Получение и исследование свойств хромата калия

1. Получение и исследование свойств хромата калия

Выполнила: Федорова Дарья,
студентка ЕТ-231
Проверила: Качурина Ольга
Ивановна, доцент, к.х.н.

2. Цели и задачи

Цель работы: получить хромат калия, изучить его
физико-химические свойства.
Задачи:
1. Сделать литературный обзор по физическим и
химическим свойствам вещества;
2. Выбрать методику получения;
3. Рассчитать термодинамическую возможность;
4. Провести синтез вещества;
5. Провести качественные реакции на ионы CrO₄2– .
2

3. Физические свойства хромата калия

Величина
Молярная масса, г/моль
Значение
194,19
Плотность, г/см3
2,73
Температура плавления, °С
968,3
Стандартная энтальпия
образования ΔfHº298,
кДж/моль
Стандартная энтропия
образования ΔS298,
Дж/моль∙K
3
–1407,9
200
Вещество K2CrO4
желтого цвета

4.

К коллекционным минералам класса хроматов
относятся хромат свинца и хромат калия. Название
первого – крокоит, второго – тарапакаит.
4

5. Химические свойства хромата калия

В разбавленных кислотах хромат переходит в дихромат:
2K₂CrO₄ + 2HCl → K₂Cr₂O₇ + 2KCl + H₂O.
С концентрированными кислотами реакция идет с
образованием комплексного соединения:
K₂CrO₄ + 2HCl → K[Cr(Cl)O₃] + KCl + H₂O.
При взаимодействии с горячими концентрированными
кислотами реакция идет с выделением желто-зеленого
газа хлора и осуществляется при температуре 90°С:
2K₂CrO₄ + 16HCl → 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 4KCl + 8H₂O.
Хромат калия также может вступать в обменные
реакции
K₂CrO₄ + 2AgNO₃ → Ag₂CrO₄↓ + 2KNO₃.
5

6. Способы получения хромата калия

Прежде
всего хромат калия может быть получен
окислением оксида хрома (III) хлоратом калия при
температуре 500-700°С:
Cr₂O₃ + KClO₃ + 2K₂CO₃ → 2K₂CrO₄ + KCl + 2CO₂↑.
Хромат калия образуется в результате растворения
оксида хрома (VI) в гидроксиде калия:
CrO₃ + KOH → K₂CrO₄ + H₂O.
Его можно получить разложением бихромата калия при
температуре 500–600°С :
4K₂Cr₂O₇ → 4K₂CrO₄ + 2Cr₂O₃ + 3O₂↑.
Еще один способ получения хромата калия – действие
концентрированного раствора гидроксида калия на его
дихромат:
K₂Cr₂O₇ + 2KOH → 2K₂CrO₄ + H₂O.
6

7. Применение хромата калия

В качестве средства для мытья лабораторной
посуды, так называемая «хромовая смесь».
Хроматы калия и натрия применяют в качестве
консервантов древесины, как протраву при
хранении тканей.
7

8.

Нерастворимые
хроматы некоторых металлов
обладают яркими, насыщенными цветами, поэтому
на их основе делают краски: жёлтые кроны
(PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4), красный свинцовомолибденовый крон (PbCrO4 и MoCrO4), создающий
гамму оттенков от розового до фиолетового SnCrO4.
8

9. Термодинамический расчет

Расчет энергии Гиббса для реакции в ионном виде:
Cr2O72– + CO32– → 2CrO42– + CO2↑.
ΔrH = (2∙ΔfHо298(CrO42–(р-р)) + ΔfHо298(CO2(г))) – (ΔfHо298(Cr2O72–(р-р)) +
+ fHо298 (CO32–(р-р))) = (2∙(–875,4) + (–393,51)) – ((–1491) + (–676,25)) =
= 22,95 кДж = 22950 Дж.
ΔrS = (2∙Sо298(CrO42–(р-р)) + Sо298(CO2(г))) – (Sо298(Cr2O72–(р-р)) +
+ Sо298(CO32–(р-р))) = 2∙46,0 + 213,6 – 270 + 53,1 = 88,7 Дж/K.
ΔrG = ΔrH – TΔrS = 22950 – 298∙88,7 = –3482,6 Дж.
ΔrG < 0 – реакция протекает самопроизвольно в
прямом направлении, синтез возможно осуществить
при стандартных условиях.
9

10. Для проведения синтеза понадобилось:

Оборудование: электронные весы, 1) n(K₂CrO₄) = m(K₂CrO₄)/M(K₂CrO₄) =
=10 г/194 (г/моль) = 0,0515 моль.
ложечка,
фарфоровая
чашка,
химический
стакан,
мерный 2) n(K₂Cr₂O₇) = n(K₂CrO₄)/2 = 0,0258
цилиндр на 200 мл, электрическая
моль.
плитка,
стеклянная
палочка, 3) m(K₂Cr₂O₇) = n(K₂Cr₂O₇) ∙ M(K₂Cr₂O₇)
фильтровальная бумага, водяная
= 0,0258 моль ∙ 294 (г/моль) = 7,585 г.
баня.
4) m(K₂CO₃) = n(K₂CO₃) ∙ M(K₂CO₃) =
Реактивы: K2CrO4(ч.д.а.), K2CO3
= 0,0258 моль ∙ 138 (г/моль) = 3,56 г.
(ч.д.а.), KOH (раствор).
Согласно методике для проведения
Определение количества исходных
эксперимента
необходимо
взять
реактивов для:
массу карбоната калия на 40%
K₂Cr₂O₇ + K₂CO₃ → 2K₂CrO₄ + CO₂↑.
больше теоретической:
5) m(K₂CO₃) = 3,56 г + (3,56 г ∙ 0,4) =
= 4,984 г.
10

11. Синтез хромата калия

Этапы синтеза:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
11
Взвесили необходимое количество K₂Cr₂O₇ и K₂CO₃.
Растворили в химическом стакане в горячей воде K₂Cr₂O₇.
Небольшими порциями добавили K₂CO₃ до изменения цвета
раствора на желтый.
В конце реакции раствор нейтрализовали несколькими
миллилитрами раствора щелочи KOH.
На водяной бане раствор упарили до выпадения кристаллов
K₂CrO₄.
Полученные кристаллы проверили на растворимость.
Кристаллы желтого цвета оставили сушиться в фарфоровой
чашке в течение двух дней, потом поместили в сушильный
шкаф
на
3
часа
при
70–80оС для полной дегидратации полученного вещества.
Взвесили синтезируемое вещество на электронных весах
(11,39 г).

12. Выход продукта

Экспериментально
было получено 11,39
граммов хромата калия. Выход продукта
находится отношением массы практической на
массу теоретическую:
Ƞ=