Соединения хрома (VI) проявляют сильные окислительные свойства

Из таблицы 24.1 видно, что с повышением степени окисления хрома основные свойства усиливаются, а кислотные нарастают, проходя через амфотерные. На примере хрома приведен системный анализ основных классов неорганических соединений.

Таблица 24.1. Основные классы соединений хрома

D -металлы VI группы

Тантал обладает исключительной химической пассивностью, но применение его ограниченно из-за высокой стоимости. Его применяют для изготовления медицинских инструментов, а также для скрепления костной ткани, так как он не отторгается живыми тканями организма.

Ниобий один из компонентов жаропрочных и коррозионностойких сталей. Сварка стальных конструкций электродами с добавкой ниобия обеспечивает необычайную прочность сварных швов.

К d -металлы VI группы относятся: хром(Сr), молибден (Мо) и вольфрам(W). Электронная конфигура­ция данных атомов должна иметь вид (n-1)d⁴ns², но с учетом проскока одного электрона – (n-1)d⁵ns¹. Соответственно максимальная степень окисления данных элементов равна +6. Наиболее устойчивые степени окисления данных элементов +2, +3 и +6. Данные металлы относятся к тугоплавким, при этом вольфрам в сравнение остальными металлами имеет самую высокую температуру плавления 3390 ⁰С.

Хром - металл, находящийся в ряду напряжений до водорода, поэтому ме­таллический хром восстанавливает водород из разбавленных растворов Н₂SО₄ и НС1. В холодной концентрированной азотной кислоте хром нерастворим и по­сле обработки ею становится пассивным.

Для хрома наиболее устойчива при обычных условиях степень окисления +3, поэтому соединения хрома +2 являются сильными восстановителями, а +6 – сильными окислителями. В таблице 24.1 приведены основные классы соединений, образуемых хромом.

	+2	+3	+6
Оксиды	СrО (основной) оксид хрома (II)	Сr2О3 (амфотерный) оксид хрома (III)	СrО3 (кислотный) оксид хрома (VI)
Гидроксиды	Сr(ОН)2 гидроксид хрома (II)	Сr(ОН)3 гидроксид хрома (III) Н3СrО3 хромистая кислота	Н2СrО4 хромовая кислота Н2Сr2О7 двухромовая кислота
Соли	СrСl2 хлорид хрома (II)	СrСl3 хлорид хрома (III) К3СrО3 – хромит калия	К2СrО4 хромат калия К2Сr2О7 бихромат калия

Соли двухвалентного хрома образуются при растворении металлического хрома в соляной или разбавленной серной кислотах

Сr + 2НС1 = СrС1₂ + Н₂.

Соединения хрома (II) неустойчивы, являются сильными восстановителями, окисляясь до соединений хрома (III)

2Сr С1₂ + С1₂ = 2СrС1₃.

Степень окисления хрома +3 является самой устойчивой, поэтому соедине­ния хрома (III) являются слабыми окислителями и восстанови­телями. Сr₂О₃ представляет собой тугоплавкое вещество зеленого цвета. Применяется в качестве абразивного материала.

_{+6 +4 +3 +6}

К₂Сr₂О₇ + 3 К₂SО₃ + 4 Н₂SО₄ = Сr₂(SО₄)₃ + 4К₂SО₄ + 4 Н₂О.

Хром важнейший компонент легированных сталей. Он придает им повышенную твердость и коррозионную стойкость. Нержавеющие и окалиностойкие стали содержат более 12% хрома. Введение в нержавеющие стали молибдена увеличивает их жаропрочность и свариваемость.

Вольфрам – тяжелый металл с плотностью 19,3 г∕см³. На воздухе окисляется только при температуре красного каления. Вольфрам можно сваривать и вытягивать в тонкие нити. Преимущественно используется для получения специальных сталей и сплавов. Быстрорежущая инструментальная сталь, содержащая 20% вольфрама, способна самозакаливаться. Сталь с содержанием 1– 6% вольфрама до 2% хрома применяется для изготовления пил, фрез, штампов. Из соединений, применяемых в металлургии, можно отметить карбид вольфрама WС обладающий износоустойчивостью, тугоплавкостью и твердостью близкой к алмазу.

ЛЕКЦИЯ № 24

«d-ЭЛЕМЕНТЫ VII и VIII ГРУПП»

Дата добавления: 2013-12-12