Olyan vegyület, amelyben a króm oxidációs állapota a legmagasabb. Króm. A króm oxidációs állapotai. A króm kémiai tulajdonságai

A króm a 4. periódus 6. csoportjának másodlagos alcsoportjának eleme periódusos táblázat D.I. Mengyelejev kémiai elemei, 24-es rendszámmal. Cr (lat. Chromium) szimbólummal jelölve. A króm egyszerű anyag egy kékesfehér színű keményfém.

A króm kémiai tulajdonságai

Normál körülmények között a króm csak fluorral lép reakcióba. Magas hőmérsékleten (600°C felett) kölcsönhatásba lép oxigénnel, halogénekkel, nitrogénnel, szilíciummal, bórral, kénnel, foszforral.

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N 2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2S 3

Melegítéskor reakcióba lép a vízgőzzel:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

A króm híg erős savakban (HCl, H 2 SO 4) oldódik

Levegő hiányában Cr 2+ sók, levegőben pedig Cr 3+ sók képződnek.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2O + H 2

A fém felületén védő oxidfilm jelenléte magyarázza passzivitását a savak - oxidálószerek - koncentrált oldataival szemben.

Krómvegyületek

Króm(II)-oxid a króm(II)-hidroxid pedig bázikus természetű.

Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O

A króm(II)-vegyületek erős redukálószerek; légköri oxigén hatására króm(III) vegyületekké alakulnak át.

2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2

4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3

króm-oxid (III) A Cr 2 O 3 zöld, vízben oldhatatlan por. Előállítható króm(III)-hidroxid vagy kálium- és ammónium-dikromát kalcinálásával:

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 (vulkánreakció)

Amfoter oxid. Ha a Cr 2 O 3-ot lúgokkal, szódával és savas sókkal olvasztják össze, akkor (+3) oxidációs állapotú krómvegyületeket kapunk:

Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O

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

Lúg és oxidálószer keverékével olvasztva krómvegyületeket kapunk oxidációs állapotban (+6):

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

Króm(III)-hidroxid C r (OH) 3. Amfoter hidroxid. Szürkészöld, hevítés hatására lebomlik, vizet veszít és zöld színűvé válik metahidroxid CrO(OH). Nem oldódik vízben. Az oldatból szürkéskék és kékeszöld hidrát formájában csapódik ki. Reagál savakkal és lúgokkal, nem lép kölcsönhatásba ammónia-hidráttal.

Amfoter tulajdonságokkal rendelkezik - savakban és lúgokban egyaránt oldódik:

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 - (konc.) = [Cr(OH) 6 ] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (zöld) + 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 (tömény) + ZN 2 O 2 (tömény) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

Nyugta: kicsapás ammónia-hidráttal króm(III)-sók oldatából:

Cr 3+ + 3 (NH 3 H 2 O) = VAL VELr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (fölöslegben lúg - a csapadék feloldódik)

A króm(III)-sók lila vagy sötétzöld színűek. Kémiai tulajdonságaik a színtelen alumíniumsókra emlékeztetnek.

A Cr(III)-vegyületek oxidáló és redukáló tulajdonságokat is mutathatnak:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr +3Cl3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2O + 2Na 2Cr +6 O 4

Hat vegyértékű krómvegyületek

Króm(VI)-oxid CrO 3 - élénkvörös kristályok, vízben oldódnak.

Kálium-kromátból (vagy dikromátból) és H 2 SO 4-ből (tömény) nyerik.

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

A CrO 3 egy savas oxid, lúgokkal sárga kromátokat képez CrO 4 2-:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

Savas környezetben a kromátok narancssárga dikromátokká alakulnak 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

Lúgos környezetben ez a reakció az ellenkező irányba megy végbe:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O

A kálium-dikromát oxidálószer savas környezetben:

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 + 3 NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3 NaNO 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

Kálium-kromát K 2 Kr O 4 . Oxosol. Sárga, nem higroszkópos. Bomlás nélkül olvad, termikusan stabil. Vízben nagyon jól oldódik ( sárga az oldat színe a CrO 4 2- ionnak felel meg), enyhén hidrolizálja az aniont. Savas környezetben K 2 Cr 2 O 7 -dá alakul. Oxidálószer (gyengébb, mint a K 2 Cr 2 O 7). Ioncsere reakciókba lép.

Minőségi reakció a CrO 4 2- ionon - bárium-kromát sárga csapadék kiválása, amely erősen savas környezetben bomlik. Használják maróanyagként szövetek festésére, bőrcserzőszerként, szelektív oxidálószerként és reagensként az analitikai kémiában.

A legfontosabb reakciók egyenletei:

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 (koncentráció, horizont) = 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 2O+3K 2 S=2K[Cr(OH)6]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 + 2AgNO 3 =KNO 3 + Ag 2 CrO 4 (piros) ↓

Minőségi reakció:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓

2BaCrO 4 (t) + 2HCl (híg.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O

Nyugta: króm szinterezés hamuzsírral levegőben:

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)

Kálium-dikromát K 2 Kr 2 O 7 . Oxosol. Műszaki név króm csúcs. Narancsvörös, nem higroszkópos. Bomlás nélkül megolvad, és további melegítés hatására bomlik. Vízben nagyon jól oldódik ( narancs Az oldat színe a Cr 2 O 7 2- ionnak felel meg. Lúgos környezetben K 2 CrO 4 képződik. Tipikus oxidálószer oldatban és fúzió során. Ioncsere reakciókba lép.

Kvalitatív reakciók- éteres oldat kék színe H 2 O 2 jelenlétében, vizes oldat kék színe atomi hidrogén hatására.

Bőr cserzőanyagként, szövetfestés maróanyagaként, pirotechnikai kompozíciók komponenseként, analitikai kémiában reagensként, fémkorróziógátlóként, H 2 SO 4 (koncentráció) keverékében használják - vegyi edények mosásához.

A legfontosabb reakciók egyenletei:

4K 2 Cr 2 O 7 = 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (tömény) = 2CrCl 3 +3Cl 2 + 7H 2 O + 2KCl (forrás)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4 (96%) ⇌2KHSO 4 + 2CrO 3 + H 2 O („króm keverék”)

K 2 Cr 2 O 7 + KOH (konc) = H 2 O + 2K 2 CrO 4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - = 2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2O 7 2- +2H + +3SO 2 (g) = 2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O

Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (konc.) +2Ag + (híg.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (piros) ↓

Cr 2 O 7 2- (híg.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (piros) ↓

K 2Cr 2 O 7(t) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(syn) +7H2O+2KCl

Nyugta: K 2 CrO 4 kezelése kénsavval:

2K 2CrO 4 + H 2SO 4 (30%) = K 2Kr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

MEGHATÁROZÁS

Króm a periódusos rendszer másodlagos (B) alcsoportjának VI. csoportjának negyedik periódusában található. Megnevezés – Kr. Egyszerű anyag formájában - szürkésfehér fényes fém.

A króm testközpontú köbös rácsszerkezettel rendelkezik. Sűrűség - 7,2 g/cm3. Olvadáspontja 1890 o C, forráspontja 2680 o C.

A króm oxidációs állapota vegyületekben

A króm létezhet egyszerű anyag - fém formájában, és a fémek oxidációs állapota elemi állapotban egyenlő nulla, mivel az elektronsűrűség eloszlása ​​bennük egyenletes.

Oxidációs állapotok (+2) És (+3) a króm oxidokban (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hidroxidokban (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halogenidekben (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3) jelenik meg ), szulfátok (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) és egyéb vegyületek.

A krómot oxidációs állapota is jellemzi (+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 stb.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

2. PÉLDA

Gyakorlat A foszfor azonos oxidációs állapotú a következő vegyületekben:

a) Ca3P2 és H3PO3;

b) KH 2 PO 4 és KPO 3;

c) P406 és P4010;

d) H 3 PO 4 és H 3 PO 3.
Megoldás A feltett kérdésre adott helyes válasz érdekében felváltva meghatározzuk a foszfor oxidációjának mértékét minden egyes javasolt vegyületpárban.

a) A kalcium oxidációs állapota (+2), oxigén és hidrogén - (-2), illetve (+1). Vegyük a foszfor oxidációs állapotának értékét „x” és „y” értékkel a javasolt vegyületekben:

3 × 2 + x × 2 = 0;

3+y+3×(-2) = 0;

A válasz helytelen.

b) A kálium oxidációs állapota (+1), az oxigéné (-2) és a hidrogéné (+1). Vegyük a klór oxidációs állapotának értékét „x” és „y” értékkel a javasolt vegyületekben:

1 + 2 × 1 +x + (-2) × 4 = 0;

1 + y + (-2) × 3 = 0;

A válasz helyes.
Válasz (b) lehetőség.

Cél: elmélyítse a tanulók tudását az óra témájában.

Feladatok:

  • a krómot egyszerű anyagként jellemezze;
  • megismertesse a tanulókkal a különböző oxidációs állapotú krómvegyületeket;
  • mutassák be a vegyületek tulajdonságainak az oxidáció mértékétől való függését;
  • mutasd be a krómvegyületek redox tulajdonságait;
  • továbbra is fejleszteni kell a tanulók készségeit a kémiai reakciók egyenleteinek molekuláris és ionos formában történő lejegyzésében és az elektronikus egyensúly megteremtésében;
  • folytassa a kémiai kísérlet megfigyeléséhez szükséges készségek fejlesztését.

Óra forma: előadás a hallgatók önálló munkájának elemeivel és egy kémiai kísérlet megfigyelésével.

A lecke előrehaladása

I. Az előző óra anyagának ismétlése.

1. Válaszoljon a kérdésekre és töltse ki a feladatokat:

Milyen elemek tartoznak a króm alcsoportba?

Írja fel az atomok elektronikus képleteit!

Milyen típusú elemek ezek?

Milyen oxidációs állapotokat mutatnak a vegyületek?

Hogyan változik az atomsugár és az ionizációs energia krómról volfrámra?

Megkérheti a tanulókat, hogy töltsék ki a táblázatot az atomi sugarak és az ionizációs energiák táblázatos értékei alapján, és vonjanak le következtetéseket.

Minta táblázat:

2. Hallgassa meg egy diák beszámolóját „A króm alcsoport elemei a természetben, előkészítés és alkalmazás” témában.

II. Előadás.

Az előadás vázlata:

  1. Króm.
  2. Krómvegyületek. (2)
  • króm-oxid; (2)
  • Króm-hidroxid. (2)
  1. Krómvegyületek. (3)
  • króm-oxid; (3)
  • Króm-hidroxid. (3)
  1. Krómvegyületek (6)
  • króm-oxid; (6)
  • Króm- és dikrómsavak.
  1. A krómvegyületek tulajdonságainak függése az oxidáció mértékétől.
  2. A krómvegyületek redox tulajdonságai.

1. Chrome.

A króm fehér, fényes, kékes árnyalatú fém, nagyon kemény (sűrűsége 7,2 g/cm3), olvadáspontja 1890 ˚C.

Kémiai tulajdonságok: A króm normál körülmények között inaktív fém. Ez azzal magyarázható, hogy felületét oxidfilm (Cr 2 O 3) borítja. Melegítéskor az oxidfilm megsemmisül, és a króm magas hőmérsékleten egyszerű anyagokkal reagál:

  • 4Сr +3О 2 = 2Сr 2 О 3
  • 2Сr + 3S = Сr 2 S 3
  • 2Сr + 3Cl 2 = 2СrСl 3

Gyakorlat: készítsen egyenleteket a króm nitrogénnel, foszforral, szénnel és szilíciummal való reakcióira; Állítson össze elektronikus mérleget az egyik egyenlethez, jelölje meg az oxidálószert és a redukálószert!

A króm kölcsönhatása összetett anyagokkal:

Nagyon magas hőmérsékleten a króm reakcióba lép vízzel:

  • 2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2

Gyakorlat:

A króm híg kénsavval és sósavval reagál:

  • Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
  • Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Gyakorlat: készítsen elektronikus mérleget, jelezze az oxidálószert és a redukálószert.

A tömény kénsavas sósav és salétromsav passziválja a krómot.

2. Krómvegyületek. (2)

1. Króm-oxid (2)- A CrO szilárd, élénkvörös anyag, tipikus bázikus oxid (a króm(2)-hidroxidnak felel meg - Cr(OH) 2), vízben nem, hanem savakban oldódik:

  • CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Gyakorlat:állítson fel egy reakcióegyenletet molekuláris és ionos formában a króm-oxid (2) és kénsav kölcsönhatására.

A króm-oxid (2) könnyen oxidálódik levegőn:

  • 4CrO+ O 2 = 2Cr 2 O 3

Gyakorlat: készítsen elektronikus mérleget, jelezze az oxidálószert és a redukálószert.

A króm-oxid (2) krómamalgám légköri oxigénnel történő oxidációjával keletkezik:

2Сr (amalgám) + O 2 = 2СrО

2. Króm-hidroxid (2)- A Cr(OH)2 sárga, vízben rosszul oldódó anyag, kifejezett bázikus karakterrel, ezért kölcsönhatásba lép savakkal:

  • Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O

Gyakorlat:állítson fel reakcióegyenleteket molekuláris és ionos formában a króm-oxid (2) sósavval való kölcsönhatására.

A króm(2)-oxidhoz hasonlóan a króm(2)-hidroxid is oxidálódik:

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

Gyakorlat: készítsen elektronikus mérleget, jelezze az oxidálószert és a redukálószert.

A króm-hidroxidot (2) lúgok krómsókon (2) történő hatására állíthatjuk elő:

  • CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Gyakorlat: ionegyenleteket írni.

3. Krómvegyületek. (3)

1. Króm-oxid (3)- Cr 2 O 3 – sötétzöld por, vízben nem oldódik, tűzálló, keménysége közeli a korundhoz (króm-hidroxid (3) – Cr(OH) 3) felel meg. A króm-oxid (3) amfoter jellegű, de savakban és lúgokban rosszul oldódik. A fúzió során reakciók lépnek fel lúgokkal:

  • Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (króm K)+ H 2 O

Gyakorlat:állítson fel egy reakcióegyenletet molekuláris és ionos formában a króm-oxid (3) lítium-hidroxiddal való kölcsönhatására.

Nehéz kölcsönhatásba lépni savak és lúgok koncentrált oldataival:

  • Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]
  • Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Gyakorlat:állítson fel reakcióegyenleteket molekuláris és ionos formában a króm-oxid (3) tömény kénsavval és tömény nátrium-hidroxid oldattal való kölcsönhatására.

A króm-oxid (3) az ammónium-dikromát lebontásából nyerhető:

  • (NН 4)2Сr 2 О 7 = N 2 + Сr 2 О 3 +4Н 2 О

2. Króm-hidroxid (3) A Cr(OH)3-t krómsók oldatán lúgok hatására kapják (3):

  • CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Gyakorlat: ionegyenleteket írni

A króm-hidroxid (3) szürkés-zöld csapadék, amelynek átvételekor hiány esetén a lúgot fel kell venni. Az így kapott króm-hidroxid (3) a megfelelő oxiddal ellentétben könnyen kölcsönhatásba lép savakkal, lúgokkal, azaz. amfoter tulajdonságokat mutat:

  • Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
  • Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (hexahidroxokromit K)

Gyakorlat:állítson fel reakcióegyenleteket molekuláris és ionos formában a króm-hidroxid (3) sósavval és nátrium-hidroxiddal való kölcsönhatására.

Amikor a Cr(OH)3-ot lúgokkal olvasztják össze, metakromitok és ortokromitok keletkeznek:

  • Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metakromit K)+ 2H 2O
  • Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H 2O

4. Krómvegyületek. (6)

1. Króm-oxid (6)- CrO 3 – sötétvörös kristályos anyag, vízben jól oldódik – tipikus savas oxid. Ez az oxid két savnak felel meg:

  • CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (krómsav – felesleges víz esetén keletkezik)
  • CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7 (dikrómsav – magas króm-oxid koncentrációban keletkezik (3)).

A króm-oxid (6) nagyon erős oxidálószer, ezért energetikailag kölcsönhatásba lép a szerves anyagokkal:

  • C 2 H 5 OH + 4CrO 3 = 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Ezenkívül oxidálja a jódot, ként, foszfort, szenet:

  • 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Gyakorlat:állítsa fel a króm-oxid (6) jóddal, foszforral, szénnel való kémiai reakcióinak egyenleteit; hozzon létre egy elektronikus mérleget az egyik egyenlethez, jelölje meg az oxidálószert és a redukálószert

250 0 C-ra melegítve a króm-oxid (6) lebomlik:

  • 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

A króm-oxid (6) tömény kénsav szilárd kromátok és dikromátok hatására állítható elő:

  • K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

2. Króm- és dikrómsavak.

A krómsav és a dikrómsavak csak vizes oldatokban léteznek, és stabil sókat, kromátokat és dikromátokat képeznek. A kromátok és oldataik sárgák, a dikromátok narancssárgák.

A kromát - CrO 4 2- ionok és a dikromát - Cr 2O 7 2- ionok könnyen átalakulnak egymáská, ha az oldat környezete megváltozik

Savas oldatban a kromátok dikromátokká alakulnak:

  • 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Lúgos környezetben a dikromátok kromátokká alakulnak:

  • K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

Hígításkor a dikrómsav krómsavvá alakul:

  • H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. A krómvegyületek tulajdonságainak függése az oxidáció mértékétől.

Oxidációs állapot +2 +3 +6
Oxid CrO Cr 2 O 3 СrО 3
Az oxid jellege alapvető amfoter sav
Hidroxid Cr(OH)2 Cr(OH) 3 – H 3 CrO 3 H 2 CrO 4
A hidroxid természete alapvető amfoter sav

→ a bázikus tulajdonságok gyengülése és a savas tulajdonságok erősödése→

6. Krómvegyületek redox tulajdonságai.

Reakciók savas környezetben.

Savas környezetben a Cr +6 vegyületek redukálószerek hatására Cr +3 vegyületekké alakulnak át: H 2 S, SO 2, FeSO 4

  • K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7 H 2 O
  • S -2 – 2e → S 0
  • 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Gyakorlat:

1. Egyenlítse ki a reakcióegyenletet az elektronikus mérleg módszerével, adja meg az oxidálószert és a redukálószert:

  • 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. Adja hozzá a reakciótermékeket, egyenlítse ki az egyenletet az elektronikus mérleg módszerével, adja meg az oxidálószert és a redukálószert:

  • K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 =? +? +H2O

Reakciók lúgos környezetben.

Lúgos környezetben a Cr +3 krómvegyületek oxidálószerek hatására Cr +6 vegyületekké alakulnak át: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

  • 2KCrO 2 + 3 Br 2 + 8 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + 2 KBr + 4 NaBr + 4H 2 O
  • Cr +3 - 3e → Cr +6
  • Br2 0 +2e → 2Br -

Gyakorlat:

Egyenlítse ki a reakcióegyenletet az elektronikus mérleg módszerével, jelölje meg az oxidálószert és a redukálószert:

  • NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O

Adja hozzá a reakciótermékeket, egyenlítse ki az egyenletet az elektronikus mérleg módszerével, adja meg az oxidálószert és a redukálószert:

  • Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? + ?

Így az oxidációs tulajdonságok következetesen nőnek az oxidációs állapot változásával a következő sorozatban: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. A krómvegyületek (2) erős redukálószerek, könnyen oxidálódnak, és krómvegyületekké alakulnak (3). A krómvegyületek (6) erős oxidálószerek, és könnyen redukálódnak krómvegyületekké (3). A krómvegyületek (3) erős redukálószerekkel kölcsönhatásba lépve oxidáló tulajdonságokat mutatnak, krómvegyületekké alakulnak (2), erős oxidálószerekkel kölcsönhatásba lépve pedig redukáló tulajdonságokat mutatnak, krómvegyületekké alakulva (6)

Az előadás módszertanához:

  1. A hallgatók kognitív tevékenységének fokozása és érdeklődésének fenntartása érdekében célszerű demonstrációs kísérletet végezni az előadás során. Az oktatási laboratórium képességeitől függően a következő kísérletek mutathatók be a hallgatóknak:
  • króm-oxid (2) és króm-hidroxid (2) előállítása, alapvető tulajdonságaik bizonyítása;
  • króm-oxid (3) és króm-hidroxid (3) előállítása, amfoter tulajdonságaik bizonyítása;
  • króm-oxid (6) előállítása és vízben való feloldása (króm- és dikrómsav előállítása);
  • a kromátok átmenete dikromáttá, a dikromátok kromáttá.
  1. Az önálló munkavégzési feladatok a tanulók valós tanulási képességeit figyelembe véve differenciálhatók.
  2. Az előadást az alábbi feladatok elvégzésével tudja teljesíteni: írjon fel kémiai reakciók egyenleteit, amelyek segítségével az alábbi átalakításokat hajthatja végre!

.III. Házi feladat: javítsa az előadást (adja hozzá a kémiai reakciók egyenleteit)

  1. Vasziljeva Z.G. Laboratóriumi munka általános és szervetlen kémiából. -M.: „Kémia”, 1979 – 450 p.
  2. Egorov A.S. Kémia tanár. – Rostov-on-Don: „Phoenix”, 2006.-765 p.
  3. Kudrjavcev A.A. Kémiai egyenletek írása. - M., „Felsőiskola”, 1979. - 295 p.
  4. Petrov M.M. Szervetlen kémia. – Leningrád: „Kémia”, 1989. – 543 p.
  5. Ushkalova V.N. Kémia: versenyfeladatok és válaszok. - M.: „Felvilágosodás”, 2000. – 223 p.

Króm (Cr), Mengyelejev periódusos rendszerének VI. csoportjába tartozó kémiai elem. Ez egy átmeneti fém, amelynek rendszáma 24 és atomtömege 51,996. Görögről lefordítva a fém neve „színt” jelent. A fém a nevét a különféle vegyületeiben rejlő sokféle színnek köszönheti.

A króm fizikai jellemzői

A fém kellő keménységgel és ridegséggel rendelkezik egyszerre. A Mohs-skála szerint a króm keménysége 5,5. Ez a mutató azt jelenti, hogy a króm az urán, az irídium, a volfrám és a berillium után a ma ismert fémek közül a legnagyobb keménységgel rendelkezik. Az egyszerű króm anyagot kékesfehér szín jellemzi.

A fém nem ritka elem. Koncentrációja a földkéregben eléri a 0,02 tömeg%-ot. megoszt A króm soha nem található tiszta formájában. Ásványokban és ércekben található, amelyek a fémkitermelés fő forrásai. A fő krómvegyületnek a kromit (krómvasérc, FeO*Cr 2 O 3) tekintik. Egy másik meglehetősen gyakori, de kevésbé fontos ásvány a krokoit PbCrO 4 .

A fém könnyen megolvasztható 1907 0 C (2180 0 K vagy 3465 0 F) hőmérsékleten. 2672 0 C hőmérsékleten felforr. A fém atomtömege 51,996 g/mol.

A króm mágneses tulajdonságai miatt egyedülálló fém. Szobahőmérsékleten antiferromágneses rendeződést mutat, míg más fémek rendkívül alacsony hőmérsékleten. Ha azonban a krómot 37 0 C fölé hevítik, fizikai tulajdonságok króm csere. Így az elektromos ellenállás és a lineáris tágulási együttható jelentősen megváltozik, a rugalmassági modulus elér egy minimális értéket, és jelentősen megnő a belső súrlódás. Ez a jelenség a Néel-pont áthaladásával függ össze, amelynél az anyag antiferromágneses tulajdonságai paramágnesessé változhatnak. Ez azt jelenti, hogy az első szintet átment, és az anyag mennyisége meredeken nőtt.

A króm szerkezete egy testközpontú rács, melynek köszönhetően a fémet a rideg-képlékeny periódus hőmérséklete jellemzi. Ennek a fémnek a tisztasági foka azonban nagy jelentőséggel bír, ezért az érték -50 0 C - +350 0 C tartományba esik. A gyakorlat azt mutatja, hogy a kristályosított fém nem rugalmas, hanem lágy. lágyítás és formázás alakíthatóvá teszi.

A króm kémiai tulajdonságai

Az atom a következő külső konfigurációval rendelkezik: 3d 5 4s 1. A vegyületekben a króm általában a következő oxidációs állapotokkal rendelkezik: +2, +3, +6, amelyek közül a Cr 3+ a legnagyobb stabilitású, emellett vannak olyan vegyületek is, amelyekben a króm teljesen eltérő oxidációs állapotot mutat, nevezetesen : +1 , +4, +5.

A fém kémiailag nem különösen reakcióképes. Ha a króm normál körülményeknek van kitéve, a fém ellenáll a nedvességnek és az oxigénnek. Azonban, ezt a jellemzőt nem vonatkozik a króm és fluor vegyületére - CrF 3, amely 600 0 C-ot meghaladó hőmérsékletnek kitéve kölcsönhatásba lép a vízgőzzel, és a reakció eredményeként Cr 2 O 3 képződik, valamint nitrogén, szén és kén. .

A fém króm hevítésekor reakcióba lép halogénekkel, kénnel, szilíciummal, bórral, szénnel és néhány más elemmel, ami a króm következő kémiai reakcióit eredményezi:

Cr + 2F 2 = CrF 4 (CrF 5 keverékével)

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2Cr + 3S = Cr 2 S 3

A kromátok előállíthatók króm olvadt szóda levegőn, nitrátjaival vagy alkálifém-klorátjaival való melegítésével:

2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.

A króm nem mérgező, ami egyes vegyületeiről nem mondható el. Mint ismeretes, a fémből származó por, ha bejut a szervezetbe, irritálhatja a tüdőt, nem szívódik fel a bőrön keresztül. De mivel nem tiszta formájában fordul elő, lehetetlen bejutni az emberi szervezetbe.

Háromértékű króm lép be környezet a krómérc bányászata és feldolgozása során. A króm valószínűleg a testsúlycsökkentő programokban használt étrend-kiegészítő formájában kerül be az emberi szervezetbe. A króm, amelynek vegyértéke +3, aktív résztvevője a glükóz szintézisének. A tudósok azt találták, hogy a króm túlzott fogyasztása nem okoz különösebb kárt az emberi szervezetben, mivel nem szívódik fel, viszont felhalmozódhat a szervezetben.

A hat vegyértékű fémet tartalmazó vegyületek rendkívül mérgezőek. Az emberi szervezetbe kerülésük valószínűsége kromátok gyártása, tárgyak krómozása és egyes hegesztési munkák során jelentkezik. Az ilyen króm szervezetbe jutása súlyos következményekkel jár, mivel azok a vegyületek, amelyekben hat vegyértékű elem van jelen, erős oxidálószerek. Ezért vérzést okozhatnak a gyomorban és a belekben, néha a bél perforációjával. Amikor az ilyen vegyületek érintkezésbe kerülnek a bőrrel, erős kémiai reakciók lépnek fel égési sérülések, gyulladások és fekélyek formájában.

A kimenő króm minőségétől függően a fém előállítására többféle módszer létezik: króm-oxid koncentrált vizes oldatainak elektrolízise, ​​szulfátok elektrolízise és redukció szilícium-oxiddal. Ez utóbbi módszer azonban nem túl népszerű, mivel óriási mennyiségű szennyeződéssel állítja elő a krómot. Ráadásul gazdaságilag nem is életképes.

A króm jellemző oxidációs állapotai
Oxidációs állapot Oxid Hidroxid karakter A megoldásokban uralkodó formák Megjegyzések
+2 CrO (fekete) Cr(OH)2 (sárga) Alapvető Cr2+ (kék sók) Nagyon erős redukálószer
Cr2O3 (zöld) Cr(OH)3 (szürkés-zöld) Amfoter

Cr3+ (zöld vagy lila sók)
- (zöld)
+4 CrO2 nem létezik Nem sóképző -

Ritkán előforduló, jellegtelen
+6 CrO3 (piros)

H2CrO4
H2Cr2O7

 Sav

CrO42- (kromátok, sárga)
Cr2O72- (dikromátok, narancs)

 Az átmenet a környezet pH-értékétől függ. Erős oxidálószer, higroszkópos, nagyon mérgező.

Változó oxidációs fokú krómvegyületek redox tulajdonságai.

Króm. Az atom szerkezete. Lehetséges oxidációs állapotok. Sav-bázis tulajdonságok. Alkalmazás.

Cr +24)2)8)13)1

A króm oxidációs foka +2, +3 és +6.

Az oxidáció mértékének növekedésével a savas és oxidáló tulajdonságok nőnek. A króm Cr2+ származékai nagyon erős redukálószerek. A Cr2+ ion a króm savakban való oldásának első szakaszában vagy a Cr3+ savas oldatban cinkkel történő redukciója során keletkezik. Dehidratáláskor a Cr(OH)2-hidroxid Cr2O3-dá alakul. A Cr3+ vegyületek levegőben stabilak. Redukáló és oxidálószerek egyaránt lehetnek. A Cr3+ savas oldatban cinkkel Cr2+-vá redukálható, vagy lúgos oldatban CrO42-vé oxidálható brómmal és más oxidálószerekkel. A Cr(OH)3-hidroxid (vagy inkább a Cr2O3nH2O) egy amfoter vegyület, amely sókat képez a Cr3+ kationnal vagy a krómsav HCrO2 - kromitjaival (például KSrO2, NaCrO2). Cr6+ vegyületek: króm-anhidrid CrO3, krómsavak és sóik, melyek közül a legfontosabbak a kromátok és a dikromátok - erősen oxidáló sók.

Kopásálló és gyönyörű galvanikus bevonatként használják (krómozás). A krómot ötvözetek előállítására használják: króm-30 és króm-90, amelyek nélkülözhetetlenek a nagy teljesítményű plazmapisztolyok fúvókáinak gyártásához és a repülőgépiparban.

A króm kémiailag inaktív. Normál körülmények között csak fluorral (nem fémekből) reagál, fluoridok keverékét képezve.

Kromátok és dikromátok

A kromátok CrO3 vagy krómsav oldatok lúgokkal történő kölcsönhatásával jönnek létre:

СгО3 + 2NaOH = Na2CrO4 + Н2О

A dikromátokat savak kromátokra történő hatására állítják elő:

2 Na2Cr2O4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

A krómvegyületeket redox reakciók jellemzik.

A króm(II)-vegyületek erős redukálószerek és könnyen oxidálódnak

4 (5gCl2 + O2 + 4HCI = 4CrCl3 + 2H2O

A krómvegyületeket (!!!) redukáló tulajdonságok jellemzik. Oxidálószerek hatására:

kromátokhoz - lúgos környezetben,

dikromátokban - savas környezetben.

Cr(OH)3. CrOH + HCl = CrCl + H2O, 3CrOH + 2NaOH = Cr3Na2O3 + 3H2O

Kromátok (III) (régi nevén: kromitok).

A krómvegyületeket redukáló tulajdonságok jellemzik. Oxidálószerek hatására:

kromátokhoz - lúgos környezetben,

dikromátokban - savas környezetben.

2Na3 [Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O

5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 3K2Cr2O7 + 2H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 9H2SO4

A krómsav sói savas környezetben erős oxidálószerek:

3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O