Презентация на тему: Химия хром

Химия элементов. Лекция 11 Общая характеристика элементов VIБ-группы. Хром 900igr.net

Элементы VIБ-группы Элемент Cr Mo W z 24 42 74 Ar 52,0 95,9 183,8 1,56 1,30 1,40

Электронное строение Cr: […] 4s1 3d 5 4p0 Mo: […] 5s1 4d 55p0 W: […] 6s 2 4f 145d 46p0 Ст. окисления: 0, +II, +III, +IV, +VI (Cr); 0, +IV, +VI (Mo, W) Валентность (КЧ): Cr 6; Mo 6, 8; W 6, 8, 9; Cr, Mo:

Простые вещества   Cr Mo W т. пл., С 1890 2620 3387 т. кип., С 2680 4630 5680 , г/см3 7,1 10,2 19,4

Простые вещества Cr + 2H3O+ + 4H2O = [Cr(H2O)6]2+ + H2 Mo(W) + H3O+ Cr Mo W , В –0,70 для (Cr3+/Сr) –0,85 для (Cr2+/Сr) 0,00 для (MoO3/Mo) –0,09 для (WO3/W)

Простые вещества Кислоты-окислители (пассивация на холоду): ЭVIБ + HNO3(конц), H2SO4(конц) Э (Mo,W) + 2HNO3 + 8HF = = Н2[ЭVIF8] + 2NO + 4H2O Э + 8HF – 6e– = [ЭF8]2– + 2H+ NO3 – + 4H+ + 3e– = NO + 2H2O Э (Cr,Mo,W) + 3NaNO3 + 2NaOH = = Na2ЭVIO4 + 3NaNO2 + H2O Cr + NaOH (р)

Металлы

Кислородные соединения Cr Mo, W + II: CrO – черн., т.разл. 700 C (до Cr2O3 и Cr); Cr(OH)2 – желт. (основный) +III: Cr2O3 – зел. уст.; Cr(OH)3 – серо-гол.; CrO(OH) – зел. (амфотерн.) +IV: CrO2 черн., т.разл. 450 C (до Cr2O3 и O2) +VI: CrO3 – красн., т.разл. 220 C (до Cr2O3 и O2); H2CrO4 и H2Cr2O7 (желт. и оранж. р-р, до 75% масс.) + II: — +III: — +IV: MoO2 – кор.-фиол., т.разл. 1800 C (до MoO3 и Mo); MoO(OH)2; WO2 – т.-кор. +VI: MoO3 – бесцв., уст.; WO3 – желт., уст.;  MoO3. 2H2O – желт., тв.; WO3 . 2H2O – желт., тв.

Э+VI: CrO3 MoO3 WO3 т. пл., °С: 197 795 1473 красный, летуч., яд. бесцв. желт. (ЭO3)3 (г) H2CrO4 – сильн. к-та (Kк 10–1), окислитель (CrVI CrIII) Получение: CrO3 + H2O … Na2ЭO4 + HCl + H2O …

Комплексные соединения Ст. ок. 0: [Э0(CO)6] [Cr0(CO)6] – гексакарбонилхром: диамагнитный d 2sp3, октаэдр [Cr+ (CO– /6)6] | | = 0,4 e–

Комплексные соединения CrIII [Cr(H2O)4Cl2]Cl · 2H2O зеленый [Cr(H2O)6]Cl3 фиолетовый CrCl3 · 6H2O [Cr(H2O)4Cl2]+ + 2 H2O [Cr(H2O)6]3+ + 2 Cl–

Изополисоединения (ст.ок. +VI) 2CrO42 + 2H3O+ Cr2O72 + 3H2O; KcI 1014 3Cr2O72 + 2H3O+ 2Cr3O102 + 3H2O …………. Cr2O72 + 2OH– 2CrO42 + H2O; KcIII 1014

Изополисоединения CrO42 Cr2O72 Cr3O102 Cr4O132 MoO42 Mo7O246 Mo8O264 H4Mo8O26 W(H2O)nO42– H3W6O213 W10O324 W12O396

Пероксокомплексы Cr2O72 + 4H2O2 + 2H3O+ + L = = 2[CrVI(L)O(O22 )2] + 7H2O голубого цвета (экстракция органическим р-рителем) КЧ 6; пентагональная пирамида L – эфир, пиридин …

Распространение в природе и важнейшие минералы 21. Cr 0,019% масс. 39. Mo 1·10–3% 27. W 7·10–3% Редкие эл-ты хромит (Cr2IIIFeII)O4 крокоит PbCrO4 молибденит MoS2 вольфрамит (Mn, Fe)WO4 шеелит CaWO4

Минералы гюбнерит MnWO4 повеллит CaMoO4 молибдошеелит Ca(W,Mo)O4 ферберит FeWO4 Хром входит в состав минералов: александрит, рубин, аквамарин, изумруд, уваровит Ca3Cr2III(SiO4)3 из семейства гранатов

Получение Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 (t°) (Cr2IIIFeII)O4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO феррохром WO3 + 3H2 = W + 3H2O (t°) MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O (t°)

Химия хрома. Cr(II) Cr(OH)2 – основный гидроксид, восстановитель CrII(OH)2(т) + O2 Cr2IIIO3 · nH2O(т) Cr(OH)2(т) + 2H3O+ + 2H2O = [CrII(H2O)6]2+ желтый (HClO4) голубой CrII(OH)2(т) + 2HCl + 2H2O = = [CrII(H2O)4Cl2](р)

Аквакатион хрома(II) Сильнейший восст-ль: (Cr3+/Cr2+) = –0,41 В 4[CrII(H2O)6]2+ + O2 + 4H3O+ = = 4[CrIII(H2O)6]3+ + 6H2O 2[CrII(H2O)4Cl2] + [SnIICl3]– = = 2[CrIII(H2O)4Cl2]+ + Sn0 + 3Cl– Стабилизация степени окисления +II: 2[CrII(H2O)4Cl2] + 4CH3COO– = = [Cr2II(H2O)2(CH3COO)4] + 4Cl– + 6H2O красного цвета, устойч.

Устойчивый кластерный комплекс хрома(II) , -связи диамагнитный комплекс тетраацетатодиаквадихром

Оксид хрома(III) Cr2O3 Cr2O3 - пигмент (зелен.), амфотерн., уст. в ОВР Получение: (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O Cr2O3 + H2O, H3O+, OH– Сплавление: Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O Cr2O3 + 3Na2S2O7 = Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4

[Cr(H2O)6]3+ + 3NH3·H2O Cr2O3·nH2O(т) + … серо-зеленый гель [Cr(H2O)6]3+ + H2O [Cr(H2O)5OH]2+ + H3O+; KK = 1,12 · 10–4 2[Cr(H2O)5OH]2+ [(H2O)5Cr(OH)2Cr(H2O)5]4+ Cr(OH)3, CrO(OH) – зелен. крист. [Cr(H2O)6]3+ фиолет. (рН < 5) [Cr(OH)6]3– зелен.(рН > 11) d 2sp3 – октаэдр., парамагн.

Cr(VI) H2CrO4 + H2O = HCrO4 + H3O+ (H2CrO4 – сильная к-та) HCrO4– + H2O CrO42 + H3O+; pH > 6 KK = 3,2·10–7 2HCrO4– Cr2O72 + H2O; pH 2 6; Kc 1,6·102 Cr2O72 + 2 OH 2CrO42 + H2O; KcIII 1014 pH < 7 pH > 7

Окислительно-восстановительные свойства рН < 7: Cr2O72 + 14H3O+ + 6e = 2[Cr(H2O)6]3+ + 9H2O; = +1,33 В рН > 7: CrO42 + 4H2O + 3e = [Cr(OH)6]3 + 2 OH ; = – 0,16 В Окислительные свойства сильнее выражены в кислотной среде

Cr(VI) Cr(III) Cr(II) K2Cr2O7(т) + 14 HCl(конц.) + H2O = = 2[CrIII(H2O)4Cl2]Cl(р) + 3Cl2 + 2KCl зеленый Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 2[CrIII(H2O)4Cl2]Cl(р) + Zn = = 2[CrII(H2O)4Cl2](р) + ZnCl2 голубого цвета

Разложение дихромата аммония (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O «Дихроматный вулкан» (видеофрагмент)

Cr(VI) CrO3(т) + 2HCl(г) = CrCl2O2(ж) + H2O(г); +t° диоксид-дихлорид хрома (бинарное соединение) Получение: K2Cr2O7 + NaCl + H2SO4(конц.) CrCl2O2 + … Гидролиз: CrCl2O2 + 2H2O = H2CrO4 + 2HCl недост. H2O: H2CrO4 изб. H2O, рН 2 6: 2HCrO4–, Cr2O72– [CrO3(OH)]– + Cl– + H3O+ [CrO3Cl]– + 2H2O