Хром. Подгруппа хрома

1.

2.

3.

4. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

5.

W
Е ср,
Восстановительные
свойства
Окислительные
свойства
Металлические
свойства
Устойчивость высших
с.о.
Физические константы
Уменьшается
увеличивается
Cr
Mo
I, Rат, Rион,
Неметаллические
свойства
Устойчивость
низших с.о.
ОЭО

6.

7. Распространенность в природе

Fe(CrO2)2 — хромистый
железняк (хромит);
РЬСгО4 крокоит
Сг2О3 хромовая охра;

8. Распространенность в природе

MoS2 — молибденит
CaWO4 — шеелит
(Fe, Mn)WO4 — вольфрамит

9. Получение Хрома:

1. Сплав-феррохром (производство нержавеющих сталей) получается
при восстановлении хромистого железняка углем в электропечах:
2. Чистый хром - восстановление оксида Сг2О3 алюминием или
кремнием:
Получение оксида
1)Окислительное плавление хромистого железняка в щелочной среде:
2) Хромат Na2CrО4 обрабатывают серной кислотой:
3) Выкристаллизовавшийся бихромат натрия Na2Cr2О7• 2H2О
обезвоживают и восстанавливают серой или углем:

10.

Получение молибдена и вольфрама:
1. Восстановлением оксидов водородом:
Предварительно руду, обогащенную методом флотации, обжигают:
Образующийся оксид при температуре реакции отгоняют и очищают
возгонкой или растворяют в водном растворе аммиака:
Щелочное вскрытие шеелита CaWО4 или вольфрамита FeWО4
Образовавшийся раствор подкисляют и осаждают кислоту:
Выделившийся осадок отфильтровывают и обезвоживают:

11.

12.

13.

Хром
Молибден
Вольфрам

14.

15. Физические свойства

16. Химические свойства хрома

Хром при обычных условиях – инертный металл, при нагревании
становится довольно активным.
Взаимодействие с неметаллами
1) При нагревании выше 600°С хром сгорает в кислороде:
• 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3.
2) С фтором реагирует при 350°С, с хлором – при 300°С, с бромом –
при температуре красного каления, образуя галогениды хрома (III):
• 2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.
3) С азотом реагирует при температуре выше 1000°С с образованием
нитридов:
• 2Cr + N2 = 2CrN
• или 4Cr + N2 = 2Cr2N.
4) С серой при температуре выше 300°С
- сульфиды от CrS до Cr5S8, например:
• 2Cr + 3S = Cr2S3.
5) С бором, углеродом и кремнием - бориды, карбиды и силициды:
Cr + 2B = CrB2 (возможно образование Cr2B, CrB, Cr3B4, CrB4),
2Cr + 3C = Cr2C3 (возможно образование Cr2C6),
Cr + 2Si = CrSi2 (возможно образование Cr3Si, Cr5Si3, CrSi).
6) С водородом непосредственно не взаимодействует.

17. Химические свойства хрома

2) Взаимодействие с водой (в тонкоизмельченном
раскаленном состоянии) :
2Cr + 3H2O = Cr2O3 + 3H2
3) Взаимодействие с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов хром
находится до водорода, вытесняет водород из растворов
кислот-неокислителей:
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2 (голубой раствор – без доступа
воздуха)
Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2.
В присутствии кислорода воздуха образуются соли хрома (III):
4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O.(зеленый раствор)
4) Концентрированная азотная и серная кислоты пассивируют
хром. Растворяется только при сильном нагревании,
образуются соли хрома (III) и продукты восстановления
кислоты:
2Cr + 6H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
Cr + 6HNO3 = Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.

18. Химические свойства хрома

• 5) Взаимодействие со щелочами
• В водных растворах щелочей хром не растворяется,
медленно реагирует с расплавами щелочей с
образованием хромитов и выделением водорода:
• 2Cr + 6KOH = 2KCrO2 + 2K2O + 3H2.
• 6) Реагирует с щелочными расплавами
окислителей (хлоратом калия), при этом хром
переходит в хромат калия:
• Cr + KClO3 + 2KOH = K2CrO4 + KCl + H2O.
• 7)Восстановление металлов из оксидов и солей
• Хром – активный металл, способен вытеснять
металлы из растворов их солей:
• 2Cr + 3CuCl2 = 2CrCl3 + 3Cu.

19.

20.

21.

СИЛЬНЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬ:
ПОЛУЧЕНИЕ:
Cr2O3 + O3 = 2CrO3 при Р=12 атм, Т=460 °С , катализаторы - оксиды
серебра, цинка, кадмия и свинца

22.

В растворе протекают процессы поликонденсации хромат-ионов:
2
Переходы между хроматами и бихроматами регулируются изменением
кислотности среды:
желтый
оранжевый
Растворимы в воде оксохроматы (VI), оксомолибдаты (VI) и
оксовольфраматы (VI) s-элементов I группы, а также Mg2+ и Са2+.

23.

У
м
е
н
ь
ш
е
н
и
е
р
Н
При действии на растворы полихроматов щелочью процесс идет в
обратном направлении до хромата. Взаимные переходы хромата и
дихромата можно выразить уравнением обратимой реакции:

24.

ПОЛУЧЕНИЕ:
Сплавлением Сг2О3 или хромистого железняка с соответствующими
карбонатами при 1000—1300 °С на воздухе:

25.

Оксогалогениды хрома (VI) — коричнево-красный CrO2F2 (T. пл. 30 °С) и
красно-бурый СrО2Cl2 (T. пл —97 °С, T. кип. 117 °С).
СrО2Cl2 (хлористый хромил) — жидкость.
Получение:
Триоксохлорохроматы (VI) — кристаллические
вещества оранжевого цвета.

26. Пероксиды и пероксокомплексы хрома

ПОЛУЧЕНИЕ:
Уменьшение рН

27.

Оксид хрома(III) — это самое устойчивое соединение хрома, амфотерен, благодаря
высокой энергии кристаллической решетки не реагирует не только с водой, но и с
растворами кислот и щелочей.
СВОЙСТВА:
1. Перевод в растворимое
состояние без изменения с.о.:
2. При сплавлении с окислителями
(NaNO3, O2, Na2O2, КС1O3) и
карбонатами или гидроксидами
щелочных металлов превращается в
хроматы:
ПОЛУЧЕНИЕ:

28.

амфотерность
Слоистый полимер

29.

Гидролиз сопровождает полимеризация:
Cr2S3 или Сг2(СО3)3 в растворе получить нельзя из-за полного гидролиза:

30.

В щелочной среде : окислители - хлор, бром, гипохлорит натрия,
пероксид водорода, оксид свинца(IV):
В нейтральной или слабокислой средах: окислитель - оксид марганца(IV):
В кислой среде: окислители - висмутат натрия, перманганат калия,
бертолетова соль, персульфаты в присутствии катионов серебра:
При сплавлении оксида хрома(III): окислители— пероксиды щелочных
металлов, нитраты, хлораты, кислород:

31.

32.

ГИДРАТНАЯ ИЗОМЕРИЯ

33.

34.

35.

36.

37.

темно-зеленый
темно-красный

38. Оксид хрома(II)

Оксид хрома (II) CrO – тугоплавкий, черного цвета.
При обычной температуре устойчив на воздухе, выше 100°С окисляется:
4CrO + O2 = 2Cr2O3
Не растворим в воде, проявляет основные свойства и медленно переходит в раствор под
действием кислот:
С разбавленной серной и азотной кислотой и щелочами не взаимодействует.
Является сильным восстановителем. При температуре белого каления даже
способен отнимать кислород у углекислого газа:
Нагревание в инертной атмосфере или в вакууме приводит к
диспропорционированию:
Образуется при окислении амальгамы хрома кислородом воздуха:
• 2Cr/Hg + O2 = 2CrO + 2Hg
или при термическом разложении карбонила:
• Cr(CO)6 = CrO + 5CO + C.

39.

Сильные восстановители:
Ярко-синий
зеленый
Тетрагональное искажение

40.

КЛАСТЕРЫ

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

желтый