::Задание для самостоятельной работы
Советуем приступать к заданию, только после освоения соответствующего раздела. Правильность выполненных заданий можно проверить в разделе "Ответы"
Хром - d-элемент, входит в состав побочной подгруппы VI группы периодической системы. Основной природный минерал - хромистый железняк FeO*Сr2Оз.
Электронное строение атома - Is22s22p63s23p63d54s1.
Валентность: II, III, VI.
Степени окисления: 0, (+2), +3, +6.
Медико-биологическое значение
Входит в состав ферментов. Органические комплексные соединения, содержащие хром, способствуют усвоению глюкозы. Все соединения шестивалентного хрома ядовиты, обладают канцерогенным действием.
Простое вещество
Физические свойства
Хром - твердый блестящий металл с температурой плавления 1890°С.
Получение
Алюминотермический способ - из оксида хрома:
Сr2Оз + 2А1 = 2Сr + Аl2Оз
Химические свойства
1) Металлический хром в обычных условиях реагирует лишь со фтором. При высокой температуре реагирует со многими неметаллами:
2Cr + 3F2 -> 2CrF3; 4Сl + ЗО2 -> 2Сr2Оз
2Cr + 3S -> C2S3; 2Cr + N2 -> 2CrN
2) Из кислот с хромом взаимодействуют разбавленные соляная и серная кислоты.
Сr + 2НС1 -> СrСl2..+ Н2
С концентрированными серной и азотной кислотами хром при низкой температуре не реагирует (пассивация).
Соединения хрома(Н)
СrO и Cr(OH)2 - сильные восстановители, очень неустойчивы:
4Сr(ОН)2 + О2 + 2Н2О -> 4Сr(ОН)з
4СrС12 + O2 + 4НС1 -> 4СrС1з + 2Н2О
Соединения хрома
Оксид хрома
Получение в лаборатории
(NH4)2Cr2O7 -> Сr2Оз + N2 + 4Н2O
Химические свойства
Сr2Оз - нерастворим в воде, обладает амфотерными свойствами:
Сr2Оз + 2КОН -> 2КСrO2 + Н2О
Сr2Оз + 6НС1 -> 2СrС1з + ЗН20
При сплавлении оксида хрома с оксидами других металлов (чаще всего двухвалентных) образуются соли метахромистой кислоты общей формулы Ме(СrО2)2.
Гидроксид хрома
Получение
Щелочная обработка солей трехвалентного хрома:
СrСl3 + ЗNаОН -> 3NaCl + Cr(OH)3
Химические свойства
Гидроксид хрома(Ш) амфотерен, однако, плохо диссоциирует как по кислотному, так и по основному типу:
СrСl3 + ЗН2О + ЗНС1 + Сr(ОН)з + НзСrОз + ЗКОН -> КзСrOз+ ЗН2O
Соли, образованные гидроксидом хрома(Ш) при реакции со щелочами, - хромиты (КзСrOз-орто-, КСrO2 -мета-) - могут быть представлены в виде комплексных соединений - Кз[Сr(ОН)б].
Соли хрома
Известны лишь для сильных кислот. В водных растворах (темно-зеленого цвета) склонны к значительному гидролизу.
В щелочной среде соли Сг(+3) легко окисляются до производных шестивалентного хрома:
Сr2(SO4)з + ЗВr2 +16NaOH -> 3Na2S04 + 2Na2CrO4 + 6NaBr+ 8H2O
Соединения хрома(VI)
Оксид xpowa(VI), хромовый ангидрид
Получение
К2Сr2О7 + Н2SО4(конц.) -> 2СrO3 + K2SO4 + Н2О
Химические свойства
1) Кислотный оксид, при растворении образует две кислоты:
ЗСrОз + 2Н2О -> Н2СrО4 + H2Сr2О7
2) Один из самых сильных известных окислителей:
4СrO3 + ЗС2Н5ОН -> 2Сr2Оз + ЗСНзСООН + ЗН2О
Реакция используется для обнаружения спирта в выдыхаемом воздухе, проводится в присутствии серной кислоты.
3) При температуре свыше 200 ОС разлагается:
4СгОз->2Сr2Оз + ЗО2
Кислоты и соли хрома(VI)
Важнейшими соединениями хрома в степени окисления +6 являются соли хромовой Н2СrO4 и двухромовой Н2Сг2О7 кислот - хроматы и бихроматы (или дихроматы). Обе кислоты - слабые и неустойчивые, существуют только в водном растворе.
Хроматы и бихроматы могут переходить друг в друга под действием кислот и оснований:
2СrO42- + 2Н+ -> Сг2О72- + Н2О
Таким образом, хромат- и бихромат-ионы являются формами существования хрома(+6) в различных средах: бихромат - в кислой, хромат - в нейтральной и щелочной. ->
Переход хромата в бихромат легко обнаружить по изменению желтой окраски раствора на оранжевую.
Окислительные свойства
Хроматы и бихроматы в любых условиях могут быть только окислителями, причем достаточно большой силы (особенно в кислой среде). При этом хром(+6) переходит в хром(+3).
К2Сr2О7 + 14HI -> 2СrI3 + 3I2 + 2KI + 7Н2О
Раствор бихромата калия и концентрированной серной кислоты - сильнейший окислитель - называют хромовой смесью.