Подгруппа хрома
Подгруппа хрома - побочная подгруппа VI группы
Свойства элементов подгруппы хрома
Физические свойства
Блестящие, сероватого цвета металлы. С увеличением атомного номера растут температуры плавления и кипения.
Вольфрам - самый тугоплавкий из известных металлов.
Химические свойства
В ряду Cr – Mo – W химическая активность падает.
С увеличением степени окисления элементов у их оксидов и гидроксидов законо-мерно происходит ослабление основных свойств и усиление кислотных. Высшим оксидам RO3 соответствуют кислоты H2RO4.
В том же направлении происходит усиление окислительных свойств соединений.
Хром и его соединения
Получение
1. Алюминотермия: Cr2O3 + 2Al ® Al2O3 + 2Cr
2. Восстановлением оксидов оксидом углерода (II).
3. Электролизом водных растворов соединений хрома.
При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 600°C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.
4Cr + 3O2 –t°® 2Cr2O3
2Cr + 3Cl2 –t°® 2CrCl3
2Cr + N2 –t°® 2CrN
2Cr + 3S –t°® Cr2S3
В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:
2Cr + 3H2O ®Cr2O3 + 3H2
Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H2SO4)
В отсутствии воздуха образуются соли Cr2+, а на воздухе – соли Cr3+.
Cr + 2HCl ® CrCl2 + H2
2Cr + 6HCl + O2 ® 2CrCl3 + 2H2O + H2
Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассив-ность по отношению к концентрированным растворам кислот – окислителей.
Соединения хрома
Соединения двухвалентного хрома
Оксид хрома (II) и гидроксид хрома (II) имеют основной характер.
Cr(OH)2 + 2HCl ® CrCl2 + 2H2O
Соединения хрома (II) - сильные восстановители; переходят в соединения хрома (III) под действием кислорода воздуха.
2CrCl2 + 2HCl ® 2CrCl3 + H2
4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O ® 4Cr(OH)3
Соединения трёхвалентного хрома
Оксид хрома (III) Cr2O3 – зелёный, нерастворимый в воде порошок. Может быть получен при прокаливании гидроксида хрома (III) или дихроматов калия и аммония:
2Cr(OH)3 –t°® Cr2O3 + 3H2O
4K2Cr2O7 –t°® 2Cr2O3 + 4K2CrO4 + 3O2
(NH4)2Cr2O7 –t°® Cr2O3 + N2+ 4H2O
Амфотерный оксид. При сплавлении Cr2O3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения хрома со степенью окисления (+3):
Cr2O3 + 2NaOH ® 2NaCrO2 + H2O
Cr2O3 + Na2CO3 ® 2NaCrO2 + CO2
Cr2O3 + 6KHSO4 ® Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O
При сплавлении со смесью щёлочи и окислителя получают соединения хрома в степени окисления (+6):
2Cr2O3 + 4KOH + KClO3 ® 2K2Cr2O7(дихромат калия) + KCl + 2H2O
Гидроксид хрома (III) Cr(OH)3 - нерастворимое в воде вещество зелёного цвета.
Cr2(SO4)3 + 6NaOH ® 2Cr(OH)3¯ + 3Na2SO4
Обладает амфотерными свойствами - растворяется как в кислотах, так и в щелочах:
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 ® Cr2(SO4)3 + 6H2O
Cr(OH)3 + KOH ® K[Cr(OH)4]
(или, упрощая, Cr(OH)3 + KOH ® KCrO2(хромат калия) + 2H2O)
Соли хрома (III) имеют фиолетовую или тёмно-зелёную окраску. По химическим свойствам напоминают бесцветные соли алюминия.
Соединения Cr (III) могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства:
Zn + 2Cr+3Cl3 ® 2Cr+2Cl2 + ZnCl2
2Cr+3Cl3 + 16NaOH + 3Br2 ® 6NaBr + 6NaCl + 8H2O + 2Na2Cr+6O4
Соединения шестивалентного хрома
Оксид хрома (VI) CrO3 - ярко-красные кристаллы, растворимые в воде.
Получают из хромата (или дихромата) калия и H2SO4(конц.).
K2CrO4 + H2SO4 ® CrO3 + K2SO4 + H2O
K2Cr2O7 + H2SO4 ® 2CrO3 + K2SO4 + H2O
CrO3 - кислотный оксид, со щелочами образует жёлтые хроматы CrO42-:
CrO3 + 2KOH ® K2CrO4 + H2O
В кислой среде хроматы превращаются в оранжевые дихроматы Cr2O72-:
2K2CrO4 + H2SO4® K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:
K2Cr2O7 + 2KOH®2K2CrO4 + H2O
Все соединения хрома (VI) - сильные окислители.
4CrO3 + 3S ® 3SO2 + 2Cr2O3