Krom i njegovi spojevi aktivno se koriste u industrijskoj proizvodnji, posebno u metalurgiji, kemijskoj i vatrostalnoj industriji.

Chrome Cr- hemijski element Grupa VI periodični sistem Mendeljejev, atomski broj 24, atomska masa 51.996, atomski radijus 0.0125, radijusi jona Cr2+ - 0.0084; Cr3+ - 0,0064; Cr4+ - 6,0056.

Krom pokazuje oksidaciona stanja +2, +3, +6, respektivno, ima valencije II, III, VI.

Krom je tvrd, duktilan, prilično težak, savitljiv čelično-sivi metal.

Kipi na 2469 0 C, topi se na 1878 ± 22 0 C. Ima sve karakteristična svojstva metali - dobro provodi toplinu, gotovo bez otpora električna struja, ima sjaj svojstven većini metala. I istovremeno je otporan na koroziju na zraku iu vodi.

Nečistoće kisika, dušika i ugljika, čak i u najmanjim količinama, dramatično mijenjaju fizička svojstva hroma, na primjer, čineći ga vrlo krhkim. Ali, nažalost, vrlo je teško dobiti hrom bez ovih nečistoća.

Struktura kristalna rešetka- tjelesno centriran kubik. Karakteristika hroma je oštra promjena u njegovoj fizička svojstva na temperaturi od oko 37°C.

6. Vrste jedinjenja hroma.

Krom oksid (II) CrO (bazni) je jako redukciono sredstvo, izuzetno nestabilno u prisustvu vlage i kiseonika. praktična vrijednost nema.

Krom oksid (III) Cr2O3 (amfoterni) je stabilan na vazduhu iu rastvorima.

Cr2O3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + H2O

Cr2O3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O

Nastaje zagrijavanjem nekih spojeva hroma (VI), na primjer:

4CrO3 2Cr2O3 + 3O2

(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O

4Cr + 3O2 2Cr2O3

Krom(III) oksid se koristi za redukciju metalnog kroma niske čistoće pomoću aluminija (aluminotermija) ili silicija (silikotermija):

Cr2O3 +2Al = Al2O3 +2Cr

2Cr2O3 + 3Si = 3SiO3 + 4Cr

Krom oksid (VI) CrO3 (kiseli) - tamno grimizni igličasti kristali.

Dobije se djelovanjem viška koncentrirane H2SO4 na zasićenu vodenu otopinu kalijevog dihromata:

K2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2KHSO4 + H2O

Krom oksid (VI) je jak oksidant, jedan od najotrovnijih spojeva hroma.

Kada se CrO3 rastvori u vodi, nastaje hromna kiselina H2CrO4

CrO3 + H2O = H2CrO4

Kiseli hrom oksid, reagujući sa alkalijama, formira žute hromate CrO42

CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O

2. Hidroksidi

Krom (III) hidroksid ima amfoterna svojstva, rastvara se u oba

kiselinama (ponaša se kao baza), au alkalijama (ponaša se kao kiselina):

2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O

Cr(OH)3 + KOH = K

Prilikom kalcinacije hrom (III) hidroksida nastaje hrom (III) oksid Cr2O3.

Nerastvorljivo u vodi.

2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O

3. Kiseline

Kromove kiseline koje odgovaraju njegovom +6 oksidacionom stanju i koje se razlikuju u odnosu broja molekula CrO3 i H2O postoje samo u obliku rastvora. Kada se kiseli oksid CrO3 otopi, nastaje monohromna kiselina (jednostavno hromna) H2CrO4.

CrO3 + H2O = H2CrO4

Zakiseljavanje otopine ili povećanje CrO3 u njoj dovodi do kiselina opće formule nCrO3 H2O

kod n=2, 3, 4, to su di, tri, tetrahromne kiseline.

Najjači od njih je dihrom, odnosno H2Cr2O7. Kromne kiseline i njihove soli su jaki oksidanti i otrovni.

Postoje dvije vrste soli: hromiti i hromati.

Hromiti sa opštom formulom RCrO2 su soli hromne kiseline HCrO2.

Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2H2O

Hromiti variraju u boji od tamno smeđe do potpuno crne i obično se nalaze u čvrstim masama. Kromit je mekši od mnogih drugih minerala, tačka topljenja hromita zavisi od njegovog sastava 1545-1730 0 C.

Kromit ima metalni sjaj i gotovo je nerastvorljiv u kiselinama.

Kromati su soli hromnih kiselina.

Soli monohromne kiseline H2CrO4 nazivaju se monohromati (hromati) R2CrO4, soli dvohromne kiseline H2Cr2O7 dihromati (bihromati) - R2Cr2O7. Monohromati su obično obojeni žuto. Oni su stabilni samo u alkalnoj sredini, a nakon zakiseljavanja prelaze u narandžasto-crvene bihromate:

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

"Nacionalni istraživački Tomski politehnički univerzitet"

Institut za geoekologiju i geohemiju prirodnih resursa

Chromium

Po disciplini:

hemija

Završeno:

student grupe 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29.10.2014.

Provjereno:

nastavnik Stas Nikolay Fedorovich

Položaj u periodičnom sistemu

Chromium- element bočne podgrupe 6. grupe 4. perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva sa atomskim brojem 24. Označen je simbolom Cr(lat. Chromium). jednostavna supstanca hrom- tvrdi plavičasto-bijeli metal. Krom se ponekad naziva i crnim metalom.

Struktura atoma

17 Cl) 2) 8) 7 - dijagram strukture atoma

1s2s2p3s3p - elektronska formula

Atom se nalazi u periodu III, i ima tri energetska nivoa

Atom se nalazi u VII u grupi, u glavnoj podgrupi - na vanjskom energetskom nivou od 7 elektrona

Svojstva elementa

Physical Properties

Krom je bijeli sjajni metal sa kubičnom rešetkom centriranom na tijelo, \u003d 0,28845 nm, koju karakterizira tvrdoća i krtost, gustoće od 7,2 g / cm 3, jedan od najtvrđih čistih metala (drugi nakon berilijuma, volframa i uranijum), sa tačkom topljenja od 1903 stepena. I sa tačkom ključanja od oko 2570 stepeni. C. Na vazduhu, površina hroma je prekrivena oksidnim filmom, koji ga štiti od dalje oksidacije. Dodatak ugljika hromu dodatno povećava njegovu tvrdoću.

Hemijska svojstva

Krom u normalnim uvjetima je inertan metal, kada se zagrije postaje prilično aktivan.

Interakcija sa nemetalima

Kada se zagrije iznad 600°C, hrom gori u kiseoniku:

4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3.

Reaguje sa fluorom na 350°C, sa hlorom na 300°C, sa bromom na temperaturi crvene toplote, formirajući hrom (III) halogenide:

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

Reaguje sa dušikom na temperaturama iznad 1000°C stvarajući nitride:

2Cr + N 2 = 2CrN

ili 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Reaguje sa borom, ugljikom i silicijumom da formira boride, karbide i silicide:

Cr + 2B = CrB 2 (moguće je stvaranje Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (moguće je stvaranje Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (moguće stvaranje Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Ne stupa u direktnu interakciju sa vodonikom.

Interakcija sa vodom

U fino mljevenom vrućem stanju, krom reagira s vodom, formirajući krom (III) oksid i vodonik:

2Cr + 3H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Interakcija sa kiselinama

U elektrohemijskom nizu napona metala, hrom je ispred vodonika, on istiskuje vodonik iz rastvora neoksidirajućih kiselina:

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 \u003d CrSO 4 + H 2.

U prisustvu atmosferskog kiseonika nastaju soli hroma (III):

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Koncentrovane azotne i sumporne kiseline pasiviraju hrom. Krom se u njima može otopiti samo uz jako zagrijavanje, stvaraju se soli hroma (III) i produkti redukcije kiseline:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Interakcija sa alkalnim reagensima

IN vodeni rastvori hrom se ne otapa u alkalijama, on polako reaguje sa alkalnim topljenjem da formira hromite i oslobađa vodik:

2Cr + 6KOH \u003d 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Reaguje sa alkalnim topljenjem oksidacionih sredstava, kao što je kalijum hlorat, dok hrom prelazi u kalijum hromat:

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

Obnavljanje metala iz oksida i soli

Chrome - aktivni metal, je u stanju da istisne metale iz rastvora njihovih soli: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Svojstva jednostavne supstance

Stabilan na vazduhu zbog pasivacije. Iz istog razloga ne reagira sa sumpornom i dušičnom kiselinom. Na 2000 °C izgara sa stvaranjem zelenog krom (III) oksida Cr 2 O 3, koji ima amfoterna svojstva.

Sintetizovana jedinjenja hroma sa borom (boridi Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 i Cr 5 B 3), sa ugljenikom (karbidi Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 i Cr 3 C 2) , sa silicijumom (silicidi Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 i CrSi) i azotom (nitridi CrN i Cr 2 N).

Cr(+2) jedinjenja

Oksidacijsko stanje +2 odgovara osnovnom oksidu CrO (crni). Cr 2+ soli (plavi rastvori) se dobijaju redukcijom Cr 3+ soli ili dihromata cinkom u kiseloj sredini („vodik u vreme izolacije“):

Sve ove soli Cr 2+ su jaki redukcioni agensi, do te mere da istiskuju vodonik iz vode nakon stajanja. Kiseonik u vazduhu, posebno u kiseloj sredini, oksidira Cr 2+, usled čega plavi rastvor brzo postaje zelen.

Smeđi ili žuti Cr(OH) 2 hidroksid precipitira kada se alkalije dodaju rastvorima soli hroma(II).

Sintetizirani su dihalidi hroma CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 i CrI 2

Cr(+3) jedinjenja

Oksidacijsko stanje +3 odgovara amfoternom oksidu Cr 2 O 3 i hidroksidu Cr (OH) 3 (oba zelena). Ovo je najstabilnije oksidaciono stanje hroma. Jedinjenja hroma u ovom oksidacionom stanju imaju boju od prljavo ljubičaste (jon 3+) do zelene (anioni su prisutni u koordinacionoj sferi).

Cr 3+ je sklon stvaranju dvostrukih sulfata oblika M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (stipsa)

Krom (III) hidroksid se dobija djelovanjem amonijaka na otopine hrom (III) soli:

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Mogu se koristiti alkalne otopine, ali u njihovom višku nastaje rastvorljivi hidrokso kompleks:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Spajanjem Cr 2 O 3 sa alkalijama dobijaju se hromiti:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Nekalcinirani hrom (III) oksid otapa se u alkalnim rastvorima i kiselinama:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Kada se jedinjenja hroma(III) oksiduju u alkalnom mediju, nastaju jedinjenja hroma(VI):

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Ista stvar se dešava kada se hrom (III) oksid spoji sa alkalijama i oksidacionim agensima, ili sa alkalijom na vazduhu (u ovom slučaju talina postaje žuta):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Jedinjenja hroma (+4)[

Pažljivim razlaganjem hrom oksida (VI) CrO 3 u hidrotermalnim uslovima dobija se hrom oksid (IV) CrO 2, koji je feromagnet i ima metalnu provodljivost.

Među tetrahalidima hroma CrF 4 je stabilan, hrom tetrahlorid CrCl 4 postoji samo u pari.

Jedinjenja hroma (+6)

Oksidacijsko stanje +6 odgovara kiselom krom oksidu (VI) CrO 3 i nizu kiselina između kojih postoji ravnoteža. Najjednostavniji od njih su hrom H 2 CrO 4 i dvohrom H 2 Cr 2 O 7 . Oni formiraju dvije serije soli: žute hromate i narandžaste dihromate, respektivno.

Krom oksid (VI) CrO 3 nastaje interakcijom koncentrovane sumporne kiseline sa rastvorima dihromata. Tipičan kiseli oksid, u interakciji sa vodom, stvara jake nestabilne hromne kiseline: hrom H 2 CrO 4, dihrom H 2 Cr 2 O 7 i druge izopoli kiseline opšte formule H 2 Cr n O 3n+1. Povećanje stepena polimerizacije javlja se smanjenjem pH, odnosno povećanjem kiselosti:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Ali ako se otopina alkalija doda narandžastoj otopini K 2 Cr 2 O 7, kako boja ponovo postaje žuta, budući da se kromat K 2 CrO 4 ponovo stvara:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Ne postiže visok stepen polimerizacije, kao što se dešava u volframu i molibdenu, jer se polihromna kiselina razlaže na hrom (VI) oksid i vodu:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

Rastvorljivost hromata približno odgovara rastvorljivosti sulfata. Konkretno, žuti barijev kromat BaCrO 4 precipitira kada se barijeve soli dodaju u otopine kromata i dikromata:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

Formiranje krvavocrvenog, slabo rastvorljivog srebrnog hromata koristi se za detekciju srebra u legurama upotrebom kiseline za ispitivanje.

Poznati su hrom pentafluorid CrF 5 i nestabilan hrom heksafluorid CrF 6. Dobijeni su i isparljivi hrom oksihalidi CrO 2 F 2 i CrO 2 Cl 2 (hromil hlorid).

Jedinjenja hroma(VI) su jaka oksidaciona sredstva, na primer:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

Dodavanje vodikovog peroksida, sumporne kiseline i organskog otapala (etera) dihromatima dovodi do stvaranja plavog krom peroksida CrO 5 L (L je molekul rastvarača), koji se ekstrahuje u organski sloj; ova reakcija se koristi kao analitička.

Tutor hemije

Nastavak. Vidi u br. 22/2005; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18/2008

AKTIVNOST 25

10. razred(prva godina studija)

Krom i njegovi spojevi

1. Položaj u tabeli D. I. Mendeljejeva, struktura atoma.

2. Porijeklo imena.

3. Fizička svojstva.

4. Hemijska svojstva.

5. Biti u prirodi.

6. Osnovni načini dobijanja.

7. Najvažnija jedinjenja hroma:

a) hrom(II) oksid i hidroksid;

b) hrom(III) oksid i hidroksid, njihova amfoterna svojstva;

c) hrom(VI) oksid, hromna i dihromna kiselina, hromati i dihromati.

9. Redox svojstva jedinjenja hroma.

Krom se nalazi u sekundarnoj podgrupi grupe VI tabele D.I. Mendeljejeva. Prilikom sastavljanja elektronske formule hroma, mora se imati na umu da zbog veće stabilnosti konfiguracije 3 d 5 kod atoma hroma, uočeno je klizanje elektrona i elektronska formula ima oblik: 1 s 2 2s 2 str 6 3s 2 str 6 4s 1 3d pet . U jedinjenjima, hrom može pokazati oksidaciona stanja +2, +3 i +6 (oksidaciono stanje +3 je najstabilnije):

Chrome je dobio ime po grčkoj riječi chroma(boja, boja) zbog jarkih i raznolikih boja njegovih spojeva.

Hrom je bijeli sjajni metal, vrlo tvrd, krt, vatrostalan. Otporan na koroziju. Na zraku se prekriva oksidnim filmom, zbog čega površina postaje mutna.

Hemijska svojstva

U normalnim uslovima, hrom je neaktivan metal i reaguje samo sa fluorom. Ali kada se zagrije, oksidni film hroma se uništava, a krom reagira s mnogim jednostavnim i složenim tvarima (slično Al).

4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3 .

Metali (-).

Nemetali (+):

2Cr + 3Cl 2 2CrCl 3 ,

2Cr + 3F 2 \u003d 2CrF 3,

2Cr + 3SCr 2 S 3 ,

H 2 O (+/-):*

2Cr + 3H 2 O (para) Cr 2 O 3 + 3H 2.

Osnovni oksidi (-).

Kiseli oksidi (-).

Baze (+/-):

2Cr + 6NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na 3 + 3H 2.

Neoksidirajuće kiseline (+).

Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2.

Oksidirajuće kiseline (-). Pasivacija.

soli (+/-):

2Cr + 3CuSO 4 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3Cu,

Cr + CaCl 2 nema reakcije.

U prirodi je element hrom predstavljen sa četiri izotopa masenih brojeva 50, 52, 53 i 54. U prirodi se hrom javlja samo u obliku jedinjenja od kojih su najznačajnija hromova ruda gvožđa, odnosno hromit (FeOzhCr 2 O 3) i olovno crvenu rudu (PbCrO 4).

Metalni hrom se dobija: 1) iz njegovog oksida aluminotermijom:

Cr 2 O 3 + 2Al 2Cr + Al 2 O 3,

2) elektroliza vodenih rastvora ili talina njenih soli:

Od hrom-gvozdene rude u industriji dobija se legura gvožđa sa hromom - ferokrom, koji se široko koristi u metalurgiji:

FeO Cr 2 O 3 + 4CFe + 2Cr + 4CO.

Najvažnija jedinjenja hroma

Krom formira tri oksida i njihove odgovarajuće hidrokside, čija se priroda prirodno mijenja s povećanjem oksidacijskog stanja hroma:

Krom oksid(II) (CrO) je čvrsta, jarkocrvena ili smeđe-crvena supstanca, nerastvorljiva u normalnim uslovima u vodi, tipičan bazični oksid. Krom(II) oksid se lako oksidira na zraku kada se zagrije i reducira se u čisti krom.

CrO + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2 O,

4CrO + O 2 2Cr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

Krom(II) oksid se dobija direktnom oksidacijom hroma:

2Cr + O 2 2CrO.

Krom hidroksid(II) (Cr(OH) 2) - u vodi nerastvorljiva žuta supstanca, slab elektrolit, pokazuje bazna svojstva, lako rastvorljiv u koncentrovanim kiselinama; lako se oksidira u prisustvu vlage atmosferskim kisikom; kada se kalcinira na zraku, razlaže se u hrom (III) oksid:

Cr(OH) 2 + 2HCl = CrCl 2 + 2H 2 O,

4Cr(OH) 2 + O 2 2Cr 2 O 3 + 4H 2 O.

Krom(II) hidroksid se dobija reakcijom razmene između soli hroma(II) i rastvora alkalije u odsustvu kiseonika:

CrCl 2 + 2NaOH \u003d Cr (OH) 2 + 2NaCl.

Krom oksid(III) (Cr 2 O 3) pokazuje amfoterna svojstva. To je vatrostalni (tvrdoće uporedive sa korundom) zeleni prah, nerastvorljiv u vodi. Karcinogen! Dobiva se razgradnjom amonijum dihromata, hrom (III) hidroksida, redukcijom kalijum dihromata ili direktnom oksidacijom hroma:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O,

2Cr (OH) 3 Cr 2 O 3 + 3H 2 O,

2K 2 Cr 2 O 7 + 3S2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2,

4Cr + 3O 2 2Cr 2 O 3 .

U normalnim uslovima, hrom(III) oksid je slabo rastvorljiv u kiselinama i alkalijama; pokazuje amfoterna svojstva kada je fuzionisana sa alkalijama ili karbonatima alkalni metali(formiranje hromita); na visokim temperaturama, krom(III) oksid se može reducirati u čisti metal:

Cr 2 O 3 + 2KOH 2KCrO 2 + H 2 O,

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

Cr 2 O 3 + 6HCl \u003d 2CrCl 3 + 3H 2 O,

2Cr 2 O 3 + 3C4Cr + 3CO 2.

Krom hidroksid(III) (Cr (OH) 3) se taloži djelovanjem alkalija na soli trovalentnog hroma (sivo-zeleni talog):

CrCl 3 + 3NaOH (nedostatak) = Cr(OH) 3 + 3NaCl.

Pokazuje amfoterna svojstva, rastvara se iu kiselinama iu višku alkalija; termički nestabilno:

Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O,

Cr(OH) 3 + 3KOH \u003d K 3,

Cr(OH) 3 + KOH KCrO 2 + 2H 2 O,

2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O.

Krom oksid(VI) (CrO 3) - tamnocrvena kristalna supstanca, otrovna, ispoljava kisela svojstva. Dobro rastvorimo u vodi, pri rastvaranju ovog oksida u vodi nastaju hromne kiseline; kako kiseli oksid CrO 3 stupa u interakciju sa bazičnim oksidima i sa alkalijama; termički nestabilan; je najjači oksidant

CrO 3 + H 2 O =

2CrO 3 + H 2 O =

CrO 3 + K 2 OK 2 CrO 4 ,

CrO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 CrO 4 + H 2 O,

4CrO 3 2Cr 2 O 3 + 3O 2,

Ovaj oksid se dobija interakcijom suhih hromata i dihromata sa koncentriranom sumpornom kiselinom:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 (konc.) 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O,

K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (konc.) CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O.

Chrome I dihromna kiselina postoje samo u vodenim rastvorima, ali formiraju stabilne soli - hromati I dihromati. Kromati i njihovi rastvori su žuti, a dikromati su narandžasti. Ioni kromata i dikromat ioni lako prelaze jedan u drugi kada se medij otopine promijeni. IN kisela sredina kromati se pretvaraju u dihromate, otopina poprima narančastu boju; u alkalnoj sredini dihromati se pretvaraju u hromate, rastvor postaje žut:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4) K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O,

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH)2K 2 CrO 4 + H 2 O.

Jon je stabilan u alkalnoj sredini, ali u kiseloj.

Oksidaciono-redukciona svojstva
jedinjenje hroma

Od svih jedinjenja hroma, najstabilnija su jedinjenja sa oksidacionim stanjem hroma od +3. Jedinjenja hroma sa oksidacionim stanjem +2 su jaka redukciona sredstva i lako se oksidiraju do +3:

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

4CrCl 2 + 4HCl + O 2 = 4CrCl 3 + 2H 2 O.

Jedinjenja koja sadrže hrom u +6 oksidacionom stanju su jaki oksidanti, dok se hrom vraća sa +6 na +3:

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.

Za otkrivanje alkohola u izdahnutom zraku koristi se reakcija zasnovana na oksidacijskoj sposobnosti krom(VI) oksida:

4CrO 3 + 3S 2 H 5 OH 2Cr 2 O 3 + 3CH 3 COOH + 3H 2 O.

Otopina kalij-dihromata u koncentrovanoj sumpornoj kiselini naziva se hromirana smjesa i koristi se za čišćenje hemijskog staklenog posuđa.

Test na temu "Krom i njegovi spojevi"

1. Neki element formira sve tri vrste oksida (bazni, amfoterni i kiseli). Oksidacijsko stanje elementa u amfoternom oksidu bit će:

a) minimum;

b) maksimum;

c) srednji između minimuma i maksimuma;

d) može biti bilo ko.

2. Kada svježe pripremljen precipitat krom (III) hidroksida reaguje sa viškom alkalne otopine, nastaje sljedeće:

a) srednje soli; b) bazna so;

c) dupla so; d) kompleksna so.

3. Ukupan broj elektrona na predeksternom nivou atoma hroma je:

a) 12; b) 13; u 1; d) 2.

4. Koji od metalnih oksida je kiseli?

a) Bakar(II) oksid; b) hrom(VI) oksid;

c) hrom(III) oksid; d) gvožđe(III) oksid.

5. Koja je masa kalij-dihromata (u g) potrebna za oksidaciju 11,2 g željeza u otopini sumporne kiseline?

a) 58,8; b) 14,7; c) 294; d) 29.4.

6. Koju masu vode (u g) treba ispariti iz 150 g 10% rastvora hrom(III) hlorida da bi se dobio 30% rastvor ove soli?

a) 100; b) 20; c) 50; d) 40.

7. Molarna koncentracija sumporne kiseline u rastvoru je 11,7 mol/l, a gustina rastvora je 1,62 g/ml. Maseni udio sumporna kiselina u ovoj otopini je (u%):

a) 35,4; b) 98; c) 70,8; d) 11.7.

8. Broj atoma kiseonika u 19,4 g kalijum hromata je:

a) 0,602 10 23; b) 2.408 10 23;

c) 2,78 10 23; d) 6,02 10 23 .

9. Lakmus će pokazati crvenu boju u vodenom rastvoru (moguće je više tačnih odgovora):

a) hrom(III) hlorid; b) hrom(II) hlorid;

c) kalijum hlorid; d) hlorovodonična kiselina.

10. Prijelaz kromata u dikromat događa se u ... okruženju i prati ga proces:

a) kiseli, proces oporavka;

b) kiselo, nema promene u oksidacionim stanjima;

c) alkalni, proces oporavka;

d) alkalna, nema promjena u oksidacijskim stanjima.

Ključ za test

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
in	G	b	b	G	ali	in	b	a, b, d	b

Kvalitativni zadaci za identifikaciju supstanci 1. Vodeni rastvor neke soli podeli se na dva dela. Jedan od njih je tretiran viškom lužine i zagrijavan, a oslobođeni plin promijenio je boju crvenog lakmusa u plavu. Drugi dio je tretiran hlorovodoničnom kiselinom, a oslobođeni plin je uzrokovao zamućenje vapnene vode. Koja sol je analizirana? Svoj odgovor potkrijepite jednadžbama reakcija.

Odgovori. amonijum karbonat.

2. Kada se amonijak, natrijum sulfid i srebrni nitrat dodaju u vodenu otopinu supstance A (odvojeno), nastaju bijeli talozi, od kojih su dva istog sastava. Šta je supstanca A? Napišite jednadžbe reakcija.

Rješenje

Supstanca A - AlCl 3.

AlCl 3 + 3NH 4 OH \u003d Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl,

2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O 2Al(OH) 3 + 3H 2 S + 6NaCl,

AlCl 3 + 3AgNO 3 \u003d 3AgCl + Al (NO 3) 3.

Odgovori. aluminijum hlorid.

3. Kada se bezbojni plin A oštrog karakterističnog mirisa sagori u prisutnosti kisika, nastaje drugi plin B, bez boje i mirisa, koji reagira s litijumom na sobnoj temperaturi i formira čvrstu tvar C. Identifikujte tvari, napišite reakciju jednačine.

Rješenje

Supstanca A - NH 3,

supstanca B - N 2,

supstanca C - Li 3 N.

4NH 3 + 3O 2 2N 2 + 6H 2 O,

N 2 + 6Li = 2Li 3 N.

Odgovori. NH 3 , N 2 , Li 3 N.

4. Bezbojni gas A, karakterističnog oštrog mirisa, reaguje sa drugim bezbojnim gasom B, koji ima miris pokvarenih jaja. Kao rezultat reakcije nastaju jednostavan C i složena tvar. Supstanca C reaguje sa bakrom i formira crnu so. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. SO 2 , H 2 S, S.

5. Bezbojni gas A oštrog karakterističnog mirisa, lakši od vazduha, reaguje sa jakom kiselinom B i formira so C, čija vodena otopina ne stvara precipitate ni sa barijum hloridom ni sa srebrnim nitratom. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija (jedna od mogućih opcija).

Odgovori. NH 3 , HNO 3 , NH 4 NO 3 .

6. Jednostavna supstanca A, formirana od atoma drugog najčešćeg elementa zemljine kore, reaguje kada se zagrije sa gvožđem (II) oksidom, što rezultira stvaranjem jedinjenja B koje je nerastvorljivo u vodenim rastvorima alkalija i kiselina (osim fluorovodonične). ). Supstanca B, kada se stopi sa živim vapnom, formira nerastvorljivu so C. Identifikujte supstance, dajte jednačine reakcije (jedna od mogućih opcija).

Odgovori. Si, SiO 2 , CaSiO 3 .

7. Smeđe jedinjenje A nerastvorljivo u vodi se zagrijavanjem razlaže i formira dva oksida, od kojih je jedan voda. Drugi oksid, B, reducira se ugljikom u metal C, drugi najzastupljeniji metal u prirodi. Identifikujte supstance, napišite jednačine reakcija.

Odgovori. Fe (OH) 3, Fe 2 O 3, Fe.

8. Supstanca A, koja je deo jednog od najčešćih minerala, kada se tretira sa hlorovodoničnom kiselinom formira gas B. Kada supstanca B reaguje pri zagrevanju sa jednostavnom supstancom C, nastaje samo jedno jedinjenje - zapaljivi gas bez boje i mirisa. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. CaCO 3 , CO 2 , C.

9. Laki metal A, koji reaguje sa razblaženom sumpornom kiselinom, ali ne reaguje na hladnom sa koncentrovanom sumpornom kiselinom, stupa u interakciju sa rastvorom natrijum hidroksida i nastaju gas i so B. Kada se hlorovodonična kiselina doda supstanci B, nastaje so C. Identifikujte supstance, dajte jednačine reakcije.

Odgovori. Al, NaAlO 2 , NaCl.

10. Supstanca A je mekan, dobro rezan srebrno-bijeli metal, lakši od vode. Kada supstanca A stupi u interakciju sa jednostavnom supstancom B, nastaje jedinjenje C, koje je rastvorljivo u vodi dajući alkalni rastvor. Kada se supstanca C tretira hlorovodoničnom kiselinom, oslobađa se gas neprijatnog mirisa i formira se so, koja boji plamen gorionika u ljubičasta. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. K, S, K2S.

11. Bezbojni gas A sa oštrim karakterističnim mirisom oksidira se kiseonikom u prisustvu katalizatora u jedinjenje B, koje je isparljiva tečnost. Supstanca B, reagirajući s živim vapnom, stvara sol C. Identifikujte supstance, dajte jednačine reakcije.

Odgovori. SO 2 , SO 3 , CaSO 4 .

12. Jednostavna supstanca A, tečna na sobnoj temperaturi, reaguje sa srebrno-bijelim lakim metalom B, formirajući so C, koja, kada se tretira rastvorom alkalije, daje beli talog koji se rastvara u višku alkalija. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. Br 2 , Al, AlBr 3 .

13. Žuta jednostavna čvrsta tvar A reagira sa srebrnobijelim lakim metalom B, što rezultira stvaranjem soli C, koja se potpuno hidrolizira u vodenoj otopini uz stvaranje bijelog taloga i otrovnog plina neugodnog mirisa. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. S, Al, Al 2 S 3 .

14. Jednostavna nestabilna gasovita supstanca A pretvara se u drugu jednostavnu supstancu B, u čijoj atmosferi gori metal C; Produkt ove reakcije je oksid u kojem je metal u dva oksidaciona stanja. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. O 3 , O 2 , Fe.

15. Tamnoljubičasta kristalna tvar A, kada se zagrije, razlaže se u jednostavnu plinovitu tvar B, u čijoj atmosferi gori jednostavna tvar C, stvarajući bezbojni plin bez mirisa, koji je dio zraka u malim količinama. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. KMnO 4 , O 2 , C.

16. Jednostavna tvar A, koja je poluvodič, reagira s jednostavnom gasovita materija B, formira jedinjenje C koje je nerastvorljivo u vodi. Kada se spoji sa alkalijama, supstanca C formira spojeve koji se nazivaju rastvorljiva stakla. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija (jedna od mogućih opcija).

Odgovori. Si, O 2 , SiO 2 .

17. Otrovni, bezbojni plin A neugodnog mirisa se zagrijavanjem razlaže na jednostavne tvari, od kojih je B žuta krutina. Kada se supstanca B sagorijeva, nastaje bezbojni plin C neugodnog mirisa, koji obezbojava mnoge organske boje. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcija.

Odgovori. H2S, S, SO2.

18. Hlapljivo vodikovo jedinjenje A sagorijeva na zraku dajući supstancu B, koja je rastvorljiva u fluorovodoničnoj kiselini. Kada se supstanca B spoji sa natrijum oksidom, formira se u vodi rastvorljiva so C. Identifikujte supstance, dajte jednadžbe reakcije.

Odgovori. SiH 4 , SiO 2 , Na 2 SiO 3 .

19. Jedinjenje A, slabo rastvorljivo u vodi, je belo kao rezultat kalcinacije na visoke temperature sa ugljem i pijeskom u nedostatku kisika formira jednostavnu supstancu B, koja postoji u nekoliko alotropskih modifikacija. Kada se ova supstanca sagori na vazduhu, nastaje jedinjenje C, koje se rastvara u vodi i formira kiselinu sposobnu da formira tri serije soli. Identifikujte supstance, napišite jednačine reakcija.

Odgovori. Ca 3 (PO 4) 2, P, P 2 O 5.

* Znak +/– znači da se ova reakcija ne odvija sa svim reagensima ili pod određenim uslovima.

Nastavlja se

Krom hidrid

CrH(g). Termodinamička svojstva plinovitog krom hidrida u standardno stanje na temperaturama od 100 - 6000 K date su u tabeli. CrH.

Pored opsega od 3600 – 3700 Å, u ultraljubičastom području spektra pronađena je još jedna slabija traka CrH [55KLE/LIL, 73SMI]. Traka se nalazi u području od 3290 Å i ima rubove složene strukture. Bend još nije analiziran.

Najviše je proučavan infracrveni sistem CrH opsega. Sistem odgovara prelazu A 6 Σ + - X 6 Σ + , ivica 0-0 opsega se nalazi na 8611Å. Ovaj sistem je proučavan u [55KLE/LIL, 59KLE/UHL, 67O'C, 93RAM/JAR2, 95RAM/BER2, 2001BAU/RAM, 2005SHI/BRU, 2006CHO/MER, 2007CHE/STE, 2007CHE/BAK]. U [55KLE/LIL], vibraciona struktura je analizirana iz Kantsa. U [59KLE/UHL] analizirana je rotaciona struktura 0-0 i 0-1 pojaseva i utvrđen je tip prelaza 6 Σ - 6 Σ. U [ 67O'C ] izvršena je rotirajuća analiza 1-0 i 1-1 traka, kao i rotirajuća analiza 0-0 pojasa CrD. U [93RAM/JAR2], u spektrima veće rezolucije dobijenim Fourierovim spektrometrom, pročišćene su pozicije linija 0-0 pojasa i dobijene su preciznije vrijednosti rotacijskih konstanti i konstanti. fine strukture gornje i donje stanje. Analiza perturbacija u stanju A 6 Σ + pokazala je da je perturbirajuće stanje a 4 Σ + sa energijom T 00 = 11186 cm -1 i rotacionom konstantom B 0 = 6,10 cm -1 . U [95RAM/BER2] i [2001BAU/RAM] rotirajuća struktura traka 0-1, 0-0, 1-0 i 1-2 CrD molekula [95RAM/BER2] i 1-0 i 1-1 CrH molekul [2001BAU/RAM]. U [2005SHI/BRU], vek trajanja nivoa v = 0 i 1 A 6 Σ + stanja je određen metodom rezonantne dvofotonske jonizacije, a talasni brojevi linija 0-0 izotopomera 50 CrH izmjereni su opseg. U [2006CHO/MER], talasni brojevi prvih linija (N ≤ 7) opsega 1-0 CrH izmjereni su u spektru laserske ekscitacije. Uočene perturbacije rotacionih nivoa stanja A 6 Σ + (v=1) pripisuju se stanjima a 4 Σ + (v=1) i B 6 Π(v=0). U [2007CHE/STE], pomaci i cijepanje nekoliko prvih linija 0-0 CrD opsega u konstantnom električnom polju mjereni su u spektrima laserske ekscitacije, dipolni moment je određen u stanjima X 6 Σ + (v= 0) i A 6 Σ + (v=0 ). U [2007CHE/BAK], Zeemanovo cijepanje prvih rotacijskih linija 0-0 i 1-0 CrH opsega je proučavano u spektrima laserske ekscitacije. Infracrveni CrH sistem je identifikovan u spektrima sunca [80ENG/WOH], zvezda S-tipa [80LIN/OLO] i smeđih patuljaka [99KIR/ALL].

Vibracioni prelazi u osnovnom elektronskom stanju CrH i CrD uočeni su u [79VAN/DEV, 91LIP/BAC, 2003WAN/AND2]. U [79VAN/DEV], frekvencije apsorpcije od 1548 i 1112 cm–1 dodijeljene su molekulima CrH i CrD u Ar matrici na 4K. U [91LIP/BAC], rotacijske linije 1-0 i 2-1 vibracionih prelaza molekula CrH izmjerene su laserskom magnetskom rezonancom i dobivene su vibracijske konstante osnovnog stanja. U [2003WAN/AND2], frekvencije apsorpcije u Ar matrici od 1603,3 i 1158,7 cm–1 dodijeljene su molekulima CrH i CrD, uzimajući u obzir podatke [91LIP/BAC].

Rotacioni prelazi u osnovnom stanju CrH i CrD su uočeni u [91COR/BRO, 93BRO/BEA, 2004HAL/ZIU, 2006HAR/BRO]. U [ 91COR/BRO ] oko 500 lasera magnetne rezonancije, povezan sa 5 nižih rotacionih prelaza, dobijen je skup parametara koji opisuju energiju rotacije, fino i hiperfino cijepanje rotacionih nivoa u vibracionom nivou v=0 osnovnog stanja. Rad [ 93BRO/BEA ] daje rafinirane frekvencije 6 komponenti rotacionog prijelaza N = 1←0. U [2004HAL/ZIU] prelazne komponente N = 1←0 CrH i N = 2←1 CrD prelazne komponente se mjere direktno u submilimetarskom apsorpcionom spektru. Prijelazne komponente N = 1←0 CrH ponovo izmjerene (sa boljim omjerom signal-šum) u [2006HAR/BRO]. Podaci ovih mjerenja obrađeni su u [2006HAR/BRO] zajedno sa podacima mjerenja [91COR/BRO] i [91LIP/BAC], te je dobiven najbolji skup konstanti, uključujući i one ravnotežne, za osnovno stanje CrH trenutno.

EPR spektar molekula CrH u Ar matrici proučavan je u [79VAN/DEV, 85VAN/BAU]. Utvrđeno je da molekul ima osnovno stanje 6 Σ.

Fotoelektronski spektar CrH - i CrD - anjona je dobijen u [87MIL/FEI]. Prema interpretaciji autora, spektar pokazuje prelaze iz osnovnog i pobuđenog stanja anjona u osnovno i A 6 Σ + stanja neutralnog molekula. Nekoliko pikova u spektru nije dodijeljeno. Utvrđeno je da je frekvencija vibracija u osnovnom stanju CrD ~ 1240 cm -1.

Kvantnomehanički proračuni CrH izvršeni su u [ 81DAS, 82GRO/WAH, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 93DAI/BAL, 96FUJ/IWA, 97BAR/ADA, 2001BAU/RAM, 2003ROO, 2003ROO/BAU, 2004GHI06, 2004GHI02 /MAT, 2007JEN/ROO, 2008GOE/MAS]. Energije pobuđenih elektronskih stanja izračunate su u [93DAI/BAL, 2001BAU/RAM, 2003ROO, 2004GHI/ROO, 2006KOS/MAT, 2008GOE/MAS].

Energije pobuđenih stanja date su prema eksperimentalnim podacima [93RAM/JAR2] ( a 4 Σ +), [ 2001BAU/RAM ] ( A 6 Σ +), [ 2006CHO/MER ] ( B 6 Π), [ 84HUG/GER ] ( D(6 Π)) i procijenjeno na osnovu rezultata proračuna [ 93DAI/BAL, 2006KOS/MAT ] ( b 4 Π, c 4 Δ), [ 93DAI/BAL, 2003ROO, 2004GHI/ROO, 2006KOS/MAT ] ( C 6Δ).

Vibracione i rotacione konstante pobuđenih stanja CrH nisu korišćene u proračunima termodinamičkih funkcija i date su u tabeli Cr.D1 za referencu. Za državu A 6 Σ + su eksperimentalne konstante [ 2001BAU/RAM ], rotirajuća konstanta a 4 Σ + je dato prema [93RAM/JAR2]. Za preostala stanja, vrijednosti w e i r e , usrednjeno na rezultate proračuna [ 93DAI/BAL ] ( B 6 Π, C 6 Δ, b 4 Π, c 4Δ), [2003ROO] ( C 6 Δ), [ 2004GHI/ROO ] ( B 6 Π, C 6 Δ, D(6 Π)), [ 2006KOS/MAT ] ( B 6 Π, C 6Δ).

Statističke težine sintetičkih stanja procijenjene su korištenjem Cr + H - jonskog modela. Oni kombinuju statističke težine članova Cr + jona sa procenjenom energijom u polju liganda ispod 40000 cm -1. Energije članova u polju liganda procijenjene su pod pretpostavkom da je relativni raspored članova iste konfiguracije isti u polju liganda iu slobodnom jonu. Konfiguracijski pomak slobodnog jona u polju liganda određen je na osnovu interpretacije (u okviru jonskog modela) eksperimentalno posmatranih i izračunatih elektronskih stanja molekula. Dakle, osnovno stanje X 6 Σ + je dodijeljeno terminu 6 S konfiguracije 3d 5 , a stanja A 6 Σ + , B 6 Π, C 6 Δ i 4 Σ + , 4 Π, 4 Δ odgovaraju cijepanje komponenti pojmova 6 D i 4 D konfiguracije 4s 1 3d 4 . Stanje D(6 Π) je dodijeljeno konfiguraciji 4p 1 3d 4 . Energije članova u slobodnom jonu date su u [71MOO]. Podjela pojmova u polju liganda nije uzeta u obzir.

Termodinamičke funkcije CrH(g) izračunate su pomoću jednačina (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10) , (1.93) - (1.95) . Vrijednosti Q ext a njegovi derivati su izračunati jednačinama (1.90) - (1.92) uzimajući u obzir jedanaest pobuđenih stanja pod pretpostavkom da Q br.vr ( i) = (p i /p X)Q br.vr ( X) . Vibraciono-rotaciona particiona funkcija X 6 Σ + stanja i njeni derivati izračunati su pomoću jednadžbi K -1 × mol -1

H o (298,15 K) - H o (0) = 8,670 ± 0,021 kJ× mol -1

Glavne greške u izračunatim termodinamičkim funkcijama CrH(g) nastaju zbog metode proračuna. Greške u vrijednostima Φº(T) na T = 298,15, 1000, 3000 i 6000 K procjenjuju se na 0,07, 0,2, 0,7 i 1,7 J×K -1 × mol -1 , respektivno.

Termodinamičke funkcije CrH(g) nisu ranije objavljene.

Termohemijske vrijednosti za CrH(g).

Konstanta ravnoteže reakcije CrH(g)=Cr(g)+H(g) izračunata je iz prihvaćene vrijednosti energije disocijacije

D° 0 (CrH) \u003d 184 ± 10 kJ × mol -1 = 15380 ± 840 cm -1.

Prihvaćena vrijednost je zasnovana na rezultatima mjerenja energija dvije plinovite heterolitičke reakcije, i to: CrH = Cr - + H + (1), ΔE(1) = 1420 ± 13 kJ× mol -1, jonsko-ciklotronska rezonancija metoda [ 85SAL/LAN ] i CrH = Cr + + H - (2), ΔE(2) = 767,1 ± 6,8 kJ× mol -1, određivanje graničnih energija interakcija između Cr + i određenog broja amina [ 93CHE/CLE]. Kombinacija ovih vrijednosti sa vrijednostima prihvaćenim u ovoj publikaciji EA(H) = -72,770 ± 0,002 kJ× mol -1 , IP(N) = 1312,049 ± 0,001 kJ× mol -1 , IP(Cr) = 652,869 ± 0,004 kJ× mol - 1 , kao i sa vrijednošću EA(Cr) = -64,3 ± 1,2 kJ× mol -1 datom u [85HOT/LIN] dovodi do vrijednosti D° 0 (CrN) = 172,3 ± 13 i D° 0 (CrH) = 187,0 ± 7 kJ× mol -1 za radove [ 85SAL/LAN, 93CHE/CLE ], respektivno. Dobijene vrijednosti se razumno slažu; ponderisani prosek je 184 ± 6 kJ mol -1. Ovo značenje je usvojeno u ovom izdanju. Greška je nešto povećana zbog poteškoća u pouzdanom pripisivanju rezultata citiranih radova određenoj temperaturi. Pokušaj detekcije molekula CrH u ravnotežnim uslovima (Knudsenova masena spektrometrija, [ 81KAN/MOO ]) bio je neuspešan; odnos dat u [ 81KAN/MOO ] D° 0 (CrH) ≤ 188 kJ× mol -1 nije u suprotnosti sa preporukom.

Prihvaćena vrijednost odgovara vrijednostima:

Δf Hº(CrH, g, 0 K) = 426,388 ± 10,2 kJ mol -1 i

Δf Hº(CrH, g, 298,15 K) = 426,774 ± 10,2 kJ mol -1 .

Cilj: produbiti znanja učenika o temi.

Zadaci:

okarakterizirati hrom kao jednostavnu supstancu;
upoznati studente sa jedinjenjima hroma različitih oksidacionih stanja;
pokazati zavisnost svojstava jedinjenja od stepena oksidacije;
pokazuju redoks svojstva jedinjenja hroma;
Nastaviti sa formiranjem sposobnosti učenika da zapisuju jednačine hemijskih reakcija u molekularnom i jonskom obliku, sastavljaju elektronsku vagu;
nastaviti sa formiranjem vještina za posmatranje hemijskog eksperimenta.

Forma lekcije: predavanje sa elementima samostalan rad učenika i posmatranje hemijskog eksperimenta.

Napredak lekcije

I. Ponavljanje gradiva prethodnog časa.

1. Odgovorite na pitanja i izvršite zadatke:

Koji elementi pripadaju podgrupi hroma?

Napišite elektronske formule atoma

Koje su to vrste elemenata?

Koja su oksidaciona stanja u jedinjenjima?

Kako se atomski radijus i energija ionizacije mijenjaju iz kroma u volfram?

Učenicima možete ponuditi da ispune tabelu koristeći tabelarne vrijednosti radijusa atoma, energije ionizacije i izvuku zaključke.

Uzorak tabele:

2. Poslušajte poruku učenika na temu "Elementi podgrupe hroma u prirodi, dobijanje i upotreba."

II. Predavanje.

Plan predavanja:

Chromium.
Jedinjenja hroma. (2)

Krom oksid; (2)
Krom hidroksid. (2)

Jedinjenja hroma. (3)

Krom oksid; (3)
Krom hidroksid. (3)

Jedinjenja hroma (6)

Krom oksid; (6)
Hromne i dihromne kiseline.

Zavisnost svojstava jedinjenja hroma o stepenu oksidacije.
Redox svojstva jedinjenja hroma.

1. Chrome.

Hrom je bijeli sjajni metal plavkaste nijanse, vrlo tvrd (gustina 7,2 g/cm3), tačka topljenja 1890˚S.

Hemijska svojstva: Krom je neaktivan metal u normalnim uvjetima. To je zbog činjenice da je njegova površina prekrivena oksidnim filmom (Cr 2 O 3). Kada se zagrije, 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

Zadatak: napisati jednadžbe za reakcije hroma sa dušikom, fosforom, ugljikom i silicijumom; na jednu od jednadžbi, sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Interakcija hroma sa složenim supstancama:

Na veoma visokim temperaturama, hrom reaguje sa vodom:

2Cr + 3 H 2 O \u003d Cr 2 O 3 + 3H 2

Zadatak:

Krom reagira s razrijeđenom sumpornom i hlorovodoničnom kiselinom:

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Koncentrovane sumporne hlorovodonične i azotne kiseline pasiviraju hrom.

2. Jedinjenja hroma. (2)

1. krom oksid (2)- CrO - čvrsta jarkocrvena supstanca, tipičan bazični oksid (odgovara hrom (2) hidroksidu - Cr (OH) 2), ne otapa se u vodi, ali se rastvara u kiselinama:

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Zadatak: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (2) sa sumpornom kiselinom.

Krom oksid (2) se lako oksidira na zraku:

4CrO + O 2 \u003d 2Cr 2 O 3

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Krom oksid (2) nastaje tokom oksidacije hromovog amalgama atmosferskim kiseonikom:

2Sr (amalgam) + O 2 = 2SrO

2. hrom hidroksid (2)- Cr (OH) 2 - žuta supstanca, slabo rastvorljiva u vodi, sa izraženim bazičnim karakterom, stoga je u interakciji sa kiselinama:

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

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom-oksida (2) sa hlorovodoničnom kiselinom.

Poput krom(2) oksida, krom(2) hidroksid oksidira:

4 Cr (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4Cr (OH) 3

Zadatak: sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo.

Krom hidroksid (2) se može dobiti djelovanjem lužina na hromove soli (2):

CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Zadatak: napisati jonske jednačine.

3. Jedinjenja hroma. (3)

1. krom oksid (3)- Cr 2 O 3 - tamnozeleni prah, nerastvorljiv u vodi, vatrostalan, po tvrdoći blizak korundu (odgovara hrom hidroksidu (3) - Cr (OH) 3). Krom oksid (3) je amfoterne prirode, ali je slabo rastvorljiv u kiselinama i alkalijama. Reakcije sa alkalijama se javljaju tokom fuzije:

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

Zadatak: sastaviti jednadžbu reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (3) s litijum 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

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom oksida (3) s koncentriranom sumpornom kiselinom i koncentriranim rastvorom natrijum hidroksida.

Krom oksid (3) se može dobiti razgradnjom amonijum dihromata:

(NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

2. hrom hidroksid (3) Cr (OH) 3 se dobija delovanjem alkalija na rastvore soli hroma (3):

CrCl 3 + 3KOH \u003d Cr (OH) 3 ↓ + 3KSl

Zadatak: napisati jonske jednačine

Krom hidroksid (3) je sivo-zeleni talog, po prijemu kojeg se alkalija mora uzimati u nedostatku. Ovako dobijen hrom (3) hidroksid, za razliku od odgovarajućeg oksida, lako stupa u interakciju sa kiselinama i alkalijama, 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)

Zadatak: sastaviti jednadžbe reakcije u molekularnom i ionskom obliku interakcije krom hidroksida (3) sa hlorovodoničnom kiselinom i natrijum hidroksidom.

Kada se Cr (OH) 3 spoji sa alkalijama, dobijaju se metahromiti i ortohromiti:

Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metakromit K)+ 2H2O
Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H2O

4. Jedinjenja hroma. (6)

1. krom oksid (6)- CrO 3 - tamnocrvena kristalna supstanca, visoko rastvorljiv u vodi - tipičan kiseli oksid. Ovaj oksid odgovara dvije kiseline:

CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (hromna kiselina - formirana sa viškom vode)
CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (dihromna kiselina - nastaje pri visokoj koncentraciji krom-oksida (3)).

Krom oksid (6) je vrlo jak oksidant, stoga snažno djeluje s organskim tvarima:

C 2 H 5 OH + 4CrO 3 \u003d 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Takođe oksidira jod, sumpor, fosfor, ugalj:

3S + 4CrO 3 \u003d 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Zadatak: napisati jednačine hemijske reakcije hrom oksid (6) sa jodom, fosforom, ugljem; na jednu od jednadžbi, sastaviti elektronsku vagu, navesti oksidaciono sredstvo i redukciono sredstvo

Kada se zagrije na 250 0 C, hrom oksid (6) se raspada:

4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2

Kromov oksid (6) se može dobiti djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na čvrste hromate i dihromate:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

2. Hromne i dihromne kiseline.

Kromne i dihromne kiseline postoje samo u vodenim rastvorima, formiraju stabilne soli, odnosno hromate i dihromate. Kromati i njihovi rastvori su žuti, dihromati su narandžasti.

Kromat - CrO 4 2- joni i dihromat - Cr 2O 7 2- joni lako prelaze jedan u drugi kada se promijeni okruženje u otopini

U kiseloj sredini rastvora, hromati se pretvaraju u dihromate:

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

U alkalnom okruženju dikromati se pretvaraju u hromate:

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH \u003d 2K 2 CrO 4 + H 2 O

Kada se razblaži, dihromna kiselina postaje hromna kiselina:

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O \u003d 2H 2 CrO 4

5. Zavisnost svojstava jedinjenja hroma od stepena oksidacije.

Oksidacijsko stanje	+2	+3	+6
Oksid	CrO	Cr 2 O 3	CrO 3
Priroda oksida	osnovni	amfoterično	kiselina
hidroksid	Cr(OH) 2	Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3	H 2 CrO 4
Priroda hidroksida	osnovni	amfoterično	kiselina
→ slabljenje baznih svojstava i jačanje kiselih→

6. Redox svojstva jedinjenja hroma.

Reakcije u kiseloj sredini.

U kiseloj sredini, jedinjenja Cr +6 se pretvaraju u jedinjenja Cr +3 pod dejstvom redukcionih 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

Zadatak:

1. Izjednačite jednadžbu reakcije koristeći metodu ravnoteže elektrona, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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. Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednačinu koristeći metodu ravnoteže elektrona, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 \u003d? +? +H 2 O

Reakcije u alkalnom mediju.

U alkalnom okruženju, jedinjenja hroma Cr +3 se pretvaraju u jedinjenja Cr +6 pod dejstvom oksidacionih sredstava: 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 -

Zadatak:

Izjednačite reakcijsku jednačinu metodom ravnoteže elektrona, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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

Dodajte produkte reakcije, izjednačite jednačinu koristeći metodu ravnoteže elektrona, navedite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo:

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

Dakle, oksidaciona svojstva se dosljedno povećavaju promjenom oksidacijskih stanja u nizu: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Jedinjenja hroma (2) su jaka redukciona sredstva, lako se oksidiraju, pretvarajući se u jedinjenja hroma (3). Jedinjenja hroma (6) su jaki oksidanti, lako se redukuju u jedinjenja hroma (3). Jedinjenja hroma (3) u interakciji sa jakim redukcionim agensima ispoljavaju oksidaciona svojstva, prelazeći u jedinjenja hroma (2), a u interakciji sa jakim oksidacionim agensima ispoljavaju redukciona svojstva, prelazeći u jedinjenja hroma (6)

Do metode predavanja:

Za aktiviranje kognitivna aktivnost studenata i održavajući interesovanje, preporučljivo je da se tokom predavanja sprovede demonstracioni eksperiment. Ovisno o mogućnostima obrazovne laboratorije, studenti mogu demonstrirati sljedeće eksperimente:

dobijanje hrom-oksida (2) i hrom-hidroksida (2), dokaz njihovih osnovnih svojstava;
dobijanje krom oksida (3) i krom hidroksida (3), dokaz njihovih amfoternih svojstava;
dobijanje hrom-oksida (6) i njegovo otapanje u vodi (dobivanje hromne i dihromne kiseline);
prelazak hromata u dihromate, dikromata u hromate.

Zadaci samostalnog rada mogu se diferencirati uzimajući u obzir stvarne mogućnosti učenja učenika.
Predavanje možete završiti ispunjavanjem sljedećih zadataka: napišite jednadžbe kemijskih reakcija pomoću kojih možete izvršiti sljedeće transformacije:

.III. Zadaća: završiti predavanje (dodati jednačine hemijskih reakcija)

Vasilyeva Z.G. Laboratorijski radovi opšte i neorganske hemije. -M.: "Hemija", 1979 - 450 str.
Egorov A.S. Tutor hemije. - Rostov na Donu: "Feniks", 2006.-765 str.
Kudryavtsev A.A. Izrada hemijske jednačine. - M., "Viša škola", 1979. - 295 str.
Petrov M.M. Neorganska hemija. - Lenjingrad: "Hemija", 1989. - 543 str.
Uškalova V.N. Hemija: takmičarski zadaci i odgovori. - M.: "Prosvjeta", 2000. - 223 str.