Химия хрома и его соединений

Химия d-элементов

В атомах d-элементов (переходных элементов) заполняется электронами d-подуровень предвнешнего уровня. На внешнем уровне атомы d-элеметов имеют, как правило, два s-электрона. Близость строения валентных уровней атомов переходных элементов определяет их общие свойства. Все они являются металлами, имеют высокую прочность, твердость, высокую электро- и теплопроводность. Многие из них электроположительны и растворяются в минеральных кислотах, однако среди них есть металлы, не взаимодействующие обычным способом с кислотами. Большинство переходных металлов имеют переменную валентность. Максимальная валентность, как и максимальная степень окисления, как правило, равно номеру группы, в которой находится данный элемент.

В природе хром находится в виде хромового железняка FeO×Cr₂O₃

или Fe(CrO₂)₂. Хром получают восстановлением хромового железняка углем в электрических печах в виде феррохрома, содержащего 60-65% хрома:

FeO×Cr₂O₃ + 4CO ® Fe + 2Cr + 4CO₂

Чистый хром может быть получен электролизом растворов или расплавов солей, методом алюминотермии из оксида хрома(III):

Cr₂O₃ + 2Al 2Cr + Al₂O₃

Хром представляет собой ковкий тягучий металл серо-стального цвета.

В степени окисления +2 соединения хрома проявляют основные свойства и являются восстановителями - легко окисляются до более высоких степеней окисления.

Оксид хрома(III) может быть получен разложением дихромата аммония при нагревании:

(NH₄)₂Cr₂O₇ N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O

Соответствующий ему нерастворимый гидроксид хрома (III) получают при действии недостатка щелочей на соли хрома(III):

СrCl₃ + 3NaOH ® Cr(OH)₃¯ + 3NaCl

Серо-зеленый гидроксид хрома (III) имеет амфотерные свойства:

Cr(OH)₃¯ + 3HCl ® CrCl₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃¯ +3NaOH ® Na₃[Cr(OH)₆]

Соединения хрома (III) в щелочной среде имеют восстановительные свойства и окисляются бромом, пероксидом водорода или другими окислителями. Зеленый раствор гексагидроксохромата(III) натрия желтеет вследствие образования хромата натрия:

2Na₃[Cr(OH)₆] + 4NaOH + 3Br₂ ® 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 8H₂O

Оксид хрома(VI) имеет кислотные свойства. Ему соответствуют две кислоты: хромовая H₂CrO₄ и дихромовая H₂Cr₂O₇:

CrO₃ + H₂O ® H₂CrO₄

2CrO₃ + H₂O ® H₂Cr₂O₇

В водных растворах между желтыми хромат ионами и оранжевыми дихромат ионами наблюдается равновесие:

2CrO₄^2- + 2H⁺ ® Cr₂O₇^2- + H₂O

Это равновесие в кислой среде сдвигается в сторону образования дихромат-ионов, а в щелочной среде - в сторону хромат-ионов:

2K₂CrO₄ + H₂SO₄ ® K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

K₂Cr₂O₇ + 2KOH ® 2K₂CrO₄ + H₂O

Существующие в кислой среде дихроматы являются сильными окислителями, восстанавливаясь до соединений хрома(III):

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3K₂SO₃ ® Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 4H₂O

K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ + 6KI ® Cr₂(SO₄)₃ + 3I₂ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

Дата добавления: 2014-01-04