Металл, что твёрже стали и ярче любого другого — от нержавейки до хромовых солей на палитре художника.
Основные степени окисления хрома в школьном курсе — +2, +3, +6. Как и у марганца, характер оксида растёт с СО (см. также конспект 42 про ОВР хрома, где подробно разбирается переход хромат ⇌ дихромат). Здесь мы разбираем элемент целиком.
+3 — самая устойчивая (аналог Fe3+, Al3+ по химии), встречается чаще всего в природе и в реальных задачах. +2 — неустойчива, легко окисляется кислородом воздуха. +6 — сильный окислитель, существует только в оксоанионах (хромат, дихромат) и CrO3.
Именно высокая твёрдость и устойчивость к коррозии (из-за пассивации, как у Al) делают хром незаменимым для хромирования и легирования стали. При этом хром достаточно активен химически — растворяется в разбавленных «непассивирующих» кислотах.
Окисление Cr3+ до Cr6+ идёт только в щелочной среде и даёт хромат CrO₄2-: раствор из зелёного (Cr3+) становится жёлтым. Если потом подкислить — жёлтый перейдёт в оранжевый дихромат. В кислой среде Cr3+, наоборот, устойчив, и там уже дихромат окисляет других.
Оксид хрома(III) — устойчивый зелёный пигмент, используется в красках и как абразив (полировальная паста ГОИ). Химически ведёт себя как классический амфотерный оксид, полностью аналогично Al2O3 — реагирует и с кислотами, и со щелочами (при сплавлении или в растворе).
Подробный механизм перехода хромат ⇌ дихромат и окислительные полуреакции — в конспекте 42. Здесь фокус на практических свойствах.
Легирование стали хромом (10-20%) создаёт пассивирующую плёнку — сталь не ржавеет.
Электролитическое осаждение тонкого слоя Cr на изделия — блестящее, твёрдое, коррозионностойкое покрытие.
Сплав Cr+Fe, промежуточный продукт для легирования стали хромом в металлургии.
Дано: 76 г Cr2O3 (M=152 г/моль) прореагировало с избытком Al.
n(Cr2O3) = 76/152 = 0,5 моль. Реакция Cr2O3+2Al→Al2O3+2Cr (1:2 по Cr).
n(Cr) = 1 моль → m = 1 × 52 = 52 г
Переход хромата в дихромат — окислительно-восстановительная реакция.
Хром в обоих ионах имеет +6. Это кислотно-основное равновесие: 2CrO₄2- + 2H+ ⇌ Cr₂O₇2- + H₂O. Жёлтый в щелочной среде, оранжевый — в кислой.
Cr(OH)₃ — обычное нерастворимое основание.
Он амфотерен: растворяется и в кислотах (соль Cr3+, зелёный раствор), и в щелочах (гидроксокомплекс Na₃[Cr(OH)₆] в растворе, хромит NaCrO₂ при сплавлении).
Хром(III) окисляется до хрома(VI) в любой среде.
Окисление идёт в щелочной среде и даёт хромат: 2Cr(OH)₃ + 3H₂O₂ + 4NaOH → 2Na₂CrO₄ + 8H₂O. В кислой среде Cr3+, наоборот, устойчив — там дихромат сам окисляет других и переходит в Cr3+.
Хром растворяется в концентрированной серной кислоте на холоде.
Хром пассивируется, как алюминий и железо. Именно поэтому хромом покрывают стальные детали — плотная оксидная плёнка защищает от коррозии.
Cr2+ синий (неустойчив) → Cr3+ зелёный → CrO₄2- жёлтый → Cr₂O₇2- оранжевый. По цвету раствора в задании можно сразу назвать форму хрома.
1) Избыток щёлочи растворяет выпавший Cr(OH)₃ → зелёный раствор гидроксокомплекса Na₃[Cr(OH)₆].
2) H₂O₂ в щелочной среде окисляет Cr3+ до Cr6+ → раствор становится жёлтым (хромат Na₂CrO₄).
Если теперь подкислить, жёлтый перейдёт в оранжевый дихромат. Три цвета — три состояния хрома.
Ответь мысленно, потом раскрой карточку.
+3 — большинство природных соединений хрома и большая часть его практической химии связаны именно с этой степенью окисления (аналогично Al3+, Fe3+).
Хром образует плотную пассивирующую оксидную плёнку (аналогично алюминию), которая защищает сталь от дальнейшей коррозии.
Зелёный — используется как пигмент («изумрудная зелень») и абразив в полировальных пастах.
Cr2+ неустойчив и легко окисляется кислородом воздуха до более стабильного Cr3+.
Жёлтый осадок PbCrO₄ («хромовая жёлть») — качественная реакция на ион Pb2+.
4CrO₃ →(t) 2Cr₂O₃ + 3O₂↑ — переход от кислотного (+6) к амфотерному (+3) оксиду.
Алюмотермией: Cr2O3 + 2Al →(t) Al2O3 + 2Cr — способ получения высокочистого хрома.
n(Cr,M=52)=5,2/52=0,1 моль. На воздухе образуется CrCl3 (1:1). m(CrCl3,M=158,5)=0,1×158,5=15,85 г.
Орбита оценит уровень по каждой из 34 тем ЕГЭ и сама подберёт, что решать дальше. Первая диагностика — 12 задач, регистрация по логину, почту не спрашиваем.
Начать бесплатно