Krom je element sekundarne podskupine 6. skupine 4. razdoblja periodni sustav kemijski elementi D. I. Mendeljejeva, s atomskim brojem 24. Označava se simbolom Cr (lat. Chromium). Jednostavna tvar krom je plavkasto-bijeli tvrdi metal.
Kemijska svojstva kroma
U normalnim uvjetima krom reagira samo s fluorom. Na visokim temperaturama (iznad 600°C) stupa u interakciju s kisikom, halogenima, dušikom, silicijem, borom, sumporom i fosforom.
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
U vrućem stanju reagira s vodenom parom:
2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2
Krom se otapa u razrijeđenim jakim kiselinama (HCl, H 2 SO 4)
U nedostatku zraka nastaju soli Cr 2+, a u zraku soli Cr 3+.
Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
Prisutnost zaštitnog oksidnog filma na površini metala objašnjava njegovu pasivnost u odnosu na koncentrirane otopine kiselina - oksidirajućih sredstava.
Spojevi kroma
Krom(II) oksid a krom(II) hidroksid su bazični.
Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O
Spojevi kroma (II) jaki su redukcijski agensi; prelaze u spojeve kroma (III) pod djelovanjem atmosferskog kisika.
2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
Krom oksid (III) Cr 2 O 3 je zeleni prah netopljiv u vodi. Može se dobiti kalciniranjem kromovog (III) hidroksida ili kalijevih i amonijevih dikromata:
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 (vulkanska reakcija)
amfoterni oksid. Kada se Cr 2 O 3 stopi s alkalijama, sodom i kiselim solima, dobivaju se spojevi kroma s oksidacijskim stanjem (+3):
Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
Kada se spoje sa smjesom lužine i oksidacijskog sredstva, kromovi spojevi se dobivaju u oksidacijskom stanju (+6):
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
Krom (III) hidroksid C r (OH) 3 . amfoterni hidroksid. Sivozelen, zagrijavanjem se raspada, gubi vodu i nastaje zelen metahidroksid CrO(OH). Ne otapa se u vodi. Taloži se iz otopine kao sivo-plavi i plavo-zeleni hidrat. Reagira s kiselinama i alkalijama, ne stupa u interakciju s hidratom amonijaka.
Ima amfoterna svojstva - otapa se i u kiselinama i u lužinama:
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZH + = Cr 3+ + 3H 2 O
Cr (OH) 3 + KOH → K, Cr (OH) 3 + ZON - (konc.) \u003d [Cr (OH) 6] 3-
Cr (OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr (OH) 3 + MON \u003d MCrO 2 (zeleno) + 2H 2 O (300-400 ° C, M \u003d Li, Na)
Cr(OH) 3 →(120 o C – H 2 O) CrO(OH) →(430-1000 0 S –H 2 O) Cr2O3
2Cr(OH) 3 + 4NaOH (konc.) + ZN 2 O 2 (konc.) \u003d 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0
Priznanica: taloženje amonijak hidratom iz otopine kromovih(III) soli:
Cr3+ + 3(NH3H20) = Sr(OH) 3 ↓+ ZNN 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (u suvišku lužine - talog se otapa)
Soli kroma (III) imaju ljubičastu ili tamnozelenu boju. Po kemijskim svojstvima nalikuju bezbojnim aluminijevim solima.
Cr(III) spojevi mogu pokazivati i oksidacijska i redukcijska svojstva:
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
Spojevi heksavalentnog kroma
Krom(VI) oksid CrO 3 - jarko crveni kristali, topljivi u vodi.
Pripravljen od kalijevog kromata (ili dikromata) i H2SO4 (konc.).
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 - kiseli oksid, stvara žute kromate CrO 4 2- s alkalijama:
CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O
U kiseloj sredini kromati se pretvaraju u narančaste dikromate 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
U alkalnom okruženju ova reakcija se odvija u suprotnom smjeru:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Kalijev dikromat je oksidacijsko sredstvo u kiseloj sredini:
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 \u003d 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
Kalijev kromat K 2 Kr Oko 4 . Oksosol. Žuta, nehigroskopna. Topi se bez raspadanja, termički stabilan. Vrlo topiv u vodi žuta boja boja otopine odgovara ionu CrO 4 2-, blago hidrolizira anion. U kiseloj sredini prelazi u K 2 Cr 2 O 7. Oksidirajuće sredstvo (slabije od K 2 Cr 2 O 7). Ulazi u reakcije ionske izmjene.
Kvalitativna reakcija na ion CrO 4 2- - taloženje žutog taloga barijevog kromata, koji se raspada u jako kiselom okruženju. Koristi se kao sredstvo za jedkanje za bojanje tkanina, sredstvo za štavljenje kože, selektivno oksidacijsko sredstvo i reagens u analitičkoj kemiji.
Jednadžbe najvažnijih reakcija:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 (t) + 16HCl (konc., horizont) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 8H 2 O + 4KCl
2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Sr(OH) 6]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 \u003d KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (crveno) ↓
Kvalitativni odgovor:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 \u003d 2KSl + BaCrO 4 ↓
2VaSrO 4 (t) + 2NCl (razb.) = VaSr 2 O 7(p) + VaS1 2 + N 2 O
Priznanica: sinteriranje kromita s potašom na zraku:
4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 (1000 °S)
Kalijev dikromat K 2 Kr 2 O 7 . Oksosol. tehnički naziv hrompeak. Narančasto-crvena, nehigroskopna. Topi se bez raspadanja, raspada se daljnjim zagrijavanjem. Vrlo topiv u vodi naranča boja otopine odgovara ionu Cr 2 O 7 2-). U alkalnom mediju stvara K 2 CrO 4 . Tipično oksidacijsko sredstvo u otopini i kad se stopi. Ulazi u reakcije ionske izmjene.
Kvalitativne reakcije- plavo bojanje otopine etera u prisutnosti H 2 O 2, plavo bojanje vodene otopine pod djelovanjem atomskog vodika.
Koristi se kao sredstvo za štavljenje kože, jednjak za bojanje tkanina, komponenta pirotehničkih sastava, reagens u analitičkoj kemiji, inhibitor korozije metala, pomiješan s H 2 SO 4 (konc.) - za pranje kemijskog posuđa.
Jednadžbe najvažnijih reakcija:
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 (konc) \u003d 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (kipući)
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O ("smjesa kroma")
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (konc.) \u003d 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- (konc.) + 2Ag + (razb.) \u003d Ag 2 Cr 2 O 7 (tako crveno) ↓
Cr 2 O 7 2- (razb.) + H 2 O + Pb 2+ \u003d 2H + + 2PbCrO 4 (crveno) ↓
K 2 Cr 2 O 7 (t) + 6HCl + 8H 0 (Zn) \u003d 2CrCl 2 (sin) + 7H 2 O + 2KCl
Priznanica: obrada K 2 CrO 4 sumpornom kiselinom:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2Kr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
DEFINICIJA
Krom koji se nalazi u četvrtoj periodi skupine VI sekundarne (B) podskupine periodnog sustava elemenata. Oznaka - Kr. U obliku jednostavne tvari - sivkasto-bijelog sjajnog metala.
Krom ima strukturu kubične rešetke u središtu tijela. Gustoća - 7,2 g / cm 3. Talište je 1890 o C, a vrelište 2680 o C.
Oksidacijsko stanje kroma u spojevima
Krom može postojati u obliku jednostavne tvari - metala, a oksidacijsko stanje metala u elementarnom stanju je nula, budući da je raspodjela gustoće elektrona u njima jednolika.
Oksidacijska stanja (+2) I (+3) krom se pojavljuje u oksidima (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hidroksidima (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halogenidima (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfati (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) i drugi spojevi.
Krom također ima oksidacijsko stanje (+6) : Cr +6 O 3, H 2 Cr +6 O 4, H 2 Cr +6 2 O 7, K 2 Cr +6 2 O 7, itd.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
PRIMJER 2
| Vježbajte | Fosfor ima isto oksidacijsko stanje u spojevima: a) Ca3P2 i H3PO3; b) KH 2 PO 4 i KPO 3; c) P406 i P4010; d) H3PO4 i H3PO3. |
| Riješenje | Kako bismo dali točan odgovor na postavljeno pitanje, naizmjenično ćemo odrediti stupanj oksidacije fosfora u svakom paru predloženih spojeva. a) Oksidacijsko stanje kalcija je (+2), kisika i vodika - (-2), odnosno (+1). Uzimamo vrijednost oksidacijskog stanja fosfora za "x" i "y" u predloženim spojevima: 3x2 + xx2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; Odgovor je netočan. b) Oksidacijsko stanje kalija je (+1), kisika i vodika - (-2), odnosno (+1). Uzmimo vrijednost oksidacijskog stanja klora kao "x" i "y" u predloženim spojevima: 1 + 2x1 + x + (-2)x4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; Odgovor je točan. |
| Odgovor | Opcija (b). |
Cilj: produbiti znanje učenika o temi.
Zadaci:
- karakterizirati krom kao jednostavnu tvar;
- upoznati studente sa spojevima kroma različitih oksidacijskih stupnjeva;
- pokazati ovisnost svojstava spojeva o stupnju oksidacije;
- pokazati redoks svojstva kromovih spojeva;
- nastaviti s formiranjem vještina učenika za pisanje jednadžbi kemijskih reakcija u molekularnom i ionskom obliku, za sastavljanje elektroničke ravnoteže;
- nastaviti formiranje vještina promatranja kemijskog pokusa.
Obrazac lekcije: predavanje s elementima samostalnog rada studenata i promatranje kemijskog pokusa.
Napredak lekcije
I. Ponavljanje gradiva prethodnog sata.
1. Odgovorite na pitanja i dovršite zadatke:
Koji elementi pripadaju podskupini kroma?
Napiši elektroničke formule atoma
Koje su to vrste elemenata?
Koja su oksidacijska stanja u spojevima?
Kako se atomski radijus i energija ionizacije mijenjaju od kroma do volframa?
Učenicima možete ponuditi da ispune tablicu koristeći tablične vrijednosti polumjera atoma, energije ionizacije i izvedu zaključke.
Uzorak tablice:
2. Poslušajte poruku učenika na temu "Elementi podskupine kroma u prirodi, dobivanje i uporaba."
II. Predavanje.
Plan predavanja:
- Krom.
- Spojevi kroma. (2)
- Krom oksid; (2)
- Krom hidroksid. (2)
- Spojevi kroma. (3)
- Krom oksid; (3)
- Krom hidroksid. (3)
- Spojevi kroma (6)
- Krom oksid; (6)
- Kromne i dikromne kiseline.
- Ovisnost svojstava kromovih spojeva o stupnju oksidacije.
- Redoks svojstva kromovih spojeva.
1. Krom.
Krom je bijeli sjajni metal plavičaste nijanse, vrlo tvrd (gustoća 7,2 g/cm3), talište 1890˚S.
Kemijska svojstva: Krom je u normalnim uvjetima neaktivan metal. To je zbog činjenice da je njegova površina prekrivena oksidnim filmom (Cr 2 O 3). Kada se zagrijava, oksidni film se uništava, a krom reagira s jednostavnim tvarima na visokoj temperaturi:
- 4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3
- 2Cr + 3S = Cr 2 S 3
- 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
Vježba: napisati jednadžbe reakcija kroma s dušikom, fosforom, ugljikom i silicijem; jednoj od jednadžbi, izraditi elektronsku vagu, označiti oksidans i redukciono sredstvo.
Interakcija kroma sa složenim tvarima:
Na vrlo visokim temperaturama, krom reagira s vodom:
- 2Cr + 3 H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3 H 2
Vježba:
Krom reagira s razrijeđenom sumpornom i klorovodičnom kiselinom:
- Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
- Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2
Vježba: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidans i redukciono sredstvo.
Koncentrirana sumporna solna i dušična kiselina pasiviraju krom.
2. Spojevi kroma. (2)
1. Krom oksid (2)- CrO - čvrsta svijetlocrvena tvar, tipičan bazični oksid (odgovara krom (2) hidroksidu - Cr (OH) 2), ne otapa se u vodi, ali se otapa u kiselinama:
- CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
Vježba: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku međudjelovanja kromovog oksida (2) sa sumpornom kiselinom.
Kromov oksid (2) lako se oksidira na zraku:
- 4CrO + O 2 \u003d 2Cr 2 O 3
Vježba: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidans i redukciono sredstvo.
Krom oksid (2) nastaje tijekom oksidacije kromovog amalgama s atmosferskim kisikom:
2Sr (amalgam) + O 2 = 2SrO
2. Krom hidroksid (2)- Cr (OH) 2 - žuta tvar, slabo topljiva u vodi, s izraženim bazičnim karakterom, stoga stupa u interakciju s kiselinama:
- Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O
Vježba: sastaviti jednadžbe reakcija u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (2) s klorovodičnom kiselinom.
Poput krom(2) oksida, krom(2) hidroksid oksidira:
- 4 Cr (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Cr (OH) 3
Vježba: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidans i redukciono sredstvo.
Krom hidroksid (2) može se dobiti djelovanjem lužina na kromove soli (2):
- CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl
Vježba: napisati ionske jednadžbe.
3. Spojevi kroma. (3)
1. Krom oksid (3)- Cr 2 O 3 - tamnozeleni prah, netopljiv u vodi, vatrostalan, po tvrdoći blizu korunda (odgovara kromovom hidroksidu (3) - Cr (OH) 3). Kromov oksid (3) je amfoterne prirode, ali je slabo topljiv u kiselinama i lužinama. Tijekom fuzije dolazi do reakcija s alkalijama:
- Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (kromit K)+ H2O
Vježba: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (3) s litijevim hidroksidom.
Teško je komunicirati s koncentriranim otopinama kiselina i lužina:
- Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O \u003d 2K 3 [Cr (OH) 6]
- Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O
Vježba: sastaviti jednadžbe reakcija u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog oksida (3) s koncentriranom sumpornom kiselinom i koncentriranom otopinom natrijevog hidroksida.
Krom oksid (3) može se dobiti razgradnjom amonijevog dikromata:
- (NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O
2. Krom hidroksid (3) Cr (OH) 3 se dobiva djelovanjem lužina na otopine kromovih soli (3):
- CrCl 3 + 3KOH \u003d Cr (OH) 3 ↓ + 3KSl
Vježba: napisati ionske jednadžbe
Krom hidroksid (3) je sivo-zeleni talog, nakon čijeg se dobivanja treba uzeti u nedostatku lužine. Ovako dobiven krom (3) hidroksid, za razliku od odgovarajućeg oksida, lako stupa u interakciju s kiselinama i lužinama, tj. pokazuje amfoterna svojstva:
- Cr (OH) 3 + 3HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
- Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (heksahidroksokromit K)
Vježba: sastaviti jednadžbe reakcija u molekularnom i ionskom obliku interakcije kromovog hidroksida (3) s klorovodičnom kiselinom i natrijevim hidroksidom.
Kada se Cr (OH) 3 stopi s alkalijama, dobivaju se metakromit i ortokromit:
- Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metakromit K)+ 2H2O
- Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H2O
4. Spojevi kroma. (6)
1. Krom oksid (6)- CrO 3 - tamno - crvena kristalna tvar, visoko topljiva u vodi - tipičan kiseli oksid. Ovaj oksid odgovara dvjema kiselinama:
- CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (kromna kiselina - nastaje s viškom vode)
- CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (dikromna kiselina – nastaje pri visokoj koncentraciji kromovog oksida (3)).
Krom oksid (6) je vrlo jak oksidans, stoga snažno djeluje s organskim tvarima:
- C 2 H 5 OH + 4CrO 3 \u003d 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O
Također oksidira jod, sumpor, fosfor, ugljen:
- 3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3
Vježba: izraditi jednadžbe kemijskih reakcija kromovog oksida (6) s jodom, fosforom, ugljenom; jednoj od jednadžbi, izraditi elektronsku vagu, označiti oksidans i redukciono sredstvo
Kada se zagrije na 250 0 C, kromov oksid (6) se raspada:
- 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2
Krom oksid (6) može se dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na čvrste kromate i dikromate:
- K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O
2. Kromne i dikromne kiseline.
Kromne i dikromne kiseline postoje samo u vodenim otopinama, tvore stabilne soli, odnosno kromate i dikromate. Kromati i njihove otopine su žuti, dikromati narančasti.
Kromatni - CrO 4 2- ioni i dikromatni - Cr 2O 7 2- ioni lako prelaze jedni u druge kada se promijeni okoliš otopine
U kiseloj sredini otopine kromati prelaze u dikromate:
- 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
U alkalnoj sredini dikromati prelaze u kromate:
- K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Kada se razrijedi, dikromna kiselina postaje kromna kiselina:
- H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4
5. Ovisnost svojstava kromovih spojeva o stupnju oksidacije.
| Oksidacijsko stanje | +2 | +3 | +6 |
| Oksid | CrO | Cr 2 O 3 | CrO 3 |
| Priroda oksida | Osnovni, temeljni | amfoteran | kiselina |
| Hidroksid | Cr(OH) 2 | Cr(OH)3 - H3CrO3 | H 2 CrO 4 |
| Priroda hidroksida | Osnovni, temeljni | amfoteran | kiselina |
|
→ slabljenje bazičnih svojstava i jačanje kiselih→ |
|||
6. Redoks svojstva kromovih spojeva.
Reakcije u kiselom mediju.
U kiseloj sredini spojevi Cr +6 prelaze u spojeve Cr +3 pod djelovanjem redukcijskih sredstava: H 2 S, SO 2, FeSO 4
- K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 \u003d 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
- S-2 – 2e → S 0
- 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3
Vježba:
1. Izjednačite reakcijsku jednadžbu metodom elektronske ravnoteže, navedite oksidans i reducent:
- Na 2 CrO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O
2. Zbrojite produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektronske ravnoteže, navedite oksidans i reducent:
- K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 \u003d? +? +H20
Reakcije u alkalnom mediju.
U alkalnoj sredini spojevi kroma Cr +3 se pod djelovanjem oksidacijskih sredstava pretvaraju u spojeve Cr +6: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:
- 2KCrO 2 +3 Br 2 +8NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2KBr + 4NaBr + 4H 2 O
- Cr +3 - 3e → Cr +6
- Br2 0 +2e → 2Br -
Vježba:
Izjednačite reakcijsku jednadžbu metodom elektronske ravnoteže, navedite oksidacijsko i redukcijsko sredstvo:
- NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O
Zbrojite produkte reakcije, izjednačite jednadžbu metodom elektronske ravnoteže, navedite oksidacijsko i redukcijsko sredstvo:
- Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? +?
Dakle, oksidacijska svojstva se dosljedno poboljšavaju s promjenom oksidacijskih stanja u seriji: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Spojevi kroma (2) su jaki redukcijski agensi, lako se oksidiraju, pretvarajući se u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (6) su jaki oksidansi, lako se reduciraju u spojeve kroma (3). Spojevi kroma (3) u interakciji s jakim redukcijskim sredstvima pokazuju oksidirajuća svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (2), a u interakciji s jakim oksidansima pokazuju redukcijska svojstva, pretvarajući se u spojeve kroma (6)
Metodi predavanja:
- Kako bi se poboljšala kognitivna aktivnost studenata i održao interes, preporučljivo je provesti demonstracijski eksperiment tijekom predavanja. Ovisno o mogućnostima nastavnog laboratorija, studenti mogu demonstrirati sljedeće pokuse:
- dobivanje kromovog oksida (2) i kromovog hidroksida (2), dokazivanje njihovih osnovnih svojstava;
- dobivanje kromovog oksida (3) i kromovog hidroksida (3), dokaz njihovih amfoternih svojstava;
- dobivanje kromovog oksida (6) i njegovo otapanje u vodi (dobivanje kromne i dikromne kiseline);
- prijelaz kromata u dikromate, dikromata u kromate.
- Zadaci samostalnog rada mogu se diferencirati uzimajući u obzir stvarne mogućnosti učenja učenika.
- Predavanje možete završiti rješavanjem sljedećih zadataka: napišite jednadžbe kemijskih reakcija pomoću kojih možete izvesti sljedeće transformacije:
.III. Domaća zadaća: doraditi predavanje (dodati jednadžbe kemijskih reakcija)
- Vasiljeva Z.G. Laboratorijski rad iz opće i anorganske kemije. -M .: "Kemija", 1979 - 450 str.
- Egorov A.S. Učiteljica kemije. - Rostov-na-Donu: "Phoenix", 2006.-765 str.
- Kudrjavcev A.A. Sastavljanje kemijskih jednadžbi. - M., "Viša škola", 1979. - 295 str.
- Petrov M.M. Anorganska kemija. - Lenjingrad: "Kemija", 1989. - 543 str.
- Uškalova V.N. Kemija: natjecateljski zadaci i odgovori. - M.: "Prosvjetljenje", 2000. - 223 str.
Krom (Cr), kemijski element VI grupe periodnog sustava Mendeljejeva. Odnosi se na prijelazni metal s atomskim brojem 24 i atomskom masom 51,996. U prijevodu s grčkog, naziv metala znači "boja". Metal duguje ovo ime različitim bojama koje su svojstvene njegovim različitim spojevima.
Fizičke karakteristike kroma
Metal ima dovoljnu tvrdoću i lomljivost u isto vrijeme. Na Mohsovoj ljestvici tvrdoća kroma procjenjuje se na 5,5. Ovaj pokazatelj znači da krom ima najveću tvrdoću od svih danas poznatih metala, nakon urana, iridija, volframa i berilija. Za jednostavnu tvar kroma karakteristična je plavkasto-bijela boja.
Metal nije rijedak element. Njegova koncentracija u zemljinoj kori doseže 0,02% mase. dionice. Krom se nikada ne nalazi u svom čistom obliku. Nalazi se u mineralima i rudama, koje su glavni izvor rudarstva metala. Kromit (kromova željezna ruda, FeO * Cr 2 O 3) smatra se glavnim spojem kroma. Još jedan prilično čest, ali manje važan mineral je PbCrO 4 krokoit.
Metal se lako topi na temperaturi od 1907 0 C (2180 0 K ili 3465 0 F). Na temperaturi od 2672 0 C - vrije. Atomska masa metala je 51,996 g/mol.
Krom je jedinstven metal zbog svojih magnetskih svojstava. Na sobnoj temperaturi, antiferomagnetski poredak mu je svojstven, dok ga drugi metali pokazuju na iznimno niskim temperaturama. Međutim, ako se krom zagrije iznad 37 0 C, fizička svojstva promjena kroma. Dakle, električni otpor i koeficijent linearne ekspanzije značajno se mijenjaju, modul elastičnosti doseže minimalnu vrijednost, a unutarnje trenje se značajno povećava. Ovaj fenomen je povezan s prolaskom Neelove točke, pri kojoj se antiferomagnetska svojstva materijala mogu promijeniti u paramagnetska. To znači da je prva razina prošla, a tvar je naglo porasla u volumenu.
Struktura kroma je rešetka u središtu tijela, zbog čega metal karakterizira temperatura krhko-duktilnog razdoblja. Međutim, u slučaju ovog metala, stupanj čistoće je od velike važnosti, stoga je vrijednost u rasponu od -50 0 S - +350 0 S. Kao što praksa pokazuje, rekristalizirani metal nema plastičnost, ali meka žarenje i oblikovanje čine ga savitljivim.
Kemijska svojstva kroma
Atom ima sljedeću vanjsku konfiguraciju: 3d 5 4s 1 . Krom u spojevima u pravilu ima sljedeća oksidacijska stanja: +2, +3, +6, među kojima Cr 3+ pokazuje najveću postojanost.Osim toga, postoje i drugi spojevi u kojima krom pokazuje potpuno drugačije oksidacijsko stanje, tj. naime: +1 , +4, +5.
Metal nije osobito reaktivan. Dok je krom u normalnim uvjetima, metal pokazuje otpornost na vlagu i kisik. Međutim, ovu karakteristiku ne odnosi se na spoj kroma i fluora - CrF 3, koji, kada je izložen temperaturama višim od 600 0 C, stupa u interakciju s vodenom parom, stvarajući kao rezultat reakcije Cr 2 O 3, kao i dušik, ugljik i sumpor .
Tijekom zagrijavanja metalni krom dolazi u interakciju s halogenima, sumporom, silicijem, borom, ugljikom i nekim drugim elementima, što rezultira sljedećim kemijskim reakcijama kroma:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (s primjesom CrF 5)
2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2Cr + 3S = Cr2S3
Kromati se mogu dobiti zagrijavanjem kroma s rastaljenom sodom na zraku, nitrati ili klorati alkalnih metala:
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
Krom nije otrovan, što se ne može reći za neke njegove spojeve. Kao što znate, prašina ovog metala, ako uđe u tijelo, može iritirati pluća, ne apsorbira se kroz kožu. No, budući da se ne javlja u čistom obliku, njegov unos u ljudski organizam je nemoguć.
Trovalentni krom spada u okoliš tijekom vađenja i prerade kromove rude. Krom će vjerojatno ući u ljudsko tijelo u obliku dodatka prehrani koji se koristi u programima mršavljenja. Krom s valencijom +3 aktivno sudjeluje u sintezi glukoze. Znanstvenici su otkrili da prekomjerna konzumacija kroma ne uzrokuje veliku štetu ljudskom tijelu, budući da se ne apsorbira, ali se može nakupljati u tijelu.
Spojevi u kojima je uključen šesterovalentni metal izuzetno su otrovni. Vjerojatnost njihovog ulaska u ljudsko tijelo pojavljuje se tijekom proizvodnje kromata, kromiranja predmeta, tijekom određenih operacija zavarivanja. Gutanje takvog kroma u tijelo prepuno je ozbiljnih posljedica, budući da su spojevi u kojima je prisutan heksavalentni element jaki oksidanti. Stoga mogu uzrokovati krvarenja u želucu i crijevima, ponekad s perforacijom crijeva. Kada takvi spojevi dođu u dodir s kožom, dolazi do jakih kemijskih reakcija u obliku opeklina, upala i čireva.
Ovisno o kvaliteti kroma koji treba dobiti na izlazu, postoji nekoliko načina za proizvodnju metala: elektroliza koncentriranih vodenih otopina kromovog oksida, elektroliza sulfata i redukcija silicijevim oksidom. Međutim, potonja metoda nije jako popularna, jer proizvodi krom s velikom količinom nečistoća na izlazu. Osim toga, to je i ekonomski nepovoljno.
| Oksidacijsko stanje | Oksid | Hidroksid | Lik | Dominantni oblici u rješenjima | Bilješke |
| +2 | CrO (crna) | Cr(OH)2 (žuta) | Osnovni, temeljni | Cr2+ (plave soli) | Vrlo jak redukcijski agens |
| Cr2O3 (zeleno) | Cr(OH)3 (sivo-zeleno) | amfoteran |
Cr3+ (zelene ili ljubičaste soli) |
||
| +4 | CrO2 | ne postoji | Ne stvara sol | - |
Rijetko, neuobičajeno |
| +6 | CrO3 (crveno) |
H2CrO4 |
Kiselina |
CrO42- (kromati, žuti) |
Prijelaz ovisi o pH medija. Najjači oksidans, higroskopan, vrlo otrovan. |
Redoks svojstva kromovih spojeva s različitim stupnjevima oksidacije.
Krom. Građa atoma. Moguća oksidacijska stanja. Acidobazna svojstva. Primjena.
Cr +24)2)8)13)1
Krom ima oksidacijska stanja +2, +3 i +6.
S povećanjem stupnja oksidacije povećavaju se kisela i oksidacijska svojstva. Derivati kroma Cr2+ vrlo su jaki redukcijski agensi. Ion Cr2+ nastaje u prvoj fazi otapanja kroma u kiselinama ili tijekom redukcije Cr3+ u kiseloj otopini s cinkom. Dušikov oksid Cr(OH)2 dehidracijom prelazi u Cr2O3. Spojevi Cr3+ stabilni su na zraku. Mogu biti i redukcijska i oksidacijska sredstva. Cr3+ se može reducirati u kiseloj otopini s cinkom u Cr2+ ili oksidirati u alkalnoj otopini u CrO42- s bromom i drugim oksidacijskim sredstvima. Cr(OH)3 hidroksid (točnije Cr2O3 nH2O) je amfoteran spoj koji s kationom Cr3+ gradi soli ili soli kromne kiseline HCrO2 - kromite (npr. KSrO2, NaCrO2). Cr6+ spojevi: kromni anhidrid CrO3, kromne kiseline i njihove soli među kojima su najvažniji kromati i dikromati – jaki oksidansi.soli.
Koristi se kao otporan na habanje i lijepe galvanske prevlake (kromiranje). Krom se koristi za proizvodnju legura: krom-30 i krom-90, nezamjenjivih za proizvodnju mlaznica plazma baklji velike snage iu zrakoplovnoj industriji.
Krom je kemijski neaktivan. U normalnim uvjetima reagira samo s fluorom (iz nemetala), stvarajući smjesu fluorida.
Kromati i dikromati
Kromati nastaju interakcijom CrO3, odnosno otopina kromnih kiselina s alkalijama:
CrO3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O
Dikromati se dobivaju djelovanjem kiselina na kromate:
2 Na2Cr2O4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
Kromove spojeve karakteriziraju redoks reakcije.
Spojevi kroma (II) jaki su redukcijski agensi, lako se oksidiraju
4(5rC12 + O2 + 4HCI = 4CrC13 + 2H2O
Spojevi kroma (!!!) karakteriziraju redukcijska svojstva. Pod djelovanjem oksidirajućih sredstava prolaze:
na kromate - u alkalnom okruženju,
u dikromatima - u kiseloj sredini.
Cr(OH)3. CrOH + HCl = CrCl + H2O, 3CrOH + 2NaOH = Cr3Na2O3 + 3H2O
Kromati(III) (stari nazivi za kromite).
Spojevi kroma karakteriziraju redukcijska svojstva. Pod djelovanjem oksidirajućih sredstava prolaze:
na kromate - u alkalnom okruženju,
u dikromatima - u kiseloj sredini.
2Na3 [Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O
5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 3K2Cr2O7 + 2H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 9H2SO4
Soli kromnih kiselina u kiseloj sredini jaki su oksidansi:
3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O