Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Лабораторная работа № 8. Тема: Химические свойства металлов VIБ подгруппы






    Тема: Химические свойства металлов VIБ подгруппы

    Цель работы: изучение химических свойств металлов VIБ подгруппы и их соединений на примере хрома.

    Краткая теория: металлы VIБ подгруппы и их соединения

    Хром

    Хром - d–металл VIБ – группы периодической

    системы Д.И. Менделеева. Электронная

    формула валентного слоя атома хрома:

    Cr … 3d5 4s1.

    В компактном состоянии хром представляет

    собой плотный, очень твердый и хрупкий,

    блестящий серебристо – белый металл с высокой температурой плавления (1875°С). Механические свойства и высокая температура плавления свидетельствуют о заметном ковалентном вкладе в химическую связь. Это является следствием “проскока электрона” и наличия в атоме металла шести не спаренных валентных электронов.

    При обычных условиях хром устойчив по отношению к кислороду воздуха и воде. Эта стабильность обусловлена пассивацией за счет образования на поверхности металла тонкой, но плотной оксидной пленки состава Cr2O3. Если эту пленку разрушить химически, термически или иным способом, хром довольно легко окисляется.

    В отличие от компактного металла порошкообразный хром сгорает в кислороде при нагревании:

    4 Cr + 3O2 = 2Cr2O3

    При нагревании хром реагирует с галогенами, серой и другими неметаллами, растворяет водород. С большинством металлов образует твердые растворы или интерметаллические соединения.

    В ряду стандартных электродных потенциалов металлов, хром располагается левее водорода, между цинком и железом. Он медленно взаимодействует с хлороводородной и разбавленной серной кислотами, с образованием водорода и солей хрома (II), которые далее окисляются до хрома (III):

    Cr + 2HCl ® CrCl2 + H2 ;

    2CrCl2 + 2HCl ® 2CrCl3 + H2

    В этих условиях пассивирующая пленка оксида Cr2O3 на поверхности постепенно разрушается.

    Азотная кислота и «царская» водка на холоде пассивируют хром, а при кипячении реагируют, но очень медленно.

    В соединениях с кислородом хром проявляет степени окисления +2, +3, +6 и образует соответствующие оксиды: CrO, Cr2O3 и CrO3.

    Устойчивыми из них являются степени окисления +3 и +6 и, соответственно, оксиды Cr2O3 и CrO3.

    Свойства оксидов и гидроксидов:

    +2 +3 +6

    оксиды: CrO Cr2O3 CrO3

    черный темно-зеленый красный

    гидроксисоединения Cr(OH)2 Cr(OH)3 H2CrO4

    грязно-зеленый желтый

    свойства осн. амфот. кисл.

     
     


    усиление кислотных свойств

     

    Оксид и гидроксид хрома (II) обладают только основными свойствами и легко растворяются в кислотах с образованием соответствующих солей хрома (II) (в отсутствие кислорода!).

    Оксид хрома (II) представляет собой порошок черно-зеленого цвета, практически нерастворимый в воде, кислотах, щелочах. Лабораторным способом получения Cr2O3 является термическое разложение дихромата аммония:

    (NH4)2Cr2O7 ® Cr2O3 + N2 + 4H2O.

    Амфотерный характер оксида хрома (III) проявляется при сплавлении Cr2O3 с оксидами и карбонатами щелочных металлов, при этом образуются метахромиты:

    Cr2O3 + Na 2O ® 2 NaCrO2

    Cr2O3 + Na 2CO3 ® 2NaCrO2 + CO2

    Гидроксид хрома (III) получают действием на раствор соли Cr 3+ раствором основания например:

    Cr2 (SO4)3 + 6NH4OH ® 2Cr(OH)3 ¯ + 3 (NH4)2 SO4

    Осаждение темно – зеленого геля Cr(OH)3 начинается при pH» 5, 3, т.е. в кислой среде, что свидетельствует о его слабо выраженном основном характере. Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами и легко растворяется как в избытке сильной кислоты, так и в избытке раствора щелочи.

    В насыщенном растворе гидроксида хрома (III) устанавливаются равновесия:

    [Cr (H2O)6]3+ + 3OH- [Cr(OH)3 (H2O)3] [Cr(OH)6]3- +3H+

    щелочная среда ®

    кислая среда

    При добавлении кислоты равновесие смещается в сторону аквакомплекса [Cr(H2O)6]3+, при добавлении щелочи – в сторону образования гидроксокомплекса:

    Cr(OH)3 + 3NaOH ® Na3 [Cr(OH)6]

    Метахромиты в водных растворах не существуют, так как полностью гидролизуются. Оксид хрома (VI) кристаллизуется в виде ярко – красных кристаллов при действии концентрированной серной кислоты на раствор дихромата калия K2Cr2O7:

    K2Cr2O7 + H2SO4 ® K2SO4 + 2CrO3 + H2O

    CrO3 – типичный кислотообразующий оксид. Он легко растворяется в воде, образуя хромовую кислоту. CrO3 + H2O ® H2CrO4

    Первая константа диссоциации H2CrO4 равна Кл = 2*10-1, т.е. она является кислотой средней силы. Одной из характерных особенностей элементов VI B – группы в высшей степени окисления является способность к образованию полисоединений. Так, если в разбавленных водных растворах характерно образование CrO42- - иона, то по мере повышения концентрации раствора происходит переход сначала в дихромат – ион Cr2O7 2-, затем в трихромат Cr3O10 2-. Изополихромовые кислоты известны только в растворах и в свободном состоянии не выделены. Однако их соли довольно многочисленны. Наибольшее значение имеют дихроматы; они в отличие от желтых хроматов имеют красно – оранжевую окраску и лучше растворимы в воде. Растворы дихроматов имеют кислую реакцию, что объясняется их взаимодействием с водой по схеме

    Cr2O7 2- + H2O 2CrO4 2 - +2H +

    оранж. желт.

    щелочная среда ®

    кислая среда

    Изменяя кислотность раствора, можно осуществлять взаимные превращения хроматов и дихроматов, например, в соответствии с уравнениями:

    K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O

    оранж. желт.

    2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

    желт. оранж.

     

    Диаграмма Латимера для хрома:

    + 0, 293

     
     


    +1, 33 - 0, 406 - 0, 913

    Cr2O7 2- Cr3+ Cr2+ Cr0 (кислая среда)

    -0, 744

    -0, 165 -1, 057 -1, 35

    CrO42- [Cr(OH)4]-1 Cr(OH)2 (щелочная среда)

     

    Соединения хрома в высшей степени окисления (+6) являются сильными окислителями в кислой среде. Так, на холоде дихроматы и полихроматы энергично окисляют HI, H2S, H2SO3 и их соли, а при нагревании HBr и даже HCl:

    K2Cr2O7 (тв.)+14HCl(конц.) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

    Металлический хром и соединения хрома (+2) – сильные восстановители. Так, Cr(OH)2 легко окисляется кислородом воздуха:

    4Cr(OH)2 + O2 + H2O ® 4Cr(OH)3,

    а ион Cr2+ способен, подобно активным металлам, восстанавливать водород даже из воды, переходя в производные хрома (+3). Соединения хрома (+3) относительно устойчивы, но в щелочных растворах окисляются сильными окислителями (H2O2, Br2 и др.) до хроматов:

    2CrCl3 + 16NaOH + 3Br2 ® 2Na2CrO4 + 6NaBr + 6NaCl + 8H2O

    Вопросы для подготовки к занятию

    1. Электронные конфигурации атомов, валентные электроны, степени окисления.

    2. Свойства простых веществ – металлов:

    - активность металлов, положение в «ряду стандартных окислительно-восстановительных (электродных) потенциалов металлов»;

    - взаимодействие с кислородом, галогенами, серой, азотом и другими неметаллами;

    - взаимодействие с водой, водными растворами щелочей, водными растворами кислот, окисляющими H+ (HF, HCl, HBr, HI, разбавленной H2SO4, H3PO4, RCOOH и другими);

    - взаимодействие с концентрированной H2SO4, разбавленной и концентрированной HNO3, «царской водкой».

    3. Свойства оксидов и гидроксидов металлов VIБ подгруппы:

    - растворимость, взаимодействие с водой, диссоциация в водном растворе;

    - взаимодействие с кислотами и кислотными оксидами;

    - взаимодействие с основаниями и основными оксидами при сплавлении и растворами щелочей.

    4. Свойства солей металлов VIБ подгруппы:

    - растворимость в воде, гидролиз;

    - растворимость в кислотах, щелочах.

    5. Комплексные соединения металлов VIБ подгруппы.

    6. Окислительно-восстановительные свойства соединений металлов VIБ подгруппы.

    7. Нахождение в природе и получение простых веществ – металлов.

    8. Получение и применение металлов VIБ подгруппы и их соединений.






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.