koncentruotai sieros rūgščiai su dichromatų tirpalais. Tipiškas rūgšties oksidas, sąveikaudamas su vandeniu, sudaro stiprias nestabilias chromo rūgštis: chromo H 2 CrO 4, dichromo H 2 Cr 2 O 7 ir kitas izopolines rūgštis, kurių bendra formulė H 2 Cr n O 3n+1. Polimerizacijos laipsnis padidėja, kai sumažėja pH, tai yra, padidėja rūgštingumas.

APIBRĖŽIMAS

Chromas yra dvidešimt ketvirtas periodinės lentelės elementas. Pavadinimas – Cr iš lotyniško „chromo“. Įsikūręs ketvirtajame periode, VIB grupė. Nurodo metalus. Pagrindinis mokestis yra 24.

Chromo yra žemės plutoje 0,02% (masės). Gamtoje daugiausia randama geležies chromo FeO×Cr 2 O 3 pavidalu.

Chromas – kietas blizgus metalas (1 pav.), lydantis 1890 o C temperatūroje; jo tankis yra 7,19 g / cm3. Kambario temperatūroje chromas yra atsparus tiek vandeniui, tiek orui. Praskiestos sieros ir druskos rūgštys ištirpdo chromą, išskirdamos vandenilį. Šaltoje koncentruotoje azoto rūgštyje chromas netirpus ir po apdorojimo tampa pasyvus.

Ryžiai. 1. Chromas. Išvaizda.

Chromo atominė ir molekulinė masė

APIBRĖŽIMAS

Santykinė medžiagos molekulinė masė(M r) yra skaičius, rodantis, kiek kartų tam tikros molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės, ir elemento santykinė atominė masė(A r) – kiek kartų vidutinė cheminio elemento atomų masė yra didesnė už 1/12 anglies atomo masės.

Kadangi chromas yra laisvoje būsenoje monoatominių Cr molekulių pavidalu, jo atominės ir molekulinės masės reikšmės yra vienodos. Jie lygūs 51,9962.

Chromo izotopai

Yra žinoma, kad chromas gamtoje gali atsirasti keturių stabilių izotopų 50Cr, 52Cr, 53Cr ir 54Cr pavidalu. Jų masės skaičiai yra atitinkamai 50, 52, 53 ir 54. Chromo izotopo 50 Cr atomo branduolyje yra dvidešimt keturi protonai ir dvidešimt šeši neutronai, o likę izotopai nuo jo skiriasi tik neutronų skaičiumi.

Yra dirbtinių chromo izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 42 iki 67, tarp kurių stabiliausias yra 59 Cr, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 42,3 minutės, taip pat vienas branduolinis izotopas.

Chromo jonai

Išoriniame chromo atomo energijos lygyje yra šeši elektronai, kurie yra valentiniai:

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

Dėl cheminės sąveikos chromas atiduoda savo valentinius elektronus, t.y. yra jų donoras ir virsta teigiamai įkrautu jonu:

Cr 0 -2e → Cr 2+;

Cr 0 -3e → Cr 3+;

Cr 0 -6e → Cr 6+.

Chromo molekulė ir atomas

Laisvoje būsenoje chromas yra monoatominių Cr molekulių pavidalu. Štai keletas savybių, apibūdinančių chromo atomą ir molekulę:

Chromo lydiniai

Chromo metalas naudojamas chromavimui, taip pat kaip vienas iš svarbiausių legiruotojo plieno komponentų. Chromo patekimas į plieną padidina jo atsparumą korozijai tiek vandeninėje terpėje esant įprastoms temperatūroms, tiek dujose aukštesnėje temperatūroje. Be to, chromo plienas turi padidintą kietumą. Chromas yra nerūdijančio rūgštims atsparaus, karščiui atsparaus plieno dalis.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

2 PAVYZDYS

Pratimas	Chromo oksidas (VI), sveriantis 2 g, ištirpintas 500 g sveriančiame vandenyje Apskaičiuokite chromo rūgšties H 2 CrO 4 masės dalį gautame tirpale.
Sprendimas	Parašykime chromo rūgšties gavimo iš chromo (VI) oksido reakcijos lygtį: CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4. Raskite tirpalo masę: m tirpalas \u003d m (CrO 3) + m (H 2 O) \u003d 2 + 500 \u003d 502 g. n (CrO 3) \u003d m (CrO 3) / M (CrO 3); n (CrO 3) \u003d 2/100 \u003d 0,02 mol. Pagal reakcijos lygtį n(CrO 3) :n(H 2 CrO 4) = 1:1, tada n (CrO 3) \u003d n (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 mol. Tada chromo rūgšties masė bus lygi (molinė masė - 118 g / mol): m (H 2 CrO 4) \u003d n (H 2 CrO 4) × M (H 2 CrO 4); m (H 2 CrO 4) \u003d 0,02 × 118 \u003d 2,36 g. Chromo rūgšties masės dalis tirpale yra: ω = mtirpalas / mtirpalas × 100 %; ω (H 2 CrO 4) \u003d m tirpalo (H 2 CrO 4) / m tirpalo × 100 %; ω (H 2 CrO 4) \u003d 2,36 / 502 × 100% \u003d 0,47%.
Atsakymas	Chromo rūgšties masės dalis yra 0,47%.

Chromo atradimas priklauso sparčiai besivystančiam druskų ir mineralų cheminių-analitinių tyrimų laikotarpiui. Rusijoje chemikai ypač domėjosi Sibire rastų ir Vakarų Europoje beveik nežinomų mineralų analize. Vienas iš šių mineralų buvo Sibiro raudonoji švino rūda (krokoitas), aprašyta Lomonosovo. Mineralas buvo ištirtas, tačiau jame nerasta nieko, išskyrus švino, geležies ir aliuminio oksidus. Tačiau 1797 m. Vauquelin, virindamas smulkiai sumaltą mineralo mėginį su kaliu ir nusodindamas švino karbonatą, gavo oranžinės spalvos tirpalą. Iš šio tirpalo jis kristalizavo rubino raudonumo druską, iš kurios buvo išskirtas oksidas ir laisvas metalas, skiriasi nuo visų žinomų metalų. Vauquelin jam paskambino Chromas ( Chrome ) iš graikiško žodžio- dažymas, spalva; Tiesa, čia buvo turėta omenyje ne metalo savybė, o ryškiaspalvės jo druskos.

Rasti gamtoje.

Svarbiausia praktinės reikšmės chromo rūda yra chromitas, kurio apytikslė sudėtis atitinka formulę FeCrO 4.

Jis randamas Mažojoje Azijoje, Urale, Šiaurės Amerikoje, Pietų Afrikoje. Techninės reikšmės turi ir aukščiau minėtas mineralinis krokoitas – PbCrO 4. Chromo oksidas (3) ir kai kurie kiti jo junginiai taip pat randami gamtoje. Žemės plutoje chromo kiekis metalo atžvilgiu yra 0,03%. Chromo yra ant Saulės, žvaigždžių, meteoritų.

Fizinės savybės.

Chromas yra baltas, kietas ir trapus metalas, išskirtinai chemiškai atsparus rūgštims ir šarmams. Jis oksiduojasi ore ir turi ploną skaidrią oksido plėvelę ant paviršiaus. Chromo tankis yra 7,1 g / cm 3, jo lydymosi temperatūra yra +1875 0 C.

Kvitas.

Stipriai kaitinant chromo geležies rūdą su anglimi, sumažėja chromo ir geležies kiekis:

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

Dėl šios reakcijos susidaro chromo ir geležies lydinys, pasižymintis dideliu stiprumu. Norint gauti gryną chromą, jis redukuojamas iš chromo(3) oksido aliuminiu:

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

Šiame procese dažniausiai naudojami du oksidai – Cr 2 O 3 ir CrO 3

Cheminės savybės.

Dėl plonos apsauginės oksido plėvelės, dengiančios chromo paviršių, jis yra labai atsparus agresyvioms rūgštims ir šarmams. Chromas nereaguoja su koncentruotomis azoto ir sieros rūgštimis, taip pat su fosforo rūgštimi. Chromas sąveikauja su šarmais esant t = 600-700 o C. Tačiau chromas sąveikauja su praskiestomis sieros ir druskos rūgštimis, išstumdamas vandenilį:

2Cr + 3H 2SO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H 2

Aukštoje temperatūroje chromas dega deguonyje ir susidaro oksidas (III).

Karštas chromas reaguoja su vandens garais:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Chromas taip pat reaguoja su halogenais aukštoje temperatūroje, halogenais su vandeniliais, siera, azotu, fosforu, anglimi, siliciu, boru, pvz.:

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

Pirmiau nurodytos chromo fizinės ir cheminės savybės buvo pritaikytos įvairiose mokslo ir technologijų srityse. Taigi, pavyzdžiui, chromas ir jo lydiniai naudojami didelio stiprumo, korozijai atsparioms dangoms gauti mechaninėje inžinerijoje. Lydiniai ferochromo pavidalu naudojami kaip metalo pjovimo įrankiai. Chromuoti lydiniai buvo pritaikyti medicinos technologijose, cheminių procesų įrangos gamyboje.

Chromo padėtis periodinėje cheminių elementų lentelėje:

Chromas yra periodinės elementų sistemos VI grupės šoninis pogrupis. Jo elektroninė formulė yra tokia:

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

Užpildant orbitales elektronais ties chromo atomu, pažeidžiamas dėsningumas, pagal kurį 4S orbitalė turėjo būti užpildyta pirmiausia iki būsenos 4S 2 . Tačiau dėl to, kad 3d orbitalė chromo atome užima palankesnę energetinę padėtį, ji užpildoma iki 4d 5 reikšmės. Toks reiškinys pastebimas kai kurių kitų antrinių pogrupių elementų atomuose. Chromas gali turėti oksidacijos būseną nuo +1 iki +6. Stabiliausi yra chromo junginiai, kurių oksidacijos būsenos +2, +3, +6.

Dvivalenčio chromo junginiai.

Chromo oksidas (II) CrO – piroforiniai juodi milteliai (piroforiniai – gebėjimas užsidegti ore smulkiai susmulkintoje būsenoje). CrO ištirpsta praskiestoje druskos rūgštyje:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Kaitinamas ore virš 100 0 C, CrO virsta Cr 2 O 3.

Dvivalentės chromo druskos susidaro tirpinant chromo metalą rūgštyse. Šios reakcijos vyksta neaktyvių dujų (pavyzdžiui, H 2) atmosferoje, nes esant orui, Cr(II) lengvai oksiduojasi iki Cr(III).

Chromo hidroksidas gaunamas geltonų nuosėdų pavidalu, šarmo tirpalu veikiant chromo (II) chloridą:

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

Cr(OH)2 turi bazinių savybių, yra reduktorius. Hidratuotas Cr2+ jonas yra šviesiai mėlynos spalvos. Vandeninis CrCl2 tirpalas yra mėlynos spalvos. Ore vandeniniuose tirpaluose Cr(II) junginiai virsta Cr(III) junginiais. Tai ypač ryšku Cr(II) hidroksidui:

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

Trivalenčiai chromo junginiai.

Chromo oksidas (III) Cr 2 O 3 yra ugniai atsparūs žali milteliai. Savo kietumu jis artimas korundui. Laboratorijoje jį galima gauti kaitinant amonio dichromatą:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2

Cr 2 O 3 - amfoterinis oksidas, susiliejęs su šarmais, sudaro chromitus: Cr 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O

Chromo hidroksidas taip pat yra amfoterinis junginys:

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

Bevandenis CrCl 3 atrodo kaip tamsiai violetiniai lapai, visiškai netirpsta šaltame vandenyje, o verdant tirpsta labai lėtai. Bevandenis chromo sulfatas (III) Cr 2 (SO 4) 3 rožinis, taip pat blogai tirpus vandenyje. Esant reduktoriams, susidaro purpurinis chromo sulfatas Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Taip pat žinomi žali chromo sulfato hidratai, kuriuose yra mažesnis vandens kiekis. Chromo alūnas KCr(SO 4) 2 *12H 2 O kristalizuojasi iš tirpalų, kuriuose yra violetinio chromo sulfato ir kalio sulfato. Kaitinamas chromo alūno tirpalas tampa žalias dėl sulfatų susidarymo.

Reakcijos su chromu ir jo junginiais

Beveik visi chromo junginiai ir jų tirpalai yra intensyvios spalvos. Turėdami bespalvį tirpalą arba baltas nuosėdas, su didele tikimybe galime daryti išvadą, kad chromo nėra.

1. Ant porcelianinio puodelio degiklio liepsnoje stipriai pakaitiname tokį kalio bichromato kiekį, kuris tilps ant peilio galo. Druska neišskirs kristalizacijos vandens, o išsilydys maždaug 400 0 C temperatūroje, susidarydama tamsus skystis. Pakaitinkime dar kelias minutes ant stiprios liepsnos. Atvėsus ant skeveldros susidaro žalios nuosėdos. Dalis tirpsta vandenyje (gelsta), o kita dalis paliekama ant skeveldros. Kaitinant druska suyra, todėl susidarė tirpus geltonas kalio chromatas K 2 CrO 4 ir žalias Cr 2 O 3 .
2. 3 g kalio dichromato miltelių ištirpinkite 50 ml vandens. Į vieną dalį įpilkite šiek tiek kalio karbonato. Išsiskirdamas CO 2 jis ištirps, o tirpalo spalva taps šviesiai geltona. Chromatas susidaro iš kalio dichromato. Jei dabar dalimis įpilsime 50% sieros rūgšties tirpalo, tada vėl pasirodys raudonai geltona bichromato spalva.
3. Į mėgintuvėlį supilkite 5 ml. kalio dichromato tirpalu, užvirinkite su 3 ml koncentruotos druskos rūgšties. Iš tirpalo išsiskiria gelsvai žalsvas nuodingas dujinis chloras, nes chromatas HCl oksiduos iki Cl 2 ir H 2 O. Pats chromatas pavirs žaliu trivalenčiu chromo chloridu. Jį galima išskirti išgarinus tirpalą, o tada, sulydžius su soda ir nitratu, paversti chromatu.
4. Įpylus švino nitrato tirpalo, nusėda geltonas švino chromatas; sąveikaujant su sidabro nitrato tirpalu susidaro raudonai rudos sidabro chromato nuosėdos.
5. Į kalio bichromato tirpalą įpilkite vandenilio peroksido ir parūgštinkite tirpalą sieros rūgštimi. Dėl chromo peroksido susidarymo tirpalas įgauna sodriai mėlyną spalvą. Peroksidas, suplaktas su eteriu, virsta organiniu tirpikliu ir pamėlyna. Ši reakcija būdinga chromui ir yra labai jautri. Jis gali būti naudojamas aptikti chromą metaluose ir lydiniuose. Visų pirma, būtina ištirpinti metalą. Ilgai verdant su 30% sieros rūgštimi (galima pridėti ir druskos rūgšties), chromas ir daugelis plienų iš dalies ištirpsta. Gautame tirpale yra chromo (III) sulfato. Kad galėtume atlikti aptikimo reakciją, pirmiausia ją neutralizuojame kaustine soda. Nusėda pilkai žalias chromo (III) hidroksidas, kuris ištirpsta NaOH perteklyje ir susidaro žalias natrio chromitas. Filtruokite tirpalą ir įpilkite 30% vandenilio peroksido. Kaitinamas tirpalas pagelsta, nes chromitas oksiduojasi iki chromato. Parūgštinus tirpalas bus mėlynas. Spalvotas junginys gali būti ekstrahuojamas purtant eteriu.

Analitinės chromo jonų reakcijos.

1. Į 3-4 lašus chromo chlorido CrCl3 tirpalo įlašinkite 2M NaOH tirpalo, kol pradinės nuosėdos ištirps. Atkreipkite dėmesį į susidariusio natrio chromito spalvą. Gautą tirpalą pašildykite vandens vonioje. Kas vyksta?
2. Į 2-3 lašus CrCl 3 tirpalo įlašinkite vienodą tūrį 8M NaOH tirpalo ir 3-4 lašus 3% H 2 O 2 tirpalo. Reakcijos mišinį pašildykite vandens vonioje. Kas vyksta? Kokios nuosėdos susidaro, jei gautas spalvotas tirpalas neutralizuojamas, į jį pridedama CH 3 COOH, o po to Pb (NO 3) 2 ?
3. Į mėgintuvėlį įpilkite 4-5 lašus chromo sulfato Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 ir KMnO 4 tirpalų. Reakcijos vietą keletą minučių kaitinkite vandens vonioje. Atkreipkite dėmesį į tirpalo spalvos pasikeitimą. Kas tai sukėlė?
4. Į 3-4 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, parūgštinto azoto rūgštimi, įlašinti 2-3 lašus H 2 O 2 tirpalo ir išmaišyti. Mėlyna tirpalo spalva atsiranda dėl perchromo rūgšties H 2 CrO 6 atsiradimo:

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

Atkreipkite dėmesį į greitą H 2 CrO 6 skilimą:

2H 2CrO6 + 8H+ = 2Cr3+ + 3O2 + 6H2O
mėlyna spalva žalia spalva

Perchromo rūgštis yra daug stabilesnė organiniuose tirpikliuose.

1. Į 3-4 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, parūgštinto azoto rūgštimi, įlašinti 5 lašus izoamilo alkoholio, 2-3 lašus H 2 O 2 tirpalo ir suplakti reakcijos mišinį. Organinio tirpiklio sluoksnis, plūduriuojantis į viršų, yra ryškiai mėlynos spalvos. Spalva blunka labai lėtai. Palyginkite H 2 CrO 6 stabilumą organinėje ir vandeninėje fazėse.
2. Sąveikaujant CrO 4 2- ir Ba 2+ jonams, nusėda geltonos bario chromato BaCrO 4 nuosėdos.
3. Sidabro nitratas sudaro plytų raudonumo sidabro chromato nuosėdas su CrO 4 2 jonais.
4. Paimkite tris mėgintuvėlius. Į vieną iš jų įlašinkite 5-6 lašus K 2 Cr 2 O 7 tirpalo, į antrą – tiek pat tūrio K 2 CrO 4 tirpalo, o į trečią – tris lašus abiejų tirpalų. Tada į kiekvieną mėgintuvėlį įlašinkite tris lašus kalio jodido tirpalo. Paaiškinkite rezultatą. Parūgštinkite tirpalą antrame mėgintuvėlyje. Kas vyksta? Kodėl?

Linksmi eksperimentai su chromo junginiais

1. CuSO 4 ir K 2 Cr 2 O 7 mišinys tampa žalias, kai pridedama šarmo, o geltona, kai yra rūgšties. Kaitinant 2 mg glicerolio su nedideliu kiekiu (NH 4) 2 Cr 2 O 7 ir po to įpylus alkoholio, po filtravimo gaunamas ryškiai žalias tirpalas, kuris įdėjus rūgštį pagelsta, o neutralioje ar. šarminė terpė.
2. Įdėkite į skardinės centrą su termito "rubino mišiniu" - kruopščiai sumalkite ir įdėkite į aliuminio foliją Al 2 O 3 (4,75 g), pridedant Cr 2 O 3 (0,25 g). Kad stiklainis ilgiau neatvėstų, jį reikia įkasti po viršutiniu kraštu į smėlį, o termitui užsidegus ir prasidėjus reakcijai, uždengti geležine skarda ir apiberti smėliu. Banką iškasti per dieną. Rezultatas – raudonai rubino spalvos milteliai.
3. 10 g kalio bichromato sutrinama su 5 g natrio arba kalio nitrato ir 10 g cukraus. Mišinys sudrėkinamas ir sumaišomas su kolodija. Jei milteliai suspaudžiami stikliniame vamzdelyje, o po to lazda išstumiama ir padegama nuo galo, tada pradės lįsti „gyvatė“, pirmiausia juoda, o atvėsusi - žalia. 4 mm skersmens lazda dega apie 2 mm per sekundę greičiu ir pailgėja 10 kartų.
4. Jei sumaišysite vario sulfato ir kalio dichromato tirpalus ir įpilsite šiek tiek amoniako tirpalo, tada iškris amorfinės rudos kompozicijos 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O nuosėdos, kurios ištirpsta druskos rūgštyje, kad susidarytų geltonas tirpalas ir amoniako pertekliumi gaunamas žalias tirpalas. Jei į šį tirpalą įpilama dar daugiau alkoholio, susidaro žalios nuosėdos, kurios po filtravimo tampa mėlynos, o po džiovinimo - mėlynai violetinės su raudonais blizgučiais, aiškiai matomos stiprioje šviesoje.
5. Chromo oksidas, likęs po „vulkano“ ar „faraono gyvatės“ eksperimentų, gali būti regeneruojamas. Norėdami tai padaryti, reikia sulydyti 8 g Cr 2 O 3 ir 2 g Na 2 CO 3 ir 2,5 g KNO 3, o atvėsusį lydinį apdoroti verdančiu vandeniu. Gaunamas tirpus chromatas, kuris taip pat gali virsti kitais Cr(II) ir Cr(VI) junginiais, įskaitant pirminį amonio dichromatą.

Redokso perėjimų, susijusių su chromu ir jo junginiais, pavyzdžiai

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 \u003d 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na2CrO4 + 4H2O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

2. Cr(OH) 2 - Cr(OH) 3 - CrCl 3 - Cr 2 O 7 2- - CrO 4 2-

a) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
c) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 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
Cr2+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O \u003d Cr (OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
e) 4Cr (NO 3) 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
f) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Chromo elementas kaip menininkas

Chemikai gana dažnai kreipdavosi į dirbtinių dažymo pigmentų kūrimo problemą. XVIII-XIX amžiuje buvo sukurta daug vaizdinės medžiagos gavimo technologija. Louis Nicolas Vauquelin 1797 m., Sibiro raudonojoje rūdoje atradęs anksčiau nežinomą elementą chromą, paruošė naujus, nepaprastai stabilius dažus – chromo žalią. Jo chromoforas yra vandeninis chromo (III) oksidas. „Smaragdo žalia“ pavadinimu jis buvo pradėtas gaminti 1837 m. Vėliau L. Vauquelenas pasiūlė keletą naujų dažų: barito, cinko ir chromo geltonumo. Laikui bėgant jie buvo pakeisti patvaresniais geltonais, oranžiniais pigmentais kadmio pagrindu.

Chromo žalia spalva yra patvariausi ir atspariausi šviesai dažai, kurių neveikia atmosferos dujos. Įtrinta aliejumi, chromo žalia spalva turi didelę slėpimo galią ir gali greitai išdžiūti, todėl nuo XIX a. jis plačiai naudojamas tapyboje. Porceliano tapyboje jis turi didelę reikšmę. Faktas yra tas, kad porceliano gaminius galima dekoruoti tiek apatine glazūrine, tiek antrinio glazūra. Pirmuoju atveju dažai tepami tik ant šiek tiek apdegusio gaminio paviršiaus, kuris vėliau padengiamas glazūros sluoksniu. Po to seka pagrindinis, aukštoje temperatūroje deginimas: porceliano masei sukepinti ir glazūrai išlydyti gaminiai pašildomi iki 1350 - 1450 0 C. Labai mažai dažų gali atlaikyti tokią aukštą temperatūrą be cheminių pokyčių, o senovėje dienų jų buvo tik dvi – kobaltas ir chromas. Juodasis kobalto oksidas, užteptas ant porceliano dirbinio paviršiaus, degimo metu susilieja su glazūra, chemiškai su ja sąveikaudamas. Dėl to susidaro ryškiai mėlyni kobalto silikatai. Šis kobalto mėlynos spalvos porcelianas yra gerai žinomas visiems. Chromo oksidas (III) chemiškai nesąveikauja su glazūros komponentais ir tiesiog guli tarp porceliano šukių ir skaidrios glazūros su „kurčiu“ sluoksniu.

Be chromo žalios spalvos, menininkai naudoja dažus, gautus iš Volkonskoite. Šį mineralą iš montmorijonitų grupės (molio mineralas, priklausantis kompleksinių silikatų Na (Mo, Al), Si 4 O 10 (OH) 2 poklasiui) 1830 m. atrado rusų mineralogas Kemmereris ir pavadino dukters M. N. Volkonskajos vardu. Borodino mūšio didvyrio generolo N N. Raevskio, dekabristo S. G. Volkonskio žmonos Volkonskoitas – molis, turintis iki 24 % chromo oksido, taip pat aliuminio ir geležies oksidų (III). Urale, Permės ir Kirovo regionuose randamo mineralo sudėtis lemia įvairią jo spalvą - nuo patamsėjusios žieminės eglės spalvos iki ryškiai žalios pelkinės varlės spalvos.

Pablo Picasso kreipėsi į mūsų šalies geologus su prašymu ištirti Volkonskoite rezervus, kurie suteikia dažams išskirtinai gaivų atspalvį. Šiuo metu sukurtas dirbtinio volkonskoito gavimo būdas. Įdomu pastebėti, kad, remiantis šiuolaikiniais tyrimais, rusų ikonų tapytojai dažais iš šios medžiagos naudojo dar viduramžiais, dar gerokai iki „oficialaus“ jos atradimo. Menininkų buvo žinomas ir Guinier green (sukurtas 1837 m.), kurio chromoforma yra chromo oksido Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O hidratas, kuriame dalis vandens yra chemiškai surišta, o dalis – adsorbuota. Šis pigmentas suteikia dažams smaragdinį atspalvį.

blog.site, visiškai arba iš dalies nukopijavus medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.