Chrom – prezentacja (K. Laks)

Report
Chrom
Klaudia Laks, 1bL
Duże Koło Chemiczne, Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu (2012/2013)
6
4
A=52
Z=24
rok odkrycia
1797
odkrywca
Louis Vauquelin
liczba atomowa
24
masa atomowa
51.9961(6) u
konfiguracja elektronowa
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
stan skupienia (25°C, 1 atm)
ciało stałe
charakter chemiczny
metal
• srebrzystoszary metal (z błękitnym połyskiem w świetle)
• właściwości antykorozyjne
• znane są dwie odmiany alotropowe chromu. Najpospolitsza - trwała w
temperaturze pokojowej - ma strukturę regularną, przestrzennie centrowaną.
Druga odmiana, trwała w wysokiej temperaturze ma zwartą strukturę
heksagonalną.
Chrom stosowany jest jako dodatek do stali i stopów metali, a także do
wytwarzania powłok ochronnych zapobiegających korozji metali. Ma także
zastosowanie do wytwarzania barwników dodawanych do farb, szkła i porcelany.
Znaczenie praktyczne ma także stop złożony z chromu i niklu, tzw. chromonikiel,
cechujący się dużym oporem elektrycznym (drut oporowy) – używany jest do
budowy grzejników elektrycznych. Chrom jest pierwiastkiem występującym w
organizmach żywych. Wchodzi w skład wielu enzymów. Jest niezbędny do
prawidłowej gospodarki węglowodanowej, gdyż ma wpływ na działanie insuliny.
• chromicie FeCr2O4
• krokoicie PbCrO4
• uwarowicie Ca3Cr2(SiO4)3
• ochrze chromowej Cr2O3
• chromitycie Fe2O3×2Cr2O3.
Związki chromu(VI) są toksyczne i rakotwórcze.
• łatwo ulega pasywacji w stężonych kwasach
utleniających.
• reaguje z kwasem solnym lub tlenowymi rozcieńczonymi:
• bez dostępu tlenu – daje sole w których jest
dwuwartościowy
• z dostępem powietrza daje sole w których jest
trójwartościowy
• chrom nie utlenia się na powietrzu, dopiero silnie
ogrzany ulega utlenieniu.
• w temperaturze pokojowej jest odporny na działanie
wody, fluorowców, siarki, azotu
• na powietrzu reaguje z tlenem - ulega pasywacji i
powstaje tlenek chromu(III), który tworzy powłokę
ochronną i zabezpiecza postępowaniu korozji na metalu
Właściwości magnetyczne
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
II stopień utlenienia
III stopień utlenienia
VI stopień utlenienia
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
diamagnetyk
paramagnetyk
diamagnetyk
Ze względu na swoja konfigurację elektronową może
występować na stopniach utlenienia od I do VI.
Głównie na:
II
III
VI
Związki chromu na stopniach utlenienia +1, +4 i +5 są trwałe
tylko w stanie stałym, w roztworach wodnych chrom(IV) i
(V) ulega dysproporcjonowaniu na chrom (III) i (VI).
• CrO – charakter zasadowy
• Cr2O3 – charakter amfoteryczny
• CrO3 – charakter kwasowy
II stopień utlenienia
• Tlenek chromu (II)
Czarny tlenek chromu (II) CrO powstaje w wyniku utleniania amalgamatu
chromu tlenem atmosferycznym. Ogrzewany w obecności powietrza wiąże tlen
i rozżarzając się przechodzi w tlenek chromu (III) Cr2O3.
Ma charakter zasadowy.
4CrO +O2 → 2Cr2O3
• Sole chromu (II)
Są bardzo silnymi reduktorami. Jon Cr2+ na zimno (w obecności jonów obcych
metali jako katalizatorów), a także w czystym roztworze na gorąco, rozkłada
wodę z wydzieleniem wodoru: Cr2+ + H+ = Cr3+ + 1/2 H2
Roztwory soli mają najczęściej barwę niebieską.
• Wodorotlenek chromu(II)
Strąca się w postaci ciemno-brunatnego osadu z roztworu Cr2+ po dodaniu
do niego mocnej zasady.
W czasie odwadniania odszczepia wodór i przechodzi w Cr2O3.
III stopień utlenienia
• Tlenek chromu(III) (zielony)
Tlenek chromu(III) ma charakter amfoteryczny
Tlenek chromu (III)
• Reaguje z kwasami: Cr 2 O 3  6 HCl  2 CrCl 3  3 H 2 O
• Reaguje z zasadami: Cr 2 O 3  2 NaOH  3 H 2 O  2 NaCr(OH)
4
• Wodorotlenek chromu(III) (charakter amfoteryczny)
•
Reakcja z kwasami: Osad Cr(OH)3 rozpuścił się dając zielony roztwór.
Cr(OH)
Cr(OH)
•
3
 3 HCl  CrCl 3  3 H 2 O
3
 3H

 Cr
3
 H 2O
Reakcja z zasadami: Osad znika, a ciecz przyjmuje zielone
zabarwienie.
Cr ( OH ) 3  NaOH  Na Cr ( OH ) 4 
• Właściwości redukujące chromu(III)
W środowisku zasadowym sól chromu (III) przechodzi w chromian (VI)
(zmiana barwy z zielonej na żółtą)
Cr
3
UTLENIACZ

OH

CrO
2
4
VI stopień utlenienia
Związki chromu(VI) są bardzo silnymi utleniaczami.
• Tlenek chromu (VI)
K 2 Cr 2 O 7  H 2 SO
4
 2 CrO
3
 K 2 SO 4  H 2 O
Tlenek chromu (VI)
• Ma charakter kwasowy.
• Dobrze rozpuszcza się w wodzie z wytworzeniem istniejącego tylko
w roztworze żółtego kwasu chromowego H2CrO4.
• W temperaturze pokojowej występuje w postaci ciemnoczerwonych,
higroskopijnych kryształów, płatków lub proszku.
• Jest silnym utleniaczem np:
2 CrO 3  3 C  2 Cr  3 CO 2
• Chromiany(VI) - sole kwasu chromowego(VI)
H2CrO4.
Jon CrO42- ma żółtą barwę i dlatego wszystkie
chromiany są zabarwione na żółto.
Rozpuszczalność chromianów jest zbliżona do
rozpuszczalności analogicznych siarczanów (sole
metali alkalicznych oraz magnezu, wapnia i
strontu są łatwo rozpuszczalne w wodzie).
Chromian(VI) potasu
• Dichromiany(VI) - sole kwasu dichromowego(VI)
H2Cr2O7.
Po dodaniu do roztworu chromianu
jakiegokolwiek kwasu, nawet bardzo słabego,
tworzy się dichromian. Charakteryzują się one
barwą pomarańczową.
Dichromian(VI) potasu
Jony chromianowe (VI) powstają w środowisku lekko zasadowym,
zaś jony dichromianowe w środowisku kwaśnym.
Po dodaniu do roztworu chromianu
potasu jakiegokolwiek kwasu, nawet
bardzo słabego, następuje zmiana barwy z
żółtej na pomarańczową wskutek
tworzenia się dwuchromianów:
2CrO42- + 2H+= Cr2O72- + H2O
Po dodaniu do roztworu dichromianu
potasu jonów wodorotlenowych następuje
zmiana barwy z pomarańczowej na żółtą.
KOH
K 2 Cr 2 O 7
Cr2O72- +2OH- = 2CrO42- + H2O
K 2 CrO
4
II stopień utlenienia
III stopień utlenienia
VI stopień utlenienia
CrO
czarny
Cr2O3
zielony
H2CrO4
żółty
Cr2+
niebieski
Cr(OH)3
zielonoszary
CrO3
ciemnoczerwony
Cr(OH)2
ciemnobrunatny
Cr3+
zielony
CrO42-
żółty
H2Cr2O7
żołtopomarańcz
owy
Cr2O72−
pomarańcz
owy
 
4
−
zielony
Cr3+
reduktor
+
 −
Cr2O72−
utleniacz
CrO42+
 −
Tlenek chromu(IV), CrO2 – nieorganiczny związek chemiczny z
grupy tlenków, w którym chrom występuje na IV stopniu utlenienia. Jest
czarnym ciałem stałym o bardzo dobrych właściwościach ferromagnetycznych.
Jest stosowany przy produkcji taśm magnetycznych.
Źródła
• Materiały z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl
– Chrom i jego związki (informacje, równania, schematy)
• www.pl.wikipedia.org (zdjęcia)

similar documents