Il cromo e i suoi composti sono utilizzati attivamente nella produzione industriale, in particolare nelle industrie metallurgiche, chimiche e refrattarie.

Cromo Cr- elemento chimico Gruppo VI sistema periodico Mendeleev, numero atomico 24, massa atomica 51,996, raggio atomico 0,0125, raggi ionici Cr2+ - 0,0084; Cr3+ - 0,0064; Cr4+ - 6.0056.

Il cromo mostra stati di ossidazione +2, +3, +6, rispettivamente, ha valenze II, III, VI.

Il cromo è un metallo grigio acciaio duro, duttile, piuttosto pesante, malleabile.

Bolle a 2469 0 C, fonde a 1878 ± 22 0 C. Ha tutto proprietà caratteristiche metalli: conduce bene il calore, quasi nessuna resistenza corrente elettrica, ha una lucentezza inerente alla maggior parte dei metalli. E allo stesso tempo è resistente alla corrosione nell'aria e nell'acqua.

Le impurità di ossigeno, azoto e carbonio, anche in quantità minime, modificano drasticamente le proprietà fisiche del cromo, ad esempio, rendendolo molto fragile. Ma, sfortunatamente, è molto difficile ottenere il cromo senza queste impurità.

Struttura reticolo cristallino- cubica a corpo centrato. Una caratteristica del cromo è un brusco cambiamento nella sua Proprietà fisiche ad una temperatura di circa 37°C.

6. Tipi di composti di cromo.

L'ossido di cromo (II) CrO (basico) è un forte agente riducente, estremamente instabile in presenza di umidità e ossigeno. valore pratico non ha.

L'ossido di cromo (III) Cr2O3 (anfotero) è stabile nell'aria e nelle soluzioni.

Cr2O3 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + H2O

Cr2O3 + 2NaOH = Na2CrO4 + H2O

Si forma riscaldando alcuni composti di cromo (VI), ad esempio:

4CrO3 2Cr2O3 + 3O2

(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O

4Cr + 3O2 2Cr2O3

L'ossido di cromo (III) viene utilizzato per ridurre il cromo metallico a bassa purezza con alluminio (alluminotermia) o silicio (silicotermia):

Cr2O3 +2Al = Al2O3 +2Cr

2Cr2O3 + 3Si = 3SiO3 + 4Cr

Ossido di cromo (VI) CrO3 (acido) - cristalli aghiformi cremisi scuri.

Ottenuto per azione di un eccesso di H2SO4 concentrato su una soluzione acquosa satura di bicromato di potassio:

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

L'ossido di cromo (VI) è un forte agente ossidante, uno dei composti di cromo più tossici.

Quando il CrO3 viene sciolto in acqua, si forma l'acido cromico H2CrO4

CrO3 + H2O = H2CrO4

L'ossido di cromo acido, reagendo con gli alcali, forma cromati gialli CrO42

CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O

2. Idrossidi

L'idrossido di cromo (III) ha proprietà anfotere, dissolvendosi entrambi

acidi (si comporta come una base) e in alcali (si comporta come un acido):

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

Cr(OH)3 + KOH = K

Quando si calcina l'idrossido di cromo (III), si forma l'ossido di cromo (III) Cr2O3.

Insolubile in acqua.

2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O

3. Acidi

Gli acidi di cromo corrispondenti al suo stato di ossidazione +6 e che differiscono nel rapporto tra il numero di molecole di CrO3 e H2O esistono solo sotto forma di soluzioni. Quando l'ossido acido CrO3 è disciolto, si forma acido monocromico (semplicemente cromico) H2CrO4.

CrO3 + H2O = H2CrO4

L'acidificazione di una soluzione o un aumento di CrO3 in essa porta ad acidi della formula generale nCrO3 H2O

a n=2, 3, 4, questi sono, rispettivamente, acidi di, tri, tetracromici.

Il più forte di loro è dicromico, cioè H2Cr2O7. Gli acidi cromici ei loro sali sono forti ossidanti e velenosi.

Esistono due tipi di sali: cromiti e cromati.

I cromiti con la formula generale RCrO2 sono sali dell'acido cromico HcrO2.

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

I cromiti variano di colore dal marrone scuro al completamente nero e di solito si trovano in masse solide. La cromite è più morbida di molti altri minerali, il punto di fusione della cromite dipende dalla sua composizione 1545-1730 0 C.

La cromite ha una lucentezza metallica ed è quasi insolubile negli acidi.

I cromati sono sali degli acidi cromici.

I sali dell'acido monocromico H2CrO4 sono chiamati monocromati (cromati) R2CrO4, sali dell'acido dicromico H2Cr2O7 dicromati (bicromati) - R2Cr2O7. I monocromatici sono generalmente colorati di giallo. Sono stabili solo in un ambiente alcalino e dopo l'acidificazione si trasformano in dicromati rosso-arancio:

2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

"Università Politecnico di Tomsk per la ricerca nazionale"

Istituto di Geoecologia e Geochimica delle Risorse Naturali

Cromo

Per disciplina:

Chimica

Completato:

studente del gruppo 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29/10/2014

Controllato:

insegnante Stas Nikolay Fedorovich

Posizione nel sistema periodico

Cromo- un elemento di un sottogruppo laterale del 6° gruppo del 4° periodo del sistema periodico di elementi chimici di D. I. Mendeleev con numero atomico 24. È indicato dal simbolo Cr(lat. Cromo). sostanza semplice cromo- metallo duro bianco-bluastro. Il cromo è talvolta indicato come un metallo ferroso.

La struttura dell'atomo

17 Cl) 2) 8) 7 - diagramma della struttura dell'atomo

1s2s2p3s3p - formula elettronica

L'atomo si trova nel periodo III e ha tre livelli di energia

L'atomo si trova in VII nel gruppo, nel sottogruppo principale - al livello di energia esterna di 7 elettroni

Proprietà dell'elemento

Proprietà fisiche

Il cromo è un metallo bianco lucido con un reticolo cubico centrato sul corpo, a = 0,28845 nm, caratterizzato da durezza e fragilità, con una densità di 7,2 g/cm 3, uno dei metalli puri più duri (secondo solo a berillio, tungsteno e uranio ), con punto di fusione di 1903 gradi. E con un punto di ebollizione di circa 2570 gradi. C. Nell'aria, la superficie del cromo è ricoperta da una pellicola di ossido, che la protegge da un'ulteriore ossidazione. L'aggiunta di carbonio al cromo ne aumenta ulteriormente la durezza.

Proprietà chimiche

Il cromo in condizioni normali è un metallo inerte, quando riscaldato diventa abbastanza attivo.

Interazione con i non metalli

Se riscaldato a una temperatura superiore a 600°C, il cromo brucia in ossigeno:

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

Reagisce con il fluoro a 350°C, con il cloro a 300°C, con il bromo a temperatura di calore rosso, formando alogenuri di cromo (III):

2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3 .

Reagisce con l'azoto a temperature superiori a 1000°C formando nitruri:

2Cr + N 2 = 2CrN

o 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3 .

Reagisce con boro, carbonio e silicio formando boruri, carburi e siliciuri:

Cr + 2B = CrB 2 (è possibile la formazione di Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C \u003d Cr 2 C 3 (è possibile la formazione di Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (possibile formazione di Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Non interagisce direttamente con l'idrogeno.

Interazione con l'acqua

In uno stato caldo finemente macinato, il cromo reagisce con l'acqua, formando ossido di cromo (III) e idrogeno:

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

Interazione con acidi

Nella serie elettrochimica delle tensioni dei metalli, il cromo è prima dell'idrogeno, sposta l'idrogeno dalle soluzioni di acidi non ossidanti:

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

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

In presenza di ossigeno atmosferico si formano sali di cromo (III):

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

Gli acidi nitrico e solforico concentrati passivano il cromo. Il cromo può dissolversi in essi solo con un forte riscaldamento, si formano sali di cromo (III) e prodotti di riduzione dell'acido:

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.

Interazione con reagenti alcalini

A soluzione acquosa il cromo non si dissolve negli alcali, reagisce lentamente con gli alcali fusi per formare cromiti e rilasciare idrogeno:

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

Reagisce con le fusioni alcaline di agenti ossidanti, come il clorato di potassio, mentre il cromo passa nel cromato di potassio:

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

Recupero di metalli da ossidi e sali

Chrome - metallo attivo, è in grado di spostare i metalli dalle soluzioni dei loro sali: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Proprietà di una sostanza semplice

Stabile in aria grazie alla passivazione. Per lo stesso motivo non reagisce con gli acidi solforico e nitrico. A 2000 °C si brucia con la formazione di ossido di cromo (III) verde Cr 2 O 3, che ha proprietà anfotere.

Composti sintetizzati di cromo con boro (boruri Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 e Cr 5 B 3), con carbonio (carburi Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 e Cr 3 C 2) , con silicio (silicidi Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 e CrSi) e azoto (nitruri CrN e Cr 2 N).

Composti Cr(+2).

Lo stato di ossidazione +2 corrisponde all'ossido basico CrO (nero). I sali di Cr 2+ (soluzioni blu) si ottengono riducendo i sali di Cr 3+ o dicromati con lo zinco in ambiente acido ("idrogeno al momento dell'isolamento"):

Tutti questi sali di Cr 2+ sono forti agenti riducenti, nella misura in cui spostano l'idrogeno dall'acqua quando sono in piedi. L'ossigeno nell'aria, specialmente in un ambiente acido, ossida Cr 2+, per cui la soluzione blu diventa rapidamente verde.

L'idrossido di Cr(OH) 2 marrone o giallo precipita quando gli alcali vengono aggiunti a soluzioni di sali di cromo(II).

Sono stati sintetizzati dialogenuri di cromo CrF 2 , CrCl 2 , CrBr 2 e CrI 2

Composti Cr(+3).

Lo stato di ossidazione +3 corrisponde all'ossido anfotero Cr 2 O 3 e all'idrossido Cr (OH) 3 (entrambi verdi). Questo è lo stato di ossidazione più stabile del cromo. I composti di cromo in questo stato di ossidazione hanno un colore dal porpora sporco (ione 3+) al verde (gli anioni sono presenti nella sfera di coordinazione).

Cr 3+ è soggetto alla formazione di doppi solfati della forma M I Cr (SO 4) 2 12H 2 O (allume)

L'idrossido di cromo (III) si ottiene agendo con ammoniaca su soluzioni di sali di cromo (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Possono essere utilizzate soluzioni alcaline, ma nel loro eccesso si forma un complesso idrosso solubile:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Fondendo Cr 2 O 3 con alcali si ottengono cromiti:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

L'ossido di cromo (III) non calcinato si dissolve in soluzioni alcaline e in acidi:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Quando i composti di cromo (III) vengono ossidati in un mezzo alcalino, si formano composti di cromo (VI):

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

La stessa cosa accade quando l'ossido di cromo (III) viene fuso con alcali e agenti ossidanti, o con alcali nell'aria (il fuso in questo caso diventa giallo):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Composti di cromo (+4)[

Con un'attenta decomposizione dell'ossido di cromo (VI) CrO 3 in condizioni idrotermali, si ottiene l'ossido di cromo (IV) CrO 2, che è ferromagnetico e ha conducibilità metallica.

Tra i tetraalogenuri di cromo, CrF 4 è stabile, il tetracloruro di cromo CrCl 4 esiste solo in vapore.

Composti di cromo (+6)

Lo stato di ossidazione +6 corrisponde all'ossido di cromo acido (VI) CrO 3 e ad un numero di acidi tra i quali esiste un equilibrio. I più semplici sono H 2 CrO 4 cromico e H 2 Cr 2 O 7 bicromatico. Formano due serie di sali: rispettivamente cromati gialli e dicromati arancioni.

L'ossido di cromo (VI) CrO 3 è formato dall'interazione di acido solforico concentrato con soluzioni di dicromati. Un tipico ossido acido, interagendo con l'acqua, forma acidi cromici forti e instabili: H 2 CrO 4 cromico, H 2 Cr 2 O 7 dicromico e altri isopoliacidi con la formula generale H 2 Cr n O 3n+1. Un aumento del grado di polimerizzazione si verifica con una diminuzione del pH, cioè un aumento dell'acidità:

2CrO+2H→Cr2O+H2O

Ma se una soluzione alcalina viene aggiunta a una soluzione arancione di K 2 Cr 2 O 7, in che modo il colore diventa di nuovo giallo, poiché si forma di nuovo il cromato K 2 CrO 4:

Cr2O+2OH→2CrO+HO

Non raggiunge un alto grado di polimerizzazione, come accade nel tungsteno e nel molibdeno, poiché l'acido policromico si decompone in ossido di cromo (VI) e acqua:

H2CrnO3n+1→H2O+nCrO3

La solubilità dei cromati corrisponde grosso modo alla solubilità dei solfati. In particolare, il cromato di bario giallo BaCrO 4 precipita quando i sali di bario vengono aggiunti a soluzioni sia di cromato che di dicromato:

Ba+CrO→BaCrO↓

2Ba+CrO+H2O→2BaCrO↓+2H

La formazione di un cromato d'argento rosso sangue e scarsamente solubile viene utilizzata per rilevare l'argento nelle leghe utilizzando l'acido del test.

Sono noti il ​​pentafluoruro di cromo CrF 5 e l'esafluoruro di cromo instabile CrF 6. Sono stati anche ottenuti ossialogenuri di cromo volatili CrO 2 F 2 e CrO 2 Cl 2 (cromilcloruro).

I composti di cromo (VI) sono forti agenti ossidanti, ad esempio:

K2Cr2O7+14HCl→2CrCl3+2KCl+3Cl2+7H2O

L'aggiunta di perossido di idrogeno, acido solforico e un solvente organico (etere) ai bicromati porta alla formazione di perossido di cromo blu CrO 5 L (L è una molecola di solvente), che viene estratto nello strato organico; questa reazione è usata come analitica.

Tutor di chimica

Continuazione. Vedere nel n. 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

ATTIVITÀ 25

10 ° grado(primo anno di studio)

Cromo e suoi composti

1. Posizione nella tabella di DI Mendeleev, la struttura dell'atomo.

2. Origine del nome.

3. Proprietà fisiche.

4. Proprietà chimiche.

5. Essere nella natura.

6. Metodi di base per ottenere.

7. I più importanti composti del cromo:

a) ossido e idrossido di cromo(II);

b) ossido e idrossido di cromo(III), loro proprietà anfotere;

c) ossido di cromo(VI), acido cromico e dicromico, cromati e dicromati.

9. Proprietà redox dei composti del cromo.

Il cromo si trova nel sottogruppo secondario del gruppo VI della tabella di D.I. Mendeleev. Nella compilazione della formula elettronica del cromo, va ricordato che per la maggiore stabilità della configurazione 3 d 5 all'atomo di cromo si osserva uno slittamento di elettroni e la formula elettronica ha la forma: 1 S 2 2S 2 p 6 3S 2 p 6 4S 1 3d 5. Nei composti, il cromo può mostrare stati di ossidazione +2, +3 e +6 (lo stato di ossidazione +3 è il più stabile):

Chrome prende il nome dalla parola greca croma(colore, vernice) a causa del colore brillante e vario dei suoi composti.

Il cromo è un metallo bianco lucido, molto duro, fragile, refrattario. Resistente alla corrosione. Nell'aria, si ricopre di una pellicola di ossido, a causa della quale la superficie diventa opaca.

Proprietà chimiche

In condizioni normali, il cromo è un metallo inattivo e reagisce solo con il fluoro. Ma una volta riscaldato, il film di ossido di cromo viene distrutto e il cromo reagisce con molte sostanze semplici e complesse (simili all'Al).

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

Metalli (-).

Non metalli (+):

2Cr + 3Cl 2 2CrCl 3 ,

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

2Cr + 3SCr 2 S 3 ,

H 2 O (+/-):*

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

Ossidi basici (-).

Ossidi acidi (-).

Basi (+/-):

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

Acidi non ossidanti (+).

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

Acidi ossidanti (-). Passivazione.

Sali (+/-):

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

Cr + CaCl 2 nessuna reazione.

In natura, l'elemento cromo è rappresentato da quattro isotopi con numeri di massa 50, 52, 53 e 54. In natura, il cromo si trova solo sotto forma di composti, il più importante dei quali è il minerale di ferro cromo o cromite (FeOzhCr 2 O 3) e piombo minerale rosso (PbCrO 4).

Il cromo metallico si ottiene: 1) dal suo ossido mediante alluminotermia:

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

2) elettrolisi di soluzioni acquose o fusi dei suoi sali:

Dal minerale di ferro di cromo nell'industria si ottiene una lega di ferro con cromo: ferrocromo, ampiamente utilizzato nella metallurgia:

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

I più importanti composti del cromo

Il cromo forma tre ossidi e i loro corrispondenti idrossidi, la cui natura cambia naturalmente con l'aumento dello stato di ossidazione del cromo:

Ossido di cromo(II) (CrO) è una sostanza solida, di colore rosso vivo o rosso bruno, insolubile in condizioni normali in acqua, un tipico ossido basico. L'ossido di cromo (II) si ossida facilmente nell'aria quando viene riscaldato e viene ridotto a cromo puro.

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

4CrO + O 2 2Cr 2 O 3,

CrO + H 2 Cr + H 2 O.

L'ossido di cromo (II) si ottiene per ossidazione diretta del cromo:

2Cr + O 2 2CrO.

Idrossido di cromo(II) (Cr(OH) 2) - sostanza gialla insolubile in acqua, elettrolita debole, presenta proprietà basiche, facilmente solubile in acidi concentrati; facilmente ossidabile in presenza di umidità dall'ossigeno atmosferico; quando calcinato in aria, si decompone per formare ossido di cromo (III):

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

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

L'idrossido di cromo(II) si ottiene dalla reazione di scambio tra un sale di cromo(II) e una soluzione alcalina in assenza di ossigeno:

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

Ossido di cromo(III) (Cr 2 O 3) presenta proprietà anfotere. È una polvere verde refrattaria (durezza paragonabile al corindone), insolubile in acqua. Cancerogeno! Si ottiene per decomposizione di bicromato di ammonio, idrossido di cromo (III), riduzione di bicromato di potassio o ossidazione diretta del cromo:

(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 + 3С2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2,

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

In condizioni normali, l'ossido di cromo (III) è scarsamente solubile in acidi e alcali; mostra proprietà anfotere quando fuso con alcali o carbonati metalli alcalini(formando cromiti); ad alte temperature, l'ossido di cromo (III) può essere ridotto a un metallo puro:

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.

Idrossido di cromo(III) (Cr (OH) 3) è precipitato dall'azione degli alcali sui sali di cromo trivalente (precipitato grigio-verde):

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

Presenta proprietà anfotere, dissolvendosi sia in acidi che in eccesso di alcali; termicamente instabile:

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.

Ossido di cromo(VI) (CrO 3) - una sostanza cristallina rosso scuro, velenosa, presenta proprietà acide. Dissolviamo bene in acqua, alla dissoluzione di questo ossido in acqua si formano acidi cromici; come l'ossido acido CrO 3 interagisce con gli ossidi basici e con gli alcali; termicamente instabile; è il più forte agente ossidante

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,

Questo ossido è ottenuto dall'interazione di cromati e dicromati secchi con acido solforico concentrato:

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

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

Cromo e acido dicromico esistono solo in soluzioni acquose, ma formano sali stabili - cromati e dicromati. I cromati e le loro soluzioni sono gialli e i dicromati sono arancioni. Gli ioni cromato e gli ioni dicromato si passano facilmente l'uno nell'altro quando il mezzo di soluzione cambia. A ambiente acido i cromati si trasformano in dicromati, la soluzione assume un colore arancione; in ambiente alcalino i dicromati si trasformano in cromati, la soluzione diventa gialla:

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.

Lo ione è stabile in un mezzo alcalino, ma in uno acido.

Proprietà di ossidazione-riduzione
composto di cromo

Di tutti i composti del cromo, i più stabili sono i composti con uno stato di ossidazione del cromo di +3. I composti di cromo con uno stato di ossidazione di +2 sono forti agenti riducenti e si ossidano facilmente a +3:

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

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

I composti contenenti cromo nello stato di ossidazione +6 sono forti ossidanti, mentre il cromo viene ripristinato da +6 a +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.

Per rilevare l'alcol nell'aria espirata, viene utilizzata una reazione basata sulla capacità ossidante dell'ossido di cromo (VI):

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

Viene chiamata una soluzione di dicromato di potassio in acido solforico concentrato miscela di cromo ed è usato per pulire la vetreria chimica.

Test sull'argomento "Cromo e suoi composti"

1. Alcuni elementi formano tutti e tre i tipi di ossidi (basico, anfotero e acido). Lo stato di ossidazione di un elemento in un ossido anfotero sarà:

un minimo;

b) massimo;

c) intermedio tra minimo e massimo;

d) può essere chiunque.

2. Quando un precipitato di idrossido di cromo (III) appena preparato reagisce con un eccesso di una soluzione alcalina, si forma quanto segue:

a) sale medio; b) sale basico;

c) doppio sale; d) sale complesso.

3. Il numero totale di elettroni nel livello preesterno dell'atomo di cromo è:

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

4. Quale degli ossidi di metallo è acido?

a) ossido di rame(II); b) ossido di cromo(VI);

c) ossido di cromo(III); d) ossido di ferro(III).

5. Quale massa di dicromato di potassio (in g) è necessaria per ossidare 11,2 g di ferro in una soluzione di acido solforico?

a) 58.8; b) 14.7; c) 294; d) 29.4.

6. Quale massa d'acqua (in g) deve essere evaporata da 150 g di una soluzione al 10% di cloruro di cromo(III) per ottenere una soluzione al 30% di questo sale?

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

7. La concentrazione molare di acido solforico nella soluzione è 11,7 mol/l e la densità della soluzione è 1,62 g/ml. Frazione di massa l'acido solforico in questa soluzione è (in%):

a) 35.4; b) 98; c) 70.8; d) 11.7.

8. Il numero di atomi di ossigeno in 19,4 g di cromato di potassio è:

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

c) 2,78 10 23; d) 6.02 10 23 .

9. Il tornasole mostrerà un colore rosso in una soluzione acquosa (sono possibili più risposte corrette):

a) cloruro di cromo(III); b) cloruro di cromo(II);

c) cloruro di potassio; d) acido cloridrico.

10. La transizione da cromato a dicromato avviene in ... ambiente ed è accompagnata dal processo:

a) processo di recupero acido;

b) acido, non vi è alcun cambiamento negli stati di ossidazione;

c) alcalino, processo di recupero;

d) alcalino, non vi è alcun cambiamento negli stati di ossidazione.

Chiave del test

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

Compiti qualitativi per l'identificazione delle sostanze 1. Una soluzione acquosa di un po' di sale è divisa in due parti. Uno di loro è stato trattato con un eccesso di alcali e riscaldato, il gas rilasciato ha cambiato il colore del tornasole rosso in blu. L'altra parte è stata trattata con acido cloridrico, il gas rilasciato ha reso l'acqua di calce torbida. Quale sale è stato analizzato? Supporta la tua risposta con le equazioni di reazione.

Risposta. carbonato di ammonio.

2. Quando si aggiungono (separatamente) ammoniaca, solfuro di sodio e nitrato d'argento a una soluzione acquosa della sostanza A, si formano precipitati bianchi, due dei quali hanno la stessa composizione. Che cos'è la sostanza A? Scrivi equazioni di reazione.

Soluzione

Sostanza 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.

Risposta. cloruro di alluminio.

3. Quando viene bruciato un gas incolore A dall'odore caratteristico pungente in presenza di ossigeno, si forma un altro gas B, privo di colore e odore, che reagisce con il litio a temperatura ambiente per formare una sostanza solida C. Individuare le sostanze, scrivere la reazione equazioni.

Soluzione

Sostanza A - NH 3,

sostanza B - N 2,

sostanza C - Li 3 N.

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

N 2 + 6 Li = 2 Li 3 N.

Risposta. NH 3 , N 2 , Li 3 N.

4. Il gas incolore A, dal caratteristico odore pungente, reagisce con un altro gas incolore, B, che ha l'odore di uova marce. Come risultato della reazione, si formano una C semplice e una sostanza complessa. La sostanza C reagisce con il rame per formare un sale nero. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. SO 2 , H 2 S, S.

5. Il gas incolore A con un odore caratteristico pungente, più leggero dell'aria, reagisce con l'acido B forte per formare il sale C, la cui soluzione acquosa non forma precipitati né con cloruro di bario né con nitrato d'argento. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione (una delle possibili opzioni).

Risposta. NH 3 , HNO 3 , NH 4 NO 3 .

6. Una semplice sostanza A, formata da atomi del secondo elemento più comune della crosta terrestre, reagisce quando riscaldata con ossido di ferro (II), dando luogo alla formazione del composto B, che è insolubile in soluzioni acquose di alcali e acidi (tranne fluoridrico ). La sostanza B, quando fusa con la calce viva, forma un sale insolubile C. Individuare le sostanze, fornire le equazioni di reazione (una delle possibili opzioni).

Risposta. Si, SiO 2 , CaSiO 3 .

7. Il composto marrone insolubile in acqua A si decompone per riscaldamento formando due ossidi, uno dei quali è l'acqua. L'altro ossido, B, viene ridotto dal carbonio per formare il metallo C, il secondo metallo più abbondante in natura. Identifica le sostanze, scrivi equazioni di reazione.

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

8. La sostanza A, che fa parte di uno dei minerali più comuni, forma gas B quando trattata con acido cloridrico Quando la sostanza B reagisce quando riscaldata con la sostanza semplice C, si forma un solo composto: un gas combustibile senza colore e odore. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. CaCO 3 , CO 2 , C.

9. Il metallo leggero A, che reagisce con l'acido solforico diluito, ma non reagisce a freddo con l'acido solforico concentrato, interagisce con una soluzione di idrossido di sodio e si formano gas e sale B. Quando si aggiunge acido cloridrico alla sostanza B, il sale C è Identificare le sostanze, fornire reazioni alle equazioni.

Risposta. Al, NaAl0 2 , NaCl.

10. La sostanza A è un metallo bianco-argento morbido, ben tagliato, più leggero dell'acqua. Quando la sostanza A interagisce con una semplice sostanza B, si forma il composto C, che è solubile in acqua per formare una soluzione alcalina. Quando una sostanza C viene trattata con acido cloridrico, si sprigiona un gas di odore sgradevole e si forma del sale che colora la fiamma del bruciatore in viola. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. K, S, K2S.

11. Il gas incolore A con un odore caratteristico pungente viene ossidato dall'ossigeno in presenza di un catalizzatore al composto B, che è un liquido volatile. La sostanza B, reagendo con la calce viva, forma il sale C. Identificare le sostanze, fornire le equazioni di reazione.

Risposta. SO 2 , SO 3 , CaSO 4 .

12. Una sostanza semplice A, liquida a temperatura ambiente, reagisce con un metallo leggero B di colore bianco argenteo, formando il sale C, che, se trattato con una soluzione alcalina, dà un precipitato bianco che si dissolve in un eccesso di alcali. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. Br 2 , Al, AlBr 3 .

13. Una sostanza solida gialla semplice A reagisce con un metallo leggero bianco-argenteo B, provocando la formazione del sale C, che viene completamente idrolizzato in una soluzione acquosa con la formazione di un precipitato bianco e un gas velenoso con un odore sgradevole. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. S, Al, Al 2 S 3 .

14. Una semplice sostanza gassosa instabile A si trasforma in un'altra semplice sostanza B, nell'atmosfera di cui brucia il metallo C; Il prodotto di questa reazione è un ossido in cui il metallo si trova in due stati di ossidazione. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. O 3 , O 2 , Fe.

15. Una sostanza cristallina viola scuro A, quando riscaldata, si decompone per formare una semplice sostanza gassosa B, nell'atmosfera di cui brucia una sostanza semplice C, formando un gas incolore e inodore, che fa parte dell'aria in piccole quantità. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. KMnO 4 , O 2 , C.

16. Una sostanza semplice A, che è un semiconduttore, che reagisce con un semplice sostanza gassosa B, forma il composto C, che è insolubile in acqua. Quando fusa con alcali, la sostanza C forma composti chiamati vetri solubili. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione (una delle possibili opzioni).

Risposta. Si, O 2 , SiO 2 .

17. Il gas tossico e incolore A con un odore sgradevole si decompone quando riscaldato in sostanze semplici, una delle quali B è un solido giallo. Quando la sostanza B viene bruciata, si forma un gas incolore C con un odore sgradevole, che decolora molte vernici organiche. Identificare le sostanze, fornire equazioni di reazione.

Risposta. H2S, S, SO2.

18. Il composto volatile dell'idrogeno A brucia nell'aria per formare la sostanza B, che è solubile in acido fluoridrico. Quando la sostanza B viene fusa con l'ossido di sodio, si forma un sale solubile in acqua C. Identificare le sostanze, fornire le equazioni di reazione.

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

19. Il composto A, scarsamente solubile in acqua, è bianco a causa della calcinazione a alta temperatura con carbone e sabbia in assenza di ossigeno forma una sostanza semplice B, che esiste in diverse modificazioni allotropiche. Quando questa sostanza viene bruciata nell'aria, si forma il composto C, che si dissolve in acqua per formare un acido in grado di formare tre serie di sali. Identifica le sostanze, scrivi equazioni di reazione.

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

* Il segno +/– significa che questa reazione non procede con tutti i reagenti o in condizioni specifiche.

Continua

Idruro di cromo

CrH(g). Proprietà termodinamiche dell'idruro di cromo gassoso in condizione standard a temperature di 100 - 6000 K sono riportate in tabella. CrH.

Oltre alla banda 3600 – 3700 Å, nella regione ultravioletta dello spettro è stata trovata un'altra banda CrH più debole [55KLE/LIL, 73SMI]. La fascia si trova nella regione di 3290 Å e ha bordi di una struttura complessa. La band non è stata ancora analizzata.

Il sistema infrarosso delle bande CrH è stato il più studiato. Il sistema corrisponde alla transizione A 6 Σ + - X 6 Σ + , il bordo della banda 0-0 si trova a 8611Å. Questo sistema è stato studiato in [55KLE/LIL, 59KLE/UHL, 67O'C, 93RAM/JAR2, 95RAM/BER2, 2001BAU/RAM, 2005SHI/BRU, 2006CHO/MER, 2007CHE/STE, 2007CHE/BAK]. In [55KLE/LIL], la struttura vibrazionale è stata analizzata dal Kants. In [59KLE/UHL] è stata analizzata la struttura rotazionale delle bande 0-0 e 0-1 ed è stato stabilito il tipo di transizione 6 Σ - 6 Σ. In [ 67O'C ] è stata eseguita un'analisi rotazionale delle bande 1-0 e 1-1, nonché un'analisi rotazionale della banda 0-0 di CrD. In [93RAM/JAR2], in spettri a risoluzione più alta ottenuti con lo spettrometro di Fourier, sono state affinate le posizioni delle righe della banda 0-0 e sono stati ottenuti valori più accurati delle costanti rotazionali e delle costanti. struttura fine stati superiori e inferiori. Un'analisi delle perturbazioni nello stato A 6 Σ + ha mostrato che lo stato perturbatore è un 4 Σ + con energia T 00 = 11186 cm -1 e costante di rotazione B 0 = 6,10 cm -1. In [95RAM/BER2] e [2001BAU/RAM] la struttura rotazionale delle bande 0-1, 0-0, 1-0 e 1-2 della molecola CrD [95RAM/BER2] e 1-0 e 1-1 Molecola CrH [ 2001BAU/RAM ]. In [2005SHI/BRU], le vite dei livelli v = 0 e 1 dello stato A 6 Σ + sono state determinate dal metodo della ionizzazione risonante a due fotoni e dai numeri d'onda delle righe 0-0 dell'isotopomero 50 CrH banda è stata misurata. In [2006CHO/MER], i numeri d'onda delle prime righe (N ≤ 7) della banda 1-0 CrH sono stati misurati nello spettro di eccitazione del laser. Le perturbazioni osservate dei livelli rotazionali dello stato A 6 Σ + (v=1) sono attribuite agli stati a 4 Σ + (v=1) e B 6 Π(v=0). In [2007CHE/STE], negli spettri di eccitazione del laser sono stati misurati gli spostamenti e la divisione di diverse prime righe della banda 0-0 CrD in un campo elettrico, il momento di dipolo è stato determinato negli stati X 6 Σ + (v= 0) e A 6 Σ + (v=0 ). In [2007CHE/BAK], negli spettri di eccitazione laser è stata studiata la divisione Zeeman delle prime linee rotazionali delle bande 0-0 e 1-0 CrH. Il sistema infrarosso CrH è stato identificato negli spettri del sole [ 80ENG/WOH ], delle stelle di tipo S [ 80LIN/OLO ] e delle nane brune [ 99KIR/ALL ].

Transizioni vibrazionali nello stato elettronico fondamentale di CrH e CrD sono state osservate in [79VAN/DEV, 91LIP/BAC, 2003WAN/AND2]. In [79VAN/DEV], frequenze di assorbimento di 1548 e 1112 cm–1 sono state assegnate a molecole CrH e CrD in una matrice Ar a 4K. In [91LIP/BAC], le linee di rotazione delle transizioni vibrazionali 1-0 e 2-1 della molecola CrH sono state misurate mediante risonanza magnetica laser e sono state ottenute le costanti vibrazionali dello stato fondamentale. In [2003WAN/AND2], frequenze di assorbimento nella matrice Ar di 1603,3 e 1158,7 cm–1 sono state assegnate a molecole CrH e CrD, tenendo conto dei dati di [91LIP/BAC].

Transizioni rotazionali nello stato fondamentale di CrH e CrD sono state osservate in [91COR/BRO, 93BRO/BEA, 2004HAL/ZIU, 2006HAR/BRO]. In [ 91COR/BRO ] circa 500 laser risonanze magnetiche associato a 5 transizioni rotazionali inferiori, si ottiene un insieme di parametri che descrivono l'energia rotazionale, la divisione fine e iperfine dei livelli rotazionali nel livello vibrazionale v=0 dello stato fondamentale. L'articolo [ 93BRO/BEA ] fornisce frequenze raffinate delle 6 componenti della transizione rotazionale N = 1←0. In [2004HAL/ZIU] le componenti di transizione N = 1←0 CrH e le componenti di transizione N = 2←1 CrD sono misurate direttamente nello spettro di assorbimento submillimetrico. Componenti di transizione N = 1←0 CrH rimisurate (con un migliore rapporto segnale/rumore) in [2006HAR/BRO]. I dati di queste misurazioni sono stati elaborati in [2006HAR/BRO] insieme ai dati di misurazione di [91COR/BRO] e [91LIP/BAC], ed è stato ottenuto il miglior insieme di costanti, comprese quelle di equilibrio, per lo stato fondamentale di CrH in questo momento.

Lo spettro EPR della molecola CrH nella matrice Ar è stato studiato in [79VAN/DEV, 85VAN/BAU]. È stabilito che la molecola ha lo stato fondamentale 6 Σ.

Lo spettro fotoelettronico degli anioni CrH - e CrD - è stato ottenuto in [87MIL/FEI]. Secondo l'interpretazione degli autori, lo spettro mostra le transizioni dagli stati ground ed eccitati dell'anione agli stati ground e A 6 Σ + della molecola neutra. Diversi picchi nello spettro non sono stati assegnati. La frequenza vibrazionale nello stato fondamentale è stata determinata essere CrD ~ 1240 cm -1.

I calcoli quantomeccanici del CrH sono stati eseguiti in [ 81DAS, 82GRO/WAH, 83WAL/BAU, 86CHO/LAN, 93DAI/BAL, 96FUJ/IWA, 97BAR/ADA, 2001BAU/RAM, 2003ROO, 2004GHI/ROO, 2006FUR/PER, 2006KOS /MAT, 2007JEN/ROO, 2008GOE/MAS]. Le energie degli stati elettronici eccitati sono state calcolate in [93DAI/BAL, 2001BAU/RAM, 2003ROO, 2004GHI/ROO, 2006KOS/MAT, 2008GOE/MAS].

Le energie degli stati eccitati sono fornite in base ai dati sperimentali [93RAM/JAR2] ( un 4 Σ +), [ 2001BAU/RAM ] ( UN 6 Σ +), [ 2006CHO/MER ] ( B 6 Π), [ 84HUG/GER ] ( D(6 Π)) e stimata dai risultati dei calcoli [ 93DAI/BAL, 2006KOS/MAT ] ( b 4 Π, c 4 Δ), [93DAI/BAL, 2003ROO, 2004GHI/ROO, 2006KOS/MAT] ( C 6Δ).

Le costanti vibrazionali e rotazionali degli stati eccitati di CrH non sono state utilizzate nei calcoli delle funzioni termodinamiche e sono riportate nella Tabella Cr.D1 come riferimento. Per lo stato UN 6 Σ + sono costanti sperimentali [ 2001BAU/RAM ], costante di rotazione un 4 Σ + è dato secondo [ 93RAM/JAR2 ]. Per i restanti stati, i valori we e r e , mediata sui risultati dei calcoli [ 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).

I pesi statistici degli stati sintetici sono stati stimati utilizzando il modello ionico Cr + H -. Combinano i pesi statistici dei termini dello ione Cr+ con l'energia stimata nel campo del ligando al di sotto di 40000 cm -1. Le energie dei termini nel campo del ligando sono state stimate assumendo che la disposizione relativa dei termini della stessa configurazione sia la stessa nel campo del ligando e in uno ione libero. Lo spostamento di configurazione di uno ione libero nel campo del ligando è stato determinato sulla base dell'interpretazione (nell'ambito del modello ionico) degli stati elettronici della molecola osservati e calcolati sperimentalmente. Pertanto, lo stato fondamentale X 6 Σ + è assegnato al termine 6 S della configurazione 3d 5 e gli stati A 6 Σ + , B 6 Π, C 6 Δ e 4 Σ + , 4 Π, 4 Δ corrispondono al componenti di divisione dei termini 6 D e 4 D configurazioni 4s 1 3d 4 . Lo stato D(6 Π) è assegnato alla configurazione 4p 1 3d 4 . Le energie dei termini in uno ione libero sono date in [71MOO]. La suddivisione dei termini nel campo del ligando non è stata presa in considerazione.

Le funzioni termodinamiche CrH(g) sono state calcolate utilizzando le equazioni (1.3) - (1.6) , (1.9) , (1.10) , (1.93) - (1.95) . I valori Q est e le sue derivate sono state calcolate dalle equazioni (1.90) - (1.92) tenendo conto di undici stati eccitati nell'assunto che Q no.vr ( io) = (p io /p X)Q no.vr ( X). La funzione di partizione vibrazionale-rotazionale dello stato X 6 Σ + e le sue derivate sono state calcolate utilizzando le equazioni K -1 × mol -1

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

I principali errori nelle funzioni termodinamiche calcolate CrH(g) sono dovuti al metodo di calcolo. Gli errori nei valori di Φº(T) a T = 298,15, 1000, 3000 e 6000 K sono stimati rispettivamente a 0,07, 0,2, 0,7 e 1,7 J×K -1 × mol -1 .

Le funzioni termodinamiche di CrH(g) non sono state pubblicate prima.

Valori termochimici per CrH(g).

La costante di equilibrio della reazione CrH(g)=Cr(g)+H(g) è stata calcolata dal valore accettato dell'energia di dissociazione

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

Il valore accettato si basa sui risultati delle misurazioni delle energie di due reazioni eterolitiche gassose, ovvero: CrH = Cr - + H + (1), ΔЕ(1) = 1420 ± 13 kJ× mol -1 , risonanza ione-ciclotrone metodo [ 85SAL/LAN ] e CrH = Cr + + H - (2), ΔЕ(2) = 767,1 ± 6,8 kJ× mol -1 , determinazione delle energie di soglia delle reazioni di interazione tra Cr + e un certo numero di ammine [ 93CHE/CLE]. La combinazione di questi valori con i valori accettati in questa pubblicazione EA(H) = -72.770 ± 0.002 kJ× mol -1 , IP(Н) = 1312.049 ± 0.001 kJ× mol -1 , IP(Cr) = 652.869 ± 0.004 kJ× mol - 1 , nonché con il valore EA(Cr) = -64.3 ± 1.2 kJ× mol -1 dato in [85HOT/LIN] porta ai valori D° 0 (CrН) = 172,3 ± 13 e D° 0 (CrH) = 187,0 ± 7 kJ× mol -1 per opere [ 85SAL/LAN, 93CHE/CLE ], rispettivamente. I valori ottenuti sono in ragionevole accordo; la media pesata è 184 ± 6 kJ mol -1. Questo significato è adottato in questa edizione. L'errore è in qualche modo aumentato a causa delle difficoltà nell'attribuire in modo affidabile i risultati degli articoli citati a una temperatura specifica. Un tentativo di rilevare la molecola CrH in condizioni di equilibrio (spettrometria di massa di Knudsen, [81KAN/MOO]) non ha avuto successo; la relazione data in [ 81KAN/MOO ] D° 0 (CrH) ≤ 188 kJ× mol -1 non è in conflitto con la raccomandazione.

Il valore accettato corrisponde ai valori:

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

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

Obbiettivo: approfondire la conoscenza dell'argomento da parte degli studenti.

Compiti:

• caratterizzare il cromo come una sostanza semplice;
• introdurre gli studenti ai composti del cromo di diversi stati di ossidazione;
• mostrare la dipendenza delle proprietà dei composti dal grado di ossidazione;
• mostrano le proprietà redox dei composti del cromo;
• continuare la formazione degli studenti per scrivere le equazioni delle reazioni chimiche in forma molecolare e ionica, per redigere un bilancio elettronico;
• continuare la formazione delle abilità per osservare un esperimento chimico.

Modulo di lezione: lezione con elementi lavoro indipendente studenti e osservazione di un esperimento chimico.

Avanzamento della lezione

I. Ripetizione del materiale della lezione precedente.

1. Rispondi alle domande e completa le attività:

Quali elementi appartengono al sottogruppo del cromo?

Scrivi formule elettroniche di atomi

Che tipo di elementi sono?

Quali sono gli stati di ossidazione nei composti?

Come cambiano il raggio atomico e l'energia di ionizzazione dal cromo al tungsteno?

Puoi offrire agli studenti la compilazione di una tabella utilizzando i valori tabulari dei raggi degli atomi, le energie di ionizzazione e trarre conclusioni.

Tabella di esempio:

2. Ascolta il messaggio dello studente sull'argomento "Elementi del sottogruppo di cromo in natura, ottenimento e utilizzo".

II. Conferenza.

Piano di lezione:

1. Cromo.
2. Composti di cromo. (2)

• ossido di cromo; (2)
• Idrossido di cromo. (2)

1. Composti di cromo. (3)

• ossido di cromo; (3)
• Idrossido di cromo. (3)

1. Composti di cromo (6)

• ossido di cromo; (6)
• Acidi cromici e dicromici.

1. Dipendenza delle proprietà dei composti di cromo dal grado di ossidazione.
2. Proprietà redox dei composti del cromo.

1. Cromo.

Il cromo è un metallo bianco brillante con una sfumatura bluastra, molto duro (densità 7,2 g/cm3), punto di fusione 1890˚С.

Proprietà chimiche: Il cromo è un metallo inattivo in condizioni normali. Ciò è dovuto al fatto che la sua superficie è ricoperta da un film di ossido (Cr 2 O 3). Quando riscaldato, il film di ossido viene distrutto e il cromo reagisce con sostanze semplici ad alta temperatura:

• 4Cr + 3O 2 \u003d 2Cr 2 O 3
• 2Cr + 3S = Cr 2 S 3
• 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

Esercizio: scrivere equazioni per le reazioni del cromo con azoto, fosforo, carbonio e silicio; ad una delle equazioni, redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'interazione del cromo con sostanze complesse:

A temperature molto elevate, il cromo reagisce con l'acqua:

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

Esercizio:

Il cromo reagisce con acido solforico e cloridrico diluito:

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

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'acido solforico concentrato e l'acido nitrico passivano il cromo.

2. Composti di cromo. (2)

1. Ossido di cromo (2)- CrO - una sostanza solida rossa brillante, un tipico ossido basico (corrisponde all'idrossido di cromo (2) - Cr (OH) 2), non si dissolve in acqua, ma si dissolve in acidi:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Esercizio: elaborare un'equazione di reazione nella forma molecolare e ionica dell'interazione dell'ossido di cromo (2) con l'acido solforico.

L'ossido di cromo (2) si ossida facilmente nell'aria:

• 4CrO + O 2 \u003d 2Cr 2 O 3

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'ossido di cromo (2) si forma durante l'ossidazione dell'amalgama di cromo con l'ossigeno atmosferico:

2Сr (amalgama) + О 2 = 2СrО

2. Idrossido di cromo (2)- Cr (OH) 2 - una sostanza gialla, poco solubile in acqua, con un carattere basico pronunciato, quindi interagisce con gli acidi:

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

Esercizio: comporre equazioni di reazione nella forma molecolare e ionica dell'interazione dell'ossido di cromo (2) con l'acido cloridrico.

Come l'ossido di cromo(2), l'idrossido di cromo(2) si ossida:

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

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'idrossido di cromo (2) può essere ottenuto dall'azione degli alcali sui sali di cromo (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Esercizio: scrivere equazioni ioniche.

3. Composti di cromo. (3)

1. Ossido di cromo (3)- Cr 2 O 3 - polvere verde scuro, insolubile in acqua, refrattaria, prossima al corindone per durezza (corrisponde all'idrossido di cromo (3) - Cr (OH) 3). L'ossido di cromo (3) è di natura anfotera, tuttavia è scarsamente solubile in acidi e alcali. Le reazioni con gli alcali si verificano durante la fusione:

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

Esercizio: elaborare un'equazione di reazione nella forma molecolare e ionica dell'interazione dell'ossido di cromo (3) con l'idrossido di litio.

È difficile interagire con soluzioni concentrate di acidi e alcali:

• 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

Esercizio: comporre equazioni di reazione nella forma molecolare e ionica dell'interazione dell'ossido di cromo (3) con acido solforico concentrato e soluzione concentrata di idrossido di sodio.

L'ossido di cromo (3) può essere ottenuto per decomposizione del bicromato di ammonio:

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

2. Idrossido di cromo (3) Cr (OH) 3 si ottiene per azione di alcali su soluzioni di sali di cromo (3):

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

Esercizio: scrivere equazioni ioniche

L'idrossido di cromo (3) è un precipitato grigio-verde, al momento della ricezione del quale gli alcali devono essere presi in scarsità. L'idrossido di cromo (3) così ottenuto, a differenza del corrispondente ossido, interagisce facilmente con acidi e alcali, cioè presenta proprietà anfotere:

• Cr (OH) 3 + 3HNO 3 \u003d Cr (NO 3) 3 + 3H 2 O
• Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (esaidrossicromite K)

Esercizio: comporre equazioni di reazione nella forma molecolare e ionica dell'interazione dell'idrossido di cromo (3) con acido cloridrico e idrossido di sodio.

Quando il Cr (OH) 3 viene fuso con alcali, si ottengono metacromiti e ortocromiti:

• Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metacromite K)+ 2H2O
• Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortocromite K)+ 3H2O

4. Composti di cromo. (6)

1. Ossido di cromo (6)- CrO 3 - rosso scuro sostanza cristallina, altamente solubile in acqua - un tipico ossido acido. Questo ossido corrisponde a due acidi:

• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 CrO 4 (acido cromico - formato con acqua in eccesso)
• CrO 3 + H 2 O \u003d H 2 Cr 2 O 7 (acido dicromico - si forma ad alta concentrazione di ossido di cromo (3)).

L'ossido di cromo (6) è un agente ossidante molto forte, quindi interagisce vigorosamente con le sostanze organiche:

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

Inoltre ossida iodio, zolfo, fosforo, carbone:

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

Esercizio: scrivere equazioni reazioni chimiche ossido di cromo (6) con iodio, fosforo, carbone; ad una delle equazioni, redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente

Quando riscaldato a 250 0 C, l'ossido di cromo (6) si decompone:

• 4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2

L'ossido di cromo (6) può essere ottenuto per azione dell'acido solforico concentrato su cromati e dicromati solidi:

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

2. Acidi cromici e dicromici.

Gli acidi cromico e dicromico esistono solo in soluzioni acquose, formano sali stabili, rispettivamente cromati e dicromati. I cromati e le loro soluzioni sono gialli, i dicromati sono arancioni.

Cromato - CrO 4 2- ioni e dicromato - Cr 2O 7 2- ioni si passano facilmente l'uno nell'altro quando l'ambiente della soluzione cambia

Nell'ambiente acido della soluzione, i cromati si trasformano in dicromati:

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

In un ambiente alcalino, i dicromati si trasformano in cromati:

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

Quando diluito, l'acido dicromico diventa acido cromico:

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

5. Dipendenza delle proprietà dei composti di cromo dal grado di ossidazione.

Stato di ossidazione	+2	+3	+6
Ossido	CrO	Cr 2 O 3	CrO 3
La natura dell'ossido	di base	anfotero	acido
Idrossido	Cr(OH) 2	Cr(OH) 3 - H 3 CrO 3	H 2 CrO 4
La natura dell'idrossido	di base	anfotero	acido
→ indebolimento delle proprietà di base e rafforzamento di quelle acide→

6. Proprietà redox dei composti del cromo.

Reazioni in ambiente acido.

In un ambiente acido, i composti Cr +6 si trasformano in composti Cr +3 sotto l'azione di agenti riducenti: 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

Esercizio:

1. Equalizzare l'equazione di reazione utilizzando il metodo del bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• 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. Aggiungere i prodotti di reazione, equiparare l'equazione usando il metodo del bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 \u003d? +? +H2O

Reazioni in ambiente alcalino.

In un ambiente alcalino, i composti di cromo Cr +3 vengono convertiti in composti di Cr +6 sotto l'azione di agenti ossidanti: 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 -

Esercizio:

Equalizzare l'equazione di reazione usando il metodo del bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

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

Aggiungere i prodotti di reazione, equiparare l'equazione usando il metodo del bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

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

Pertanto, le proprietà ossidanti sono costantemente migliorate con un cambiamento negli stati di ossidazione nelle serie: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. I composti di cromo (2) sono forti agenti riducenti, si ossidano facilmente trasformandosi in composti di cromo (3). I composti di cromo (6) sono forti ossidanti, facilmente riducibili a composti di cromo (3). I composti di cromo (3), quando interagiscono con forti agenti riducenti, mostrano proprietà ossidanti, trasformandosi in composti di cromo (2), e quando interagiscono con forti agenti ossidanti, mostrano proprietà riducenti, trasformandosi in composti di cromo (6)

Al metodo della lezione:

1. Attivare attività cognitiva studenti e mantenendo l'interesse, si consiglia di condurre un esperimento dimostrativo durante la lezione. A seconda delle capacità del laboratorio didattico, gli studenti possono dimostrare i seguenti esperimenti:

• ottenere l'ossido di cromo (2) e l'idrossido di cromo (2), prova delle loro proprietà basiche;
• ottenere l'ossido di cromo (3) e l'idrossido di cromo (3), prova delle loro proprietà anfotere;
• ottenere l'ossido di cromo (6) e scioglierlo in acqua (ottenendo acido cromico e dicromico);
• la transizione dei cromati in dicromati, dicromati in cromati.

1. I compiti di lavoro indipendente possono essere differenziati tenendo conto delle reali opportunità di apprendimento degli studenti.
2. Puoi completare la lezione completando i seguenti compiti: scrivere le equazioni delle reazioni chimiche con le quali puoi eseguire le seguenti trasformazioni:

.III. Compiti a casa: finalizzare la lezione (aggiungere le equazioni delle reazioni chimiche)

1. Vasil'eva Z.G. Lavori di laboratorio in generale e chimica inorganica. -M.: "Chimica", 1979 - 450 p.
2. Egorov AS Insegnante di chimica. - Rostov sul Don: "Phoenix", 2006.-765 p.
3. Kudryavtsev AA Redazione equazioni chimiche. - M., "Scuola Superiore", 1979. - 295 p.
4. Petrov MM Chimica inorganica. - Leningrado: "Chimica", 1989. - 543 p.
5. Ushkalova V.N. Chimica: compiti competitivi e risposte. - M.: "Illuminismo", 2000. - 223 p.