Определение окислительных свойств в этих соединениях.

Цель: познакомиться с теоретическими основами и привить навыки синтеза хромата и дихромата аммония.

Реактивы: крист. CrO₃, 25 %-ый раствор аммиака, дистиллированная вода, этиловый спирт, конц. H₂SO₄.

Оборудование: весы с разновесами, 3 хим. стакана (на 100-150 мл), стекл. палочка, фильтры, электр. плитка, фарфоровая чашка, шпатель, калька, сушильный шкаф, кристаллизатор, пробирка, асбестовая сетка, спички.

Хром - тугоплавкий металл, серо-стального цвета, ковок, тягуч, магнитен, с другими металлами, образует разнообразные сплавы. При обычных условиях хром вступает в реакцию только со фтором, с кислородом реагирует лишь при t = 2000⁰С с образованием Cr₂O₃. С водой не реагирует. В азотной кислоте не растворяется, т.к. на поверхности Cr образуется оксидная пассивирующая пленка. Хром в виде порошка взаимодействует с галогенами.

2 Сr + 3 Cl₂ = 2CrCl₃

В соляной и серной кислоте хорошо растворяется. В электрохимическом ряду напряжений Cr стоит между Zn и Fe. Он может проявлять степени окисления от +2 до +6, но практически встречается лишь в соединениях со степенью окисления +3 и +6. Косвенным путем можно получить CrN, Cr₂Si, Cr₇C₃, CrH₃.

Применяется хром в металлургии в качестве легирующих добавок для получения жаростойких и нержавеющих сталей, для получения коррозийно-стойких покрытий, зеркал, рефлекторов и разнообразных сплавов.

Наиболее часто встречаются соединения хрома, в которых степень окисления его ⁺3 или ⁺6. Например: Cr₂O₃ и CrO₃ и их производные.

Cr₂O₃ – твердое тугоплавкое вещество темно-зеленого цвета, не растворимое ни в воде, ни в кислотах. Получают его окислением на воздухе при нагревании. 4Cr + 3O₂ = 2Cr₂O₃

или из дихромата аммония:

(NH₄)₂Cr₂O₇ -à Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O

Водные растворы солей хрома (111) при подщелачивании образуют студенистую серо-зеленую массу амфотерной гидроокиси Сr(OH)₃, нерастворимую в воде. С кислотами Сr(OH)₃ образуют соли, а со щелочами - гидроксохроматы.

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

Cr(OH)₃ + 3HCI = CrCI₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + KOH = KCr(OH)₄ или K₃[Cr(OH)₆]

Ион Cr ³⁺ дает комплексные соединения с водой с образованием [Cr(H₂O)₆] ³⁺, окрашивающий раствор в фиолетовый цвет. При нагревании цвет изменяется на зеленый, а затем на желто-зеленый.

[Cr(H₂O₆)]Cl₃↔[Cr(H₂O)Cl]Cl₂↔[Cr(H₂O₄)Cl₂]Cl

CrO₃ - кристаллическое вещество темно-красного цвета, сильный окислитель, хорошо растворяется в воде с образованием хромовых кислот Н₂СrO₄ и Н₂Сr₂O₇, которые существуют только в водных растворах. Хромат ион СrO₄ ^2-, устойчив в нейтральной и щелочной среде, а Сr₂O₇ ^–2 в кислой. Под действием щелочи ион Сr₂O₇ ^2- преходит в СrO₄ ^2–. Следовательно, в кислой среде существует только Сr₂O₇^2-,а в щелочной СrO₄^2-. При попытке выделить хромовые кислоты из раствора они распадаются на ангидрид и воду, но их соли достаточно стойки.

Хроматы – соли хромовых кислот почти все имеют желтую окраску. Хроматы щелочных металлов растворимы в воде. Кристаллический хромат калия имеет желтую окраску, а бихромат или хромпик оранжево-красную.

Хромат натрия в промышленности получают прокаливанием хромистого железняка с содой при t⁰= 1200 ⁰С.

4Fe(CrO₂)₂ + 8Na₂CO₃ + 7O₂ = 8Na₂CrO₄ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂

а бихромат взаимодействием хромата с серной кислотой или СО₂.

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

2Na₂CrO₄ + 2CO₂ + H₂O = Na₂Cr₂O₇ + 2NaHCO₃

Хроматы и дихроматы сильные окислители.

Дата добавления: 2015-07-15