Ang Chromium ay isang elemento ng pangalawang subgroup ng ika-6 na pangkat ng ika-4 na yugto periodic table mga elemento ng kemikal ng D.I. Mendeleev, na may atomic number na 24. Tinutukoy ng simbolong Cr (lat. Chromium). Ang simpleng sangkap na chromium ay isang matigas na metal na may mala-bughaw-puting kulay.
Mga kemikal na katangian ng chromium
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang chromium ay tumutugon lamang sa fluorine. Sa mataas na temperatura (mahigit sa 600°C) ito ay nakikipag-ugnayan sa oxygen, halogens, nitrogen, silicon, boron, sulfur, phosphorus.
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
Kapag pinainit, ito ay tumutugon sa singaw ng tubig:
2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2
Natutunaw ang Chromium sa dilute strong acids (HCl, H 2 SO 4)
Sa kawalan ng hangin, ang Cr 2+ salts ay nabuo, at sa hangin, Cr 3+ salts ay nabuo.
Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2
2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2
Ang pagkakaroon ng isang proteksiyon na pelikula ng oksido sa ibabaw ng metal ay nagpapaliwanag ng pagiging pasibo nito na may kaugnayan sa mga puro solusyon ng mga acid - mga oxidizer.
Mga compound ng Chromium
Chromium(II) oxide at chromium(II) hydroxide ay basic sa kalikasan.
Cr(OH) 2 + 2HCl → CrCl 2 + 2H 2 O
Ang mga compound ng Chromium (II) ay malakas na mga ahente ng pagbabawas; transform sa chromium (III) compounds sa ilalim ng impluwensya ng atmospheric oxygen.
2CrCl 2 + 2HCl → 2CrCl 3 + H 2
4Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O → 4Cr(OH) 3
Chromium oxide (III) Ang Cr 2 O 3 ay isang berde, hindi malulutas sa tubig na pulbos. Maaaring makuha sa pamamagitan ng calcination ng chromium(III) hydroxide o potassium at ammonium dichromates:
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 (reaksyon ng bulkan)
Amphoteric oxide. Kapag ang Cr 2 O 3 ay pinagsama sa alkalis, soda at acid salts, ang mga chromium compound na may oxidation state na (+3) ay nakukuha:
Cr 2 O 3 + 2NaOH → 2NaCrO 2 + H 2 O
Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaCrO 2 + CO 2
Kapag pinagsama sa isang pinaghalong alkali at oxidizing agent, ang mga chromium compound ay nakuha sa estado ng oksihenasyon (+6):
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O
Chromium (III) hydroxide C r (OH) 3 . Amphoteric hydroxide. Gray-green, nabubulok kapag pinainit, nawawalan ng tubig at nagiging berde metahydroxide CrO(OH). Hindi natutunaw sa tubig. Namuo mula sa solusyon bilang isang grey-blue at bluish-green hydrate. Tumutugon sa mga acid at alkalis, hindi nakikipag-ugnayan sa ammonia hydrate.
Mayroon itong mga amphoteric na katangian - natutunaw ito sa parehong mga acid at alkali:
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 - (conc.) = [Cr(OH) 6 ] 3-
Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (berde) + 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 (conc.) + ZN 2 O 2 (conc.) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0
Resibo: pag-ulan na may ammonia hydrate mula sa isang solusyon ng chromium(III) salts:
Cr 3+ + 3(NH 3 H 2 O) = SAr(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (sa sobrang alkali - natutunaw ang precipitate)
Ang Chromium (III) salts ay may purple o dark green na kulay. Ang kanilang mga kemikal na katangian ay kahawig ng walang kulay na mga aluminyo na asing-gamot.
Ang mga compound ng Cr(III) ay maaaring magpakita ng parehong pag-oxidizing at pagbabawas ng mga katangian:
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
Hexavalent chromium compounds
Chromium(VI) oxide CrO 3 - maliwanag na pulang kristal, natutunaw sa tubig.
Nakuha mula sa potassium chromate (o dichromate) at H 2 SO 4 (conc.).
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
Ang CrO 3 ay isang acidic oxide, na may alkalis na bumubuo ng dilaw na chromates CrO 4 2-:
CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O
Sa isang acidic na kapaligiran, ang mga chromate ay nagiging orange dichromates 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
Sa isang alkalina na kapaligiran, ang reaksyong ito ay nagpapatuloy sa kabaligtaran na direksyon:
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH → 2K 2 CrO 4 + H 2 O
Ang Potassium dichromate ay isang oxidizing agent sa isang acidic na kapaligiran:
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 + 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
Potassium chromate K 2 Cr O 4 . Oxosol. Dilaw, hindi hygroscopic. Natutunaw nang walang decomposition, thermally stable. Tunay na natutunaw sa tubig ( dilaw ang kulay ng solusyon ay tumutugma sa CrO 4 2- ion), bahagyang hydrolyzes ang anion. Sa isang acidic na kapaligiran ito ay nagiging K 2 Cr 2 O 7 . Oxidizing agent (mas mahina kaysa sa K 2 Cr 2 O 7). Pumapasok sa mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion.
Kwalitatibong reaksyon sa CrO 4 2- ion - ang pag-ulan ng isang dilaw na precipitate ng barium chromate, na nabubulok sa isang malakas na acidic na kapaligiran. Ito ay ginagamit bilang isang mordant para sa pagtitina ng mga tela, isang leather tanning agent, isang selective oxidizing agent, at isang reagent sa analytical chemistry.
Mga equation ng pinakamahalagang reaksyon:
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 (concentration, horizon) = 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[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH
2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(pula) ↓
Kwalitatibong reaksyon:
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = 2KCl + BaCrO 4 ↓
2BaCrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O
Resibo: sintering ng chromite na may potash sa hangin:
4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)
Potassium dichromate K 2 Cr 2 O 7 . Oxosol. Teknikal na pangalan chrome peak. Kahel-pula, hindi hygroscopic. Natutunaw nang walang agnas, at nabubulok sa karagdagang pag-init. Tunay na natutunaw sa tubig ( kahel Ang kulay ng solusyon ay tumutugma sa Cr 2 O 7 2- ion. Sa isang alkaline na kapaligiran ito ay bumubuo ng K 2 CrO 4 . Isang tipikal na ahente ng oxidizing sa solusyon at sa panahon ng pagsasanib. Pumapasok sa mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion.
Mga reaksyon ng husay- asul na kulay ng isang ethereal na solusyon sa pagkakaroon ng H 2 O 2, asul na kulay ng isang may tubig na solusyon sa ilalim ng pagkilos ng atomic hydrogen.
Ito ay ginagamit bilang isang leather tanning agent, isang mordant para sa pagtitina ng mga tela, isang bahagi ng pyrotechnic compositions, isang reagent sa analytical chemistry, isang metal corrosion inhibitor, sa isang halo na may H 2 SO 4 (conc.) - para sa paghuhugas ng mga pagkaing kemikal.
Mga equation ng pinakamahalagang reaksyon:
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 (conc) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (kumukulo)
K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O (“chromium mixture”)
K 2 Cr 2 O 7 +KOH (conc) =H 2 O+2K 2 CrO 4
Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O
Cr 2 O 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- (conc.) +2Ag + (dil.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (pula) ↓
Cr 2 O 7 2- (dil.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (pula) ↓
K 2 Cr 2 O 7(t) +6HCl+8H 0 (Zn)=2CrCl 2(syn) +7H 2 O+2KCl
Resibo: paggamot ng K 2 CrO 4 na may sulfuric acid:
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (30%) = K 2Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
DEPINISYON
Chromium matatagpuan sa ikaapat na yugto ng pangkat VI ng pangalawang (B) subgroup ng Periodic table. Pagtatalaga – Cr. Sa anyo ng isang simpleng sangkap - isang kulay-abo-puting makintab na metal.
Ang Chrome ay may body-centered cubic lattice structure. Densidad - 7.2 g/cm3. Ang mga punto ng pagkatunaw at pagkulo ay 1890 o C at 2680 o C, ayon sa pagkakabanggit.
Katayuan ng oksihenasyon ng chromium sa mga compound
Maaaring umiral ang Chromium sa anyo ng isang simpleng sangkap - isang metal, at ang estado ng oksihenasyon ng mga metal sa elemental na estado ay katumbas ng sero, dahil ang pamamahagi ng density ng elektron sa kanila ay pare-pareho.
Mga estado ng oksihenasyon (+2) At (+3) Ang chromium ay lumilitaw sa mga oxide (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hydroxides (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halides (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfates (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) at iba pang mga compound.
Ang Chromium ay nailalarawan din sa estado ng oksihenasyon nito (+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, atbp.
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
HALIMBAWA 1
HALIMBAWA 2
| Mag-ehersisyo | Ang posporus ay may parehong estado ng oksihenasyon sa mga sumusunod na compound: a) Ca 3 P 2 at H 3 PO 3; b) KH 2 PO 4 at KPO 3; c) P 4 O 6 at P 4 O 10; d) H 3 PO 4 at H 3 PO 3. |
| Solusyon | Upang maibigay ang tamang sagot sa tanong na ibinibigay, salit-salit nating tutukuyin ang antas ng oksihenasyon ng posporus sa bawat pares ng mga iminungkahing compound. a) Ang estado ng oksihenasyon ng calcium ay (+2), oxygen at hydrogen - (-2) at (+1), ayon sa pagkakabanggit. Kunin natin ang halaga ng estado ng oksihenasyon ng posporus bilang "x" at "y" sa mga iminungkahing compound: 3 ×2 + x ×2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; Mali ang sagot. b) Ang estado ng oksihenasyon ng potassium ay (+1), ang oxygen at hydrogen ay (-2) at (+1), ayon sa pagkakabanggit. Kunin natin ang halaga ng estado ng oksihenasyon ng chlorine bilang "x" at "y" sa mga iminungkahing compound: 1 + 2×1 +x + (-2)×4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; Tama ang sagot. |
| Sagot | Pagpipilian (b). |
Target: palalimin ang kaalaman ng mga mag-aaral sa paksa ng aralin.
Mga gawain:
- kilalanin ang chromium bilang isang simpleng sangkap;
- ipakilala sa mga mag-aaral ang mga chromium compound ng iba't ibang estado ng oksihenasyon;
- ipakita ang pag-asa ng mga katangian ng mga compound sa antas ng oksihenasyon;
- ipakita ang redox properties ng chromium compounds;
- patuloy na paunlarin ang mga kasanayan ng mga mag-aaral sa pagsulat ng mga equation ng mga kemikal na reaksyon sa molecular at ionic na anyo at paglikha ng electronic balance;
- patuloy na linangin ang mga kasanayan sa pagmamasid sa isang eksperimento sa kemikal.
Form ng aralin: lecture na may mga elemento ng independiyenteng gawain ng mga mag-aaral at pagmamasid sa isang eksperimento sa kemikal.
Pag-unlad ng aralin
I. Pag-uulit ng materyal mula sa nakaraang aralin.
1. Sagutin ang mga tanong at kumpletuhin ang mga gawain:
Anong mga elemento ang nabibilang sa chromium subgroup?
Sumulat ng mga elektronikong formula ng mga atom
Anong uri ng mga elemento ang mga ito?
Anong mga estado ng oksihenasyon ang ipinapakita ng mga compound?
Paano nagbabago ang atomic radius at ionization energy mula sa chromium hanggang tungsten?
Maaari mong hilingin sa mga mag-aaral na kumpletuhin ang talahanayan gamit ang mga naka-tabulated na halaga ng atomic radii, ionization energies at gumawa ng mga konklusyon.
Halimbawang talahanayan:
2. Makinig sa ulat ng mag-aaral sa paksang "Mga elemento ng chromium subgroup sa kalikasan, paghahanda at aplikasyon."
II. Lecture.
Balangkas ng lecture:
- Chromium.
- Mga compound ng Chromium. (2)
- Chromium oxide; (2)
- Chromium hydroxide. (2)
- Mga compound ng Chromium. (3)
- Chromium oxide; (3)
- Chromium hydroxide. (3)
- Mga compound ng Chromium (6)
- Chromium oxide; (6)
- Mga Chromic at dichromic acid.
- Ang pag-asa ng mga katangian ng mga chromium compound sa antas ng oksihenasyon.
- Mga katangian ng redox ng mga chromium compound.
1. Chrome.
Ang Chrome ay isang puti, makintab na metal na may maasul na kulay, napakatigas (density 7.2 g/cm3), melting point 1890˚C.
Mga katangian ng kemikal: Ang Chromium ay isang hindi aktibong metal sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang ibabaw nito ay natatakpan ng isang oxide film (Cr 2 O 3). Kapag pinainit, ang oxide film ay nawasak, at ang chromium ay tumutugon sa mga simpleng sangkap sa mataas na temperatura:
- 4Сr +3О 2 = 2Сr 2 О 3
- 2Сr + 3S = Сr 2 S 3
- 2Сr + 3Cl 2 = 2СrСl 3
Pagsasanay: gumuhit ng mga equation para sa mga reaksyon ng chromium na may nitrogen, phosphorus, carbon at silikon; Bumuo ng isang elektronikong balanse para sa isa sa mga equation, ipahiwatig ang oxidizing agent at ang reducing agent.
Pakikipag-ugnayan ng chromium sa mga kumplikadong sangkap:
Sa napakataas na temperatura, ang chromium ay tumutugon sa tubig:
- 2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2
Pagsasanay:
Ang Chromium ay tumutugon sa dilute na sulfuric at hydrochloric acid:
- Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
- Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2
Pagsasanay: gumuhit ng isang elektronikong balanse, ipahiwatig ang ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas.
Ang concentrated sulfuric hydrochloric at nitric acids ay nagpapasa ng chromium.
2. Mga compound ng Chromium. (2)
1. Chromium oxide (2)- Ang CrO ay isang solid, maliwanag na pulang substansiya, isang tipikal na pangunahing oksido (ito ay tumutugma sa chromium (2) hydroxide - Cr(OH) 2), hindi natutunaw sa tubig, ngunit natutunaw sa mga acid:
- CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
Pagsasanay: gumuhit ng equation ng reaksyon sa molecular at ionic form para sa interaksyon ng chromium oxide (2) sa sulfuric acid.
Ang Chromium oxide (2) ay madaling ma-oxidize sa hangin:
- 4CrO+ O 2 = 2Cr 2 O 3
Pagsasanay: gumuhit ng isang elektronikong balanse, ipahiwatig ang ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas.
Ang Chromium oxide (2) ay nabuo sa pamamagitan ng oksihenasyon ng chromium amalgam na may atmospheric oxygen:
2Сr (amalgam) + O 2 = 2СrО
2. Chromium hydroxide (2)- Ang Cr(OH) 2 ay isang dilaw na sangkap, hindi gaanong natutunaw sa tubig, na may binibigkas na pangunahing karakter, samakatuwid ito ay nakikipag-ugnayan sa mga acid:
- Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O
Pagsasanay: gumuhit ng mga equation ng reaksyon sa molecular at ionic form para sa interaksyon ng chromium oxide (2) sa hydrochloric acid.
Tulad ng chromium(2) oxide, ang chromium(2) hydroxide ay na-oxidized:
- 4 Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Cr(OH) 3
Pagsasanay: gumuhit ng isang elektronikong balanse, ipahiwatig ang ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas.
Maaaring makuha ang Chromium hydroxide (2) sa pamamagitan ng pagkilos ng alkalis sa mga chromium salts (2):
- CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl
Pagsasanay: sumulat ng mga ionic equation.
3. Mga compound ng Chromium. (3)
1. Chromium oxide (3)- Cr 2 O 3 – dark green powder, hindi matutunaw sa tubig, refractory, malapit sa tigas sa corundum (chromium hydroxide (3) – Cr(OH) 3) ang tumutugma dito. Ang Chromium oxide (3) ay amphoteric sa kalikasan, ngunit hindi gaanong natutunaw sa mga acid at alkalis. Ang mga reaksyon sa alkalis ay nangyayari sa panahon ng pagsasanib:
- Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (chromite K)+ H 2 O
Pagsasanay: gumuhit ng equation ng reaksyon sa molecular at ionic form para sa interaksyon ng chromium oxide (3) sa lithium hydroxide.
Mahirap makipag-ugnayan sa mga puro solusyon ng mga acid at alkalis:
- Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]
- Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
Pagsasanay: gumuhit ng mga equation ng reaksyon sa molecular at ionic form para sa interaksyon ng chromium oxide (3) sa concentrated sulfuric acid at isang concentrated solution ng sodium hydroxide.
Maaaring makuha ang Chromium oxide (3) mula sa decomposition ng ammonium dichromate:
- (NН 4)2Сr 2 О 7 = N 2 + Сr 2 О 3 +4Н 2 О
2. Chromium hydroxide (3) Ang Cr(OH) 3 ay nakukuha sa pamamagitan ng pagkilos ng alkalis sa mga solusyon ng chromium salts (3):
- CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl
Pagsasanay: sumulat ng mga ionic equation
Ang Chromium hydroxide (3) ay isang gray-green precipitate, kapag natanggap kung saan ang alkali ay dapat kunin sa kakulangan. Ang chromium hydroxide (3) na nakuha sa ganitong paraan, sa kaibahan sa kaukulang oksido, ay madaling nakikipag-ugnayan sa mga acid at alkalis, i.e. nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric:
- Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
- Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (hexahydroxochromite K)
Pagsasanay: gumuhit ng mga equation ng reaksyon sa molecular at ionic form para sa interaksyon ng chromium hydroxide (3) sa hydrochloric acid at sodium hydroxide.
Kapag ang Cr(OH) 3 ay pinagsama sa alkalis, ang mga metachromites at orthochromites ay nakuha:
- Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metachromite K)+ 2H 2 O
- Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (orthochromite K)+ 3H 2 O
4. Mga compound ng Chromium. (6)
1. Chromium oxide (6)- CrO 3 – madilim na pulang mala-kristal na substansiya, lubos na natutunaw sa tubig – isang tipikal na acidic oxide. Ang oxide na ito ay tumutugma sa dalawang acids:
- CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (chromic acid - nabuo kapag may labis na tubig)
- CrO 3 + H 2 O =H 2 Cr 2 O 7 (dichromic acid - nabuo sa isang mataas na konsentrasyon ng chromium oxide (3)).
Ang Chromium oxide (6) ay isang napakalakas na ahente ng oxidizing, samakatuwid ito ay masiglang nakikipag-ugnayan sa mga organikong sangkap:
- C 2 H 5 OH + 4CrO 3 = 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O
Nag-oxidize din ng yodo, asupre, posporus, karbon:
- 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3
Pagsasanay: gumuhit ng mga equation ng mga kemikal na reaksyon ng chromium oxide (6) na may yodo, posporus, karbon; lumikha ng isang elektronikong balanse para sa isa sa mga equation, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent
Kapag pinainit sa 250 0 C, ang chromium oxide (6) ay nabubulok:
- 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2
Maaaring makuha ang Chromium oxide (6) sa pamamagitan ng pagkilos ng concentrated sulfuric acid sa solid chromates at dichromates:
- K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O
2. Mga Chromic at dichromic acid.
Ang mga chromic at dichromic acid ay umiiral lamang sa mga may tubig na solusyon at bumubuo ng mga matatag na asin, chromates at dichromates, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga Chromate at ang kanilang mga solusyon ay dilaw sa kulay, dichromates ay orange.
Chromate - CrO 4 2- ions at dichromate - Cr 2O 7 2- ions ay madaling mag-transform sa isa't isa kapag nagbabago ang kapaligiran ng solusyon
Sa isang acidic na solusyon, ang mga chromate ay nagiging dichromates:
- 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
Sa isang alkaline na kapaligiran, ang dichromates ay nagiging chromates:
- K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O
Kapag natunaw, ang dichromic acid ay nagiging chromic acid:
- H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4
5. Pag-asa ng mga katangian ng mga chromium compound sa antas ng oksihenasyon.
| Katayuan ng oksihenasyon | +2 | +3 | +6 |
| Oksido | CrO | Cr 2 O 3 | СrО 3 |
| Katangian ng oksido | basic | amphoteric | acid |
| haydroksayd | Cr(OH) 2 | Cr(OH) 3 – H 3 CrO 3 | H 2 CrO 4 |
| Kalikasan ng hydroxide | basic | amphoteric | acid |
|
→ pagpapahina ng mga pangunahing katangian at pagpapalakas ng mga acidic na katangian→ |
|||
6. Redox properties ng chromium compounds.
Mga reaksyon sa isang acidic na kapaligiran.
Sa isang acidic na kapaligiran, ang mga compound ng Cr +6 ay nagbabago sa mga compound ng Cr +3 sa ilalim ng pagkilos ng mga nagpapababang ahente: 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 + 7H 2 O
- S -2 – 2e → S 0
- 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3
Pagsasanay:
1. I-equalize ang reaction equation gamit ang electronic balance method, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent:
- 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. Idagdag ang mga produkto ng reaksyon, i-equalize ang equation gamit ang electronic balance method, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent:
- K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 =? +? +H 2 O
Mga reaksyon sa isang alkalina na kapaligiran.
Sa isang alkaline na kapaligiran, ang mga chromium compound na Cr +3 ay nagbabago sa mga compound na Cr +6 sa ilalim ng pagkilos ng mga oxidizing agent: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:
- 2KCrO 2 +3 Br 2 +8NaOH =2Na 2 CrO 4 + 2KBr +4NaBr + 4H 2 O
- Cr +3 - 3e → Cr +6
- Br2 0 +2e → 2Br -
Pagsasanay:
I-equalize ang reaction equation gamit ang electronic balance method, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent:
- NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O
Idagdag ang mga produkto ng reaksyon, i-equalize ang equation gamit ang electronic balance method, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent:
- Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? + ?
Kaya, ang mga katangian ng oxidizing ay patuloy na tumataas sa isang pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon sa serye: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Ang Chromium compounds (2) ay malakas na reducing agent at madaling ma-oxidized, nagiging chromium compounds (3). Ang mga Chromium compound (6) ay malakas na oxidizing agent at madaling nababawasan sa chromium compounds (3). Ang mga Chromium compound (3) kapag nakikipag-ugnayan sa malakas na mga ahente ng pagbabawas ay nagpapakita ng mga katangian ng pag-oxidizing, nagiging mga chromium compound (2), at kapag nakikipag-ugnayan sa mga malakas na ahente ng pag-oxidize, nagpapakita sila ng mga katangian ng pagbabawas, nagiging mga chromium compound (6)
Para sa pamamaraan ng panayam:
- Upang mapahusay ang aktibidad ng pag-iisip ng mga mag-aaral at mapanatili ang interes, ipinapayong magsagawa ng isang eksperimento sa pagpapakita sa panahon ng lektura. Depende sa mga kakayahan ng pang-edukasyon na laboratoryo, ang mga sumusunod na eksperimento ay maaaring ipakita sa mga mag-aaral:
- pagkuha ng chromium oxide (2) at chromium hydroxide (2), patunay ng kanilang mga pangunahing katangian;
- pagkuha ng chromium oxide (3) at chromium hydroxide (3), na nagpapatunay ng kanilang amphoteric properties;
- pagkuha ng chromium oxide (6) at dissolving ito sa tubig (paghahanda ng chromic at dichromic acids);
- paglipat ng chromates sa dichromates, dichromates sa chromates.
- Maaaring pag-iba-ibahin ang mga independiyenteng gawain sa trabaho na isinasaalang-alang ang mga tunay na kakayahan sa pag-aaral ng mga mag-aaral.
- Maaari mong kumpletuhin ang lecture sa pamamagitan ng pagkumpleto ng mga sumusunod na gawain: sumulat ng mga equation ng mga kemikal na reaksyon na maaaring magamit upang maisagawa ang mga sumusunod na pagbabago:
.III. Takdang aralin: pagbutihin ang lecture (idagdag ang mga equation ng mga kemikal na reaksyon)
- Vasilyeva Z.G. Laboratory work sa pangkalahatan at inorganic na kimika. -M.: "Chemistry", 1979 - 450 p.
- Egorov A.S. Tutor ng Chemistry. – Rostov-on-Don: “Phoenix”, 2006.-765 p.
- Kudryavtsev A.A. Pagsusulat ng mga kemikal na equation. - M., "Mataas na Paaralan", 1979. - 295 p.
- Petrov M.M. Inorganic na kimika. – Leningrad: “Chemistry”, 1989. – 543 p.
- Ushkalova V.N. Chemistry: mga gawain at sagot sa kumpetisyon. - M.: "Enlightenment", 2000. – 223 p.
Chromium (Cr), isang kemikal na elemento ng pangkat VI ng periodic system ng Mendeleev. Ito ay isang transition metal na may atomic number 24 at atomic mass 51.996. Isinalin mula sa Greek, ang pangalan ng metal ay nangangahulugang "kulay". Ang metal ay may utang sa pangalan nito sa iba't ibang mga kulay na likas sa iba't ibang mga compound nito.
Mga pisikal na katangian ng chromium
Ang metal ay may sapat na tigas at brittleness sa parehong oras. Sa Mohs scale, ang tigas ng chromium ay na-rate sa 5.5. Ang indicator na ito ay nangangahulugan na ang chromium ay may pinakamataas na tigas ng lahat ng metal na kilala ngayon, pagkatapos ng uranium, iridium, tungsten at beryllium. Ang simpleng sangkap na chromium ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mala-bughaw-puting kulay.
Ang metal ay hindi isang bihirang elemento. Ang konsentrasyon nito sa crust ng lupa ay umabot sa 0.02% ng masa. pagbabahagi Ang Chromium ay hindi kailanman makikita sa purong anyo nito. Ito ay matatagpuan sa mga mineral at ores, na siyang pangunahing pinagmumulan ng pagkuha ng metal. Ang Chromite (chromium iron ore, FeO*Cr 2 O 3) ay itinuturing na pangunahing chromium compound. Ang isa pang medyo karaniwan, ngunit hindi gaanong mahalagang mineral ay crocoite PbCrO 4 .
Ang metal ay madaling matunaw sa temperatura na 1907 0 C (2180 0 K o 3465 0 F). Sa temperatura na 2672 0 C ito kumukulo. Ang atomic mass ng metal ay 51.996 g/mol.
Ang Chromium ay isang natatanging metal dahil sa mga magnetic properties nito. Sa temperatura ng silid, nagpapakita ito ng pag-order ng antiferromagnetic, habang ang iba pang mga metal ay nagpapakita nito sa napakababang temperatura. Gayunpaman, kung ang chromium ay pinainit sa itaas ng 37 0 C, pisikal na katangian pagbabago ng chrome. Kaya, ang electrical resistance at linear expansion coefficient ay makabuluhang nagbabago, ang elastic modulus ay umabot sa isang minimum na halaga, at ang panloob na friction ay tumataas nang malaki. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nauugnay sa pagpasa ng Néel point, kung saan ang mga antiferromagnetic na katangian ng materyal ay maaaring magbago sa paramagnetic. Nangangahulugan ito na ang unang antas ay naipasa, at ang sangkap ay tumaas nang husto sa dami.
Ang istraktura ng chromium ay isang body-centered na sala-sala, dahil kung saan ang metal ay nailalarawan sa pamamagitan ng temperatura ng brittle-ductile period. Gayunpaman, sa kaso ng metal na ito, ang antas ng kadalisayan ay napakahalaga, samakatuwid, ang halaga ay nasa hanay na -50 0 C - +350 0 C. Tulad ng ipinapakita ng kasanayan, ang crystallized na metal ay walang anumang ductility, ngunit malambot. ang pagsusubo at paghubog ay ginagawa itong malambot.
Mga kemikal na katangian ng chromium
Ang atom ay may sumusunod na panlabas na pagsasaayos: 3d 5 4s 1. Bilang isang patakaran, sa mga compound, ang chromium ay may mga sumusunod na estado ng oksihenasyon: +2, +3, +6, kung saan ang Cr 3+ ay nagpapakita ng pinakamalaking katatagan. : +1 , +4, +5.
Ang metal ay hindi partikular na chemically reactive. Kapag ang chromium ay nakalantad sa mga normal na kondisyon, ang metal ay nagpapakita ng paglaban sa kahalumigmigan at oxygen. gayunpaman, katangiang ito ay hindi nalalapat sa compound ng chromium at fluorine - CrF 3, na, kapag nakalantad sa mga temperatura na higit sa 600 0 C, ay nakikipag-ugnayan sa singaw ng tubig, na bumubuo ng Cr 2 O 3 bilang isang resulta ng reaksyon, pati na rin ang nitrogen, carbon at sulfur .
Kapag ang chromium metal ay pinainit, ito ay tumutugon sa mga halogens, sulfur, silicon, boron, carbon, at ilang iba pang elemento, na nagreresulta sa mga sumusunod na kemikal na reaksyon ng chromium:
Cr + 2F 2 = CrF 4 (na may admixture ng CrF 5)
2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3
2Cr + 3S = Cr 2 S 3
Maaaring makuha ang mga Chromate sa pamamagitan ng pagpainit ng chromium na may molten soda sa hangin, nitrates o chlorates ng mga alkali metal:
2Cr + 2Na 2 CO 3 + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2.
Ang Chromium ay hindi nakakalason, na hindi masasabi tungkol sa ilan sa mga compound nito. Tulad ng nalalaman, ang alikabok mula sa metal na ito, kung ito ay pumasok sa katawan, ay maaaring makairita sa mga baga, hindi ito nasisipsip sa pamamagitan ng balat. Ngunit, dahil hindi ito nangyayari sa dalisay nitong anyo, imposible ang pagpasok nito sa katawan ng tao.
Pumapasok ang trivalent chromium kapaligiran sa panahon ng pagmimina at pagproseso ng chrome ore. Ang Chromium ay malamang na ipinapasok sa katawan ng tao sa anyo ng isang dietary supplement na ginagamit sa mga programa sa pagbaba ng timbang. Ang Chromium, na may valence na +3, ay isang aktibong kalahok sa glucose synthesis. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang labis na pagkonsumo ng chromium ay hindi nagdudulot ng anumang partikular na pinsala sa katawan ng tao, dahil hindi ito nasisipsip, gayunpaman, maaari itong maipon sa katawan.
Ang mga compound na kinasasangkutan ng hexavalent metal ay lubhang nakakalason. Ang posibilidad na makapasok sila sa katawan ng tao ay lumilitaw sa panahon ng paggawa ng mga chromate, chrome plating ng mga bagay, at sa panahon ng ilang gawaing hinang. Ang paglunok ng naturang chromium sa katawan ay puno ng malubhang kahihinatnan, dahil ang mga compound kung saan naroroon ang hexavalent na elemento ay mga malakas na ahente ng oxidizing. Samakatuwid, maaari silang maging sanhi ng pagdurugo sa tiyan at bituka, kung minsan ay may pagbubutas ng bituka. Kapag ang mga naturang compound ay nadikit sa balat, ang mga malakas na reaksiyong kemikal ay nangyayari sa anyo ng mga paso, pamamaga, at mga ulser.
Depende sa kalidad ng chromium na kailangang makuha sa output, mayroong ilang mga pamamaraan para sa paggawa ng metal: electrolysis ng concentrated aqueous solutions ng chromium oxide, electrolysis ng sulfates, at reduction sa silicon oxide. Gayunpaman, ang huling paraan ay hindi napakapopular, dahil gumagawa ito ng chromium na may malaking halaga ng mga impurities. Bukod dito, hindi rin ito mabubuhay sa ekonomiya.
| Katayuan ng oksihenasyon | Oksido | haydroksayd | karakter | Mga nangingibabaw na anyo sa mga solusyon | Mga Tala |
| +2 | CrO (itim) | Cr(OH)2 (dilaw) | Basic | Cr2+ (mga asul na asin) | Napakalakas na ahente ng pagbabawas |
| Cr2O3 (berde) | Cr(OH)3 (grey-green) | Amphoteric |
Cr3+ (berde o lila na mga asin) |
||
| +4 | CrO2 | ay wala | Hindi nakakabuo ng asin | - |
Bihirang makatagpo, uncharacteristic |
| +6 | CrO3 (pula) |
H2CrO4 |
Acid |
CrO42- (chromates, dilaw) |
Ang paglipat ay nakasalalay sa pH ng kapaligiran. Isang malakas na ahente ng oxidizing, hygroscopic, napaka-nakakalason. |
Mga katangian ng redox ng mga chromium compound na may iba't ibang antas ng oksihenasyon.
Chromium. Ang istraktura ng atom. Mga posibleng estado ng oksihenasyon. Mga katangian ng acid-base. Aplikasyon.
Cr +24)2)8)13)1
Ang Chromium ay may mga oxidation state na +2, +3 at +6.
Habang tumataas ang antas ng oksihenasyon, tumataas ang acidic at oxidizing properties. Ang mga derivative ng Chromium Cr2+ ay napakalakas na mga ahente ng pagbabawas. Ang Cr2+ ion ay nabuo sa unang yugto ng paglusaw ng Chromium sa mga acid o sa panahon ng pagbabawas ng Cr3+ sa isang acidic na solusyon na may zinc. Kapag na-dehydrate, ang hydroxide Cr(OH)2 ay nagiging Cr2O3. Ang mga compound ng Cr3+ ay matatag sa hangin. Maaari silang maging parehong pagbabawas at oxidizing agent. Ang Cr3+ ay maaaring mabawasan sa isang acidic na solusyon na may zinc sa Cr2+ o na-oxidize sa isang alkaline na solusyon sa CrO42- na may bromine at iba pang mga oxidizing agent. Ang Hydroxide Cr(OH)3 (o sa halip ay Cr2O3 nH2O) ay isang amphoteric compound na bumubuo ng mga asing-gamot na may Cr3+ cation o mga asin ng chromous acid HCrO2 - chromites (halimbawa, KSrO2, NaCrO2). Mga compound ng Cr6+: chromic anhydride CrO3, mga chromic acid at kanilang mga asin, bukod sa kung saan ang pinakamahalaga ay mga chromates at dichromates - mga malakas na oxidizing salt.
Ginamit bilang wear-resistant at magagandang galvanic coatings (chrome plating). Ginagamit ang Chromium para sa paggawa ng mga haluang metal: chromium-30 at chromium-90, na kailangang-kailangan para sa paggawa ng mga nozzle para sa makapangyarihang mga sulo ng plasma at sa industriya ng aerospace.
Ang Chromium ay hindi aktibo sa kemikal. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay tumutugon lamang sa fluorine (mula sa mga di-metal), na bumubuo ng pinaghalong fluoride.
Chromates at dichromates
Ang mga Chromate ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng CrO3, o mga solusyon ng mga chromic acid na may alkalis:
СгО3 + 2NaOH = Na2CrO4 + Н2О
Ang mga dichromate ay nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng mga acid sa chromates:
2 Na2Cr2O4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O
Ang mga compound ng Chromium ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga reaksiyong redox.
Ang mga compound ng Chromium (II) ay malakas na mga ahente ng pagbabawas at madaling ma-oxidized
4(5gCl2 + O2 + 4HCI = 4CrCl3 + 2H2O
Ang mga Chromium compound (!!!) ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian. Sa ilalim ng impluwensya ng mga ahente ng oxidizing, pumunta sila:
sa chromates - sa isang alkaline na kapaligiran,
sa dichromates - sa isang acidic na kapaligiran.
Cr(OH)3. CrOH + HCl = CrCl + H2O, 3CrOH + 2NaOH = Cr3Na2O3 + 3H2O
Chromate(III) (lumang pangalan: chromites).
Ang mga compound ng Chromium ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga katangian. Sa ilalim ng impluwensya ng mga ahente ng oxidizing, pumunta sila:
sa chromates - sa isang alkaline na kapaligiran,
sa dichromates - sa isang acidic na kapaligiran.
2Na3 [Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O
5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 3K2Cr2O7 + 2H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 9H2SO4
Ang mga asin ng chromic acid sa isang acidic na kapaligiran ay malakas na mga ahente ng oxidizing:
3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O