Хром Сr (побічна підгрупа VI групи)

З елементів побічної підгрупи VI групи ми зупинимося на хромі Сr. Атомний вага його 51,99, заряд ядра +24. Розподіл електронів по енергетичним рівням атома хрому: 2, 8, 13, 1. Електронна конфігурація зовнішнього і предвнешнего шарів атома хрому 4s24p64d55s1.

Щільність хрому 6,92, температура плавлення 1615 °, температура кипіння +2200 °.
Хром отримують з руди – хромистоїзалізняку FeO-Cr2O3, в основному у вигляді сплаву, який називається ферохром (містить від 27 до 60% хрому). Якщо потрібно отримати чистий хром, застосовують метод алюминотермии: Сr2O3 + 2Аl = Аl2O3 + 2Сr.
Хром в чистому вигляді – блискучий білий метал, найбільш твердий серед металів (по твердості близький до алмазу), відносно стійкий до корозії і ці властивості передає сплавам. Хром використовують не тільки в якості добавок до сплавів, але і для покриття (хромування) металевих виробів з метою надання їм більшої стійкості до корозії і зносу.
В ряді напруг хром варто лівіше водню і може, хоча і повільно, витісняти його з соляної кислоти і розведеної сірчаної. В результаті утворюються сполуки Сr + 3. Для хрому можливі з’єднання з різними ступенями окислення цього елемента: Сr + 2, Сr + 3, Сr + 6. Найбільший інтерес представляють з’єднання Сr + 3 і Сr + 6.

Представниками з’єднань Сr + 3 є окис хрому (III) Сr2O8, гідроокис хрому Сr (ОН) 3 і солі Cr2 (SO4) 3, CrCl3 і т. Д.
Досить часто в лабораторії надходять реактиви, які носять назву квасцов. Вони являють собою подвійні солі, наприклад KCr (SO4) 6 – хромово-калієві галун, NH4Cr (SO4) 2 – хромово-аміачні галун. Зазвичай вони кристалізуються з 12 молекулами кристалізаційної води.

Окис хрому (III) Cr2O3 – тверда речовина зеленого кольору. Її дуже легко отримати в лабораторії при нагріванні біхромату амонію (NH4) 2Cr2О7, який розкладається по рівнянню:
(NH4) 2Cr2O7 = N2 + 4Н2O + Сr2O3
Реакція починається при нагріванні і йде з виділенням тепла і сильним збільшенням обсягу продуктів реакції (рис. 82). Окис хрому (III) застосовується при виготовленні кольорових стекол.

Гідроокис хрому (III) Сr (ОН) 3 – сіро-зелений осад, який виходить при дії лугів на солі хрому (III):
Cr2 (SO4) 3+ 6NaOH = 2Cr (OH) 3+ 3Na2SO4

2Cr3 + + 3SO24- + 6Na + + 6OH- = 2Cr (OH) 3 + 6Na + + 3SO24-

Cr3 + + 3ОН- = Cr (OH) 3
Гідроокис хрому – речовина амфотерное, легко розчиняється як у кислотах, так і в лугах:
Cr (OH) 3 + 3НСl = СrСl3 + 3Н2O

Сr (ОН) 3 + 3Н + = Сr3 + + 3Н2O

Cr (OH) 3 + NaOH = NaCrO2 + 2Н2O

Сr (ОН) 3 + ОН- = Сr0-2 + ​​2Н2O
У цьому окис і гідроокис хрому (III) дуже подібні аналогічними сполуками алюмінію. Солі Сr + 3 пофарбовані зазвичай у фіолетовий колір. Вони застосовуються у шкіряній промисловості для дублення шкір, при фарбуванні тканин як протравлення, в кольоровій фотографії, в друкарському справі. Солі, що містять аніон СrО-2, носять назву хромитов. В окисно-відновних реакціях сполуки, що містять Сr + 3, грають роль відновника.

Сполуки хрому в ступені окислення Сr + 6 – хромові кислоти та їх солі. Хромова кислота Н2СrO4 утворює солі, звані хроматами: Na2CrO4 – хромат натрію, К2СrO4 – хромат калію і т. Д. Двухромову кислота Н2Сr2O7 утворює біхромати: К2Сr2O7 – біхромат калію (так званий хромпик), Na2Cr2O7 – біхромат натрію і т.д.
Хромати мають жовте забарвлення, а біхромати – оранжеву. Такі солі в окисно-відновних процесах поводяться як сильні окислювачі. Ця властивість їх використовується, наприклад, для приготування так званої хромової суміші для миття скляного хімічного посуду (насичений розчин хромпика змішується з концентрованої сірчаної кислотою). Поступово окислюючи забруднення на стінках посуду, Хромова суміш відновлюється, міняючи з часом своє забарвлення. Після зміни забарвлення на зелену в результаті утворення хромитов суміш треба міняти.
Окисні властивості хроматів використовуються також для пассивирования поверхні металів. Деякі хромати застосовуються при виготовленні мінеральних фарб.

■ 47. Напишіть рівняння реакцій металевого хрому з розбавленою сірчаною і соляною кислотою. (Див. Відповідь)
48. Запропонуйте спосіб отримання хромово-калієвих квасцов.
49. Наведіть рівняння реакцій, що підтверджують амфотерний характер окису і гідроокису хрому (III) в молекулярній, повної іонної та скороченої іонної формах.
50. У чому головна особливість хімічних властивостей з’єднань Сr + 3?
51. Перерахуйте основні області застосування сполук хрому.
52. Наведіть приклади окисного дії з’єднань Сr + 6. (Див. Відповідь)

Посилання на основну публікацію