Кочкаров Ж.А. Химия в уранениях реакций
.pdfХимия в уравнениях реакций
♦ Восстановительные свойства:
2Cr(OH)3(i) + 3H20 2+ 4NaOH(K) = 2Na2Cr04 + 8Н20
2Cr(OH)3 (т) + 3Br2 (р) + 10NaOH(K) = 2Na2Cr04 + 6NaBr + 8Н20 Na3[Cr(OH)6](p)+ 3Br2(p) + 4NaOH(K) = 2Na2Cr04 + NaBr + 8Н20
Оксид-гидроксид хрома (III)
Сг(ОН)3 = СЮ(ОН) + н 20 (t); 2СЮ(ОН) = Сг20 3 + Н20 2СгО(ОН) + ЮКОН(р)+ ЗВг2(р) = 2К2СЮ4 + 6КВг + 6Н20
Соли хрома (III)
Соли хрома (+3) имеют разную окраску: от красно-фиолетовой (или розовой) — для безводных солей, через зеленую к сине-фио летовой — для кристаллогидратов. Окраска соли зависит от гидратности и строения гидратов.
Хлорид хрома (III)
|
|
Получение |
|
|
Сг.О,. .+ ЗС, ,+ 3CL. |
= 2СгС1,, |
A ,+ ЗСОТ |
||
2 3 (раск) |
(раск) |
2 (г) |
3 (красно-фиол) |
|
Сг20 3 (т) + ЗСС14 (r)= 2СгС13 + ЗСОС12 (t) |
|
|||
2CrCl3(i) + Н2= 2СгС12 + 2НС1 (600 °С) |
|
|||
2СгС13 (т) = 2СгС12 + Cl2t |
(t, без доступа воздуха) |
|||
|
|
Химические свойства |
|
||
♦ Гидролиз, щелочной гидролиз хлоридов: |
|
||||
2СгС1 .. + ЗН,С> |
. = Сг.О,,. + 6НС1Т (400 °С) |
||||
3 (р) |
2 (гор.пар) |
2 3(т) |
V |
) |
|
2CrCl3(p)+ 3Na2C 03(p)+ ЗН20 |
= 2Cr(OH)3l |
+ 3C 02t + 6NaCl |
|||
(гидролиз) |
|
|
|
|
|
СгС13 (р)+ 3NaOH(p) = Сг(ОН)3ч1+ 3NaCl (при медленном добавлении) |
|||||
CrCl3(p) + 3NH3 • н 20 (р) = Сг(ОН)34 + 3NH4C1 |
|
||||
СгС13(р) + 6NaOHw = Na3[Cr(OH)6] + 3NaCl
CrCl3(p) + 4NaOH(p) + 2H20 = Na[Cr(0H)4(H20 )2] + 3NaCl или упрощенно: CrCl3 (p) + 4NaOH(p) = Na[Cr(OH)4] + 3NaCl
CrCl3(p)+ 6H20 = CrCl3 • 6H20 (упаривание раствора) ♦ Реакции обмена и соединения:
2СгС13(т) + 3H2S(r) = Cr2S3+ 6НС1Т (600-650 °С) СгС13 (т) + 6NH3 (ж) = [Cr(NH3)6]Cl3 (-50 “С, кат.)
[Cr(NH3)6]Cl3 + 6Н20 о Cr(OH)3 + 3NH3 • Н20 + 3NH4C1
190
Глава I. Химия элементов и их соединений
СгС13(т)+ NH3(r)= CrN + ЗНС1 (t); СгС13(т)+ PH3(r)= CrP + 3HC1 (t)
CrCl3(p) + 3KCN(T) = Cr(CN)3l |
+ 3KC1 |
|
|
||
♦ Окислительно-восстановительные свойства: |
|
||||
4CrCl3 (т) + 302 = 2Cr20 3 (T) + 6C12 (800-1000 °C) |
|
||||
2CrCl3 (* + H2 = 2CrCl2 + 2HC1 (400-500 °C) |
|
||||
2CrCl3 |
+ Cr = 3CrCl2 (250 °C); |
|
|
||
2CrCl3 |
+ 3Ca = 3CaCl2 + 2Cr (900 °C) |
|
|||
2CrCl, / |
+ Zn = 2CrCl, + ZnCl, |
|
|
||
3 (p) |
|
2 |
1 |
|
|
2CrCL |
+ 16NaOH.. + 3C1. = 2Na,CrO, + 12NaCl + 8H.0 |
||||
3 (p) |
(к) |
2 |
2 |
4 |
2 |
2CrCl3(p)+ HC103 + 4H20 = H2Cr20 7 + 7HC1
10CrCl3(p)+ 6KMn04+ 9H2S04(p)+ 11H20 = 5H2Cr20 7+ 6MnS04 + + 3K2S04+ 30HC1
2CrCl3(p)+ 3H20 2 + ЮКОН(к) = 2К2СЮ4+ 6KC1 + 8H20 2Cr(N03)3 (p) + 3NaBi03(p)+ 6HN03(p)= H2Cr20 7 + 3NaN03 +
+ 3Bi(N03)3 + H20
Сульфат хрома (III)
♦ Гидролиз, щелочной гидролиз сульфатов: Cr2(S04)3(x) + 2Н20 = 2(Cr0H)S04 + H2S04
+ 6 N a O H (P )= 2 С г ( ° Н ) з ^ + 3 N a 2S 0 4
Cr2(S04)3(p) + 6NH3 • H20 (p) = 2Cr(OH)3l + 3(NH4)2S04 Cr2(S04)3(T) + 8КОН(т) = 2КСЮ2+ 3K2S04 + 4H20 (сплавление) Cr2(S04)3 • 18H20 (t) 4 Cr2(S04)3 + 18H20 (120-330 °C, вакуум)
♦ |
Хромокалиевые квасцы: |
Cr2(S04)3(p)+ K2S04(k)+ 12H20 = 2KCr(S04)2 • 12H.O темяо4_ |
|
♦ |
Восстановительные свойства: |
Cr2(S04)3(p)+ 3Br2(p)+ 16NaOH(p = 2Ка2СЮ4+ 6NaBr + 3Na2S04+ + 8H20
Cr2(S04)3(t) + 3H20 2(k)+ 10NaOH(K) = 2Na2Cr04+ 3Na2S04 + 8HzO
♦Окислительные свойства: Cr2(S04)3(p) + Zn = 2CrS04+ ZnS04
♦Электролиз растворов:
2Cr2(S04)3(p)+ 2H20 |
-> 4CrS04 + 0 2T + 2H2S0 4 (первый этап) |
|
2CrS04(p)+ 2H20 -э |
2C rl + 0 |
2T+ 2H2S04 (второй этап) |
♦ Разложение сульфата: |
|
|
2Cr2(S0 4)3 (т) = 2Cr20 3 (i)+ 6S0 |
2T+ 302t (800 »C) |
|
191
Химия в уравнениях реакций
|
|
|
Сульфид хрома (III) |
||
Cr2S3 — черное кристаллическое вещество, в воде полностью |
|||||
гидролизуется. |
|
|
|
||
♦ |
Кислотно-основные свойства: |
||||
Cr2s3 + 6Н20 |
= 2Сг(ОН)31+ 3H2S t |
||||
Cr S |
+ ЗН О, |
.= Сг О + 3H,S |
|||
|
2 3 |
2 (гор. пар) |
2 3 |
2 |
|
Cr S ,. + 6НС1.. = 2СгС1, + 3H,St |
|||||
|
2 3 (т) |
(к) |
3 |
2 |
|
Cr2S3(T) + 6NaOH(p) =2Cr(OH)3X+ 3Na2S |
|||||
Cr2S3(p) + 12NaOH(K) = 2Na3[Cr(OH)6] + 3Na2S |
|||||
♦ |
Окислительно-восстановительные свойства: |
||||
Cr2S |
+ 3H2S04(k) + 3H2SO |
= Cr2(S04)3+ 3S l + 3S02t + 6H20 |
|||
Cr2S3(T) + 9H2S04(k) + 3H2S04(K) = Cr2(S04)3+ 12S02t + 12H20 |
|||||
Cr2S3(T)+ 24HN03(k)+ 6HN03(K) = 2Cr(N03)3 + 24N02T+ 3H2S04 + |
|||||
+ 12H20 |
(t) |
|
|
|
|
2Cr2S3 (T) + 90 |
(r) = 2Cr20 3 (T) + 6S02 (800-900 “C) |
||||
Cr2S3(T)= CrSX + 2S (1350 °C, вакуум)
Хромиты
Получение
Cr(OH)3 + NaOH(p) = NaCr02 + 2H20 (t):
1) Cr(OH)3 = НСЮ2 + H20 , 2) НСЮ2 + NaOH(p) = NaCrO, + H20
Химические свойства
♦ Кислотно-основные свойства: NaCr02+ 2Н20 = Cr(OH)34 + NaOH
КСЮ2(т) + 2H20 = Cr(OH)3i |
+ КОН |
||
NaCr02(i) + 2NaOH(p) + 2H20 = Na3[Cr(OH)6] |
|||
КСЮ ,., |
+ H C l. + H ,0 = Cr(OH),4 + KC1 |
||
2 (т) хромит |
(p) |
2 |
v |
КСЮ ,., + 4HC1,. = CrCL + NaCl + 2R O |
|||
2 (t) |
(p) |
3 |
2 |
KCr02+ CH3COOH(p)= CH3COOK + СЮ(ОН) ♦ Восстановительные свойства:
2NaCr02 + 3H20 2 (к) + 2NaOH(p) = 2Na2Cr04 + 4H20 2КСЮ2(т) + 8КОН(р)+ ЗВг2(р) = 6КВг + 2К2СЮ4+ 4Н20
Комплексные соединения хрома (III)
Cr2(S04)3(p) + 8NaOH(pj = 2Na[Cr(OH)J + 3Na2S04naH Cr2(S04)3(p) + 8NaOH(p) + 4H20 = 2Na[Cr(0H)4(H20 )2] + 3Na2S04
192
Глава I. Химия элементов и их соединений
Cr2(S04)3(p) + 12NaOH(p) = 2Na3[Cr(OH)6] + 3Na2S04 Cr2S3(T) + 12NaOH(K) = 2Na3[Cr(OH)6] + 3Na2S Cr(CN)3+ 3KCN(T) = K3[Cr(CN)6]m fl
CrCl3 w + 6KCN(i) = K3[Cr(CN)6]jKamj# + 3KC1 Cr(SCN)3 + 3KSCN(w = K3[Cr(SCN)6] NaCr02(x) + 2NaOH(p) + 2H20 = Na3[Cr(OH)6]
Cr(OH)3 (T) + 6KSCN(p) = K3[Cr(SCN)JTeMHoKpacHbjj. + 3KOH 2Na[Cr(OH)4] + 4H2S04(p) = Na2S04 + Cr2(S04)3+ 8H20 2K[Cr(OH)4] + 3Br2 = K2Cr20 7 + 6HBr + H20 (pH < 7)
2Na3[Cr(OH)6] + 3H20 2=2Na2Cr04+ 2NaOH + 8H20 2Na3[Cr(OH)6] + NaBr03 = 2Na2Cr04+ 2NaOH + NaBr+ 5H20 Na3[Cr(OH)J(p) + 3C02(r = Cr(OH)3l + 3NaHC03
K[Cr(OH)4] = KCrO, + 2H20 (t) Kj[Cr(OH)6] = КСЮ2 + 2KOH + 2H20 (t)
Соединения хрома (VI)
Оксид хрома CrOs
СЮ3— вещество темно-красного цвета; кислотный оксид; силь ный окислитель, хорошо растворим в воде, ядовит.
Получение
к 2сю 4(т) + H2s o 4(K) = с ю 31 + K2S04 + н 2о К2Сг20 7(т) + H2S04(K) = 2СЮ31 + K2S04 + Н20
Химические свойства
♦ Кислотные свойства:
растворяется в воде с образованием сильных кислот, существу ющих только в водном растворе:
СЮ3(т)+ Н20 = Н2СЮ4; СЮ3 + Н2СЮ4= Н2Сг20 7 2СЮ3(т)+ Н20 = Н2Сг20 7; СЮ3(т)+ 2КОН(р) = К2СЮ4(р) + Н20
Сг° 3 (т )+ * г % = КгСЮ, (t)
2Сг03(т)+ 2NH3 • Н20 (р) = (НН4)2Сг20 7+ Н20 СЮ3(т)+ 2NH3 • Н20 (к) = (НН4)2СЮ4+ Н20
♦ Окислительно-восстановительные свойства:
ЗСЮ3(т)= СЮ2+ Сг20 3+ 202Т (370 “С); 4СЮ3(плаш)=2Сг20 3+ 3 0 2Т СЮ3 (т) + ЗН2 = Сг + ЗН20; 2СЮ3 (т) + ЗН2 = Сг20 3 + ЗН20
4СЮ3 + ЗС = ЗС02 + 2Cr20 3 (t); 4Cr03 + 3S = 3S02 + 2Сг20 3 (t)
193
Химия в уравнениях реакций
10СЮ3 (т) + 6Р = ЗР20 5 + 5Сг2Оэ (t)
4СЮ3(т)Т+ С2Н5ОН + 6H2S04(p)= 2Cr2(S04)3 + 2С 02+ 9Н20
Реакция обнаружения спирта в выдыхаемом воздухе (при pH < 7):
4Сг03(т)1фасный+ ЗС2Н5ОН = 2Сг 0 3(зеленый)+ ЗСН3СООН+ЗН20 2СЮ3(т)+ 2NH3(r) = Cr20 3 + N2t + ЗН20
2СЮ3(т)+ 3H2S(p) = 2Сг(ОН)3 + 3S
14СЮ3(т)+ 12KI = 3I2 + 2Сг13 + бК^Сг.О, (t, Н20) 2СЮ3(т)+ 5F2 = 2CrF5 + 302Т(350 °С)
Соединения Cr (VI)
Сильные окислители, особенно в кислой среде.
Хромовая кислота и хроматы
Н2СЮ4 (желтый раствор) и Н2Сг20 7 (оранжевый раствор) суще ствуют только в водных растворах и являются сильными кислотами.
Н2СЮ4(р)< Н2Сг20 ?(р); хроматы и дихроматы — сильные окисли тели; К^СгС^ термически устойчив, образует лимонно-желтые кри
сталлы. |
|
|
|
|
♦ Протолиз (диссоциация): |
|
|||
Н9С г а „ |
|
+ НЮ = НСЮ - + НЮ+ |
||
2 4 (р) сильняя |
|
2 |
4 3 |
|
НСЮ - |
+ Н ,0 = с ю 42- + НЮ+ |
|||
4 средняя |
|
2 |
4 |
3 |
♦ Условия смещения химического равновесия:
—2Н2СЮ4 Н2Сг20 7+ Н20 (при разбавлении раствора равно весие смещается влево);
—в кислой среде устойчивы дихромат-ионы Сг20 2 — равнове сие смещается вправо: 2СЮ2 + 2Н+<-> Сг20 7 + Н20;
—в щелочной среде устойчивы хромат-ионы СгО2 — равнове
сие смещается вправо: Сг20 7 + 20Н |
2СЮ2 + Н20. |
Вывод:
В кислой среде равновесие смещается в сторону образования дихромат-ионов Сг20 7 , а в щелочной — в сторону образования хро мат-ионов СгО2-:
2Сг042" + Н+ о |
Сг20 72- + ОН- |
|
желтый |
оранжевый |
|
|
7 (р) оранжевый |
k 2s o 4 + h 2o |
|
|
|
2К2СЮ4(р)жщпъ1й + 2H2S04(p) ^ |
К2Сг20 7оранжевый + 2KHSO, + Н20 |
|
194
Глава I. Химия элементов и их соединений
КХ г.О ,,, |
|
_ + 2КОН., <н> 2К,СЮ ,.. |
. + Н ,0 |
|||||
z |
2 7 (р) оранжевый |
(р) |
2 |
4 (р) желтый |
2 |
|||
2Na2Cr04(p) + 2С02 + Н20 |
^ |
Na2Cr20 7 + 2NaHC03 |
||||||
2K,CrO,,. |
. + 2НС1,,= K,Cr,07,. |
|
. + 2KC1 + H ,0 |
|||||
♦ |
2 4 (p) желтый |
(p) |
2 |
2 7 (p) оранжевый |
2 |
|||
Окислительные свойства кислот: |
|
|
|
|||||
2Н2СЮ4(р) + 3H2S03(p)= Cr2(S04)3 + 5Н20 |
|
|
||||||
Н2СЮ4(р) + 2Н20 2(р)= с ю 5лероксвд+ зн 2о |
|
|
||||||
Н2Сг20 7+ |
12НС1 = ЗС12 + 2СгС13 + 7Н20 |
|
|
|||||
Н2Сг20 7+ |
12HI = 312 + 2Сг13 + 7Н20 |
|
|
|
||||
Получение хроматов
Хроматы и их водные растворы — желтого цвета. ♦ В расплавах или в твердой фазе:
4Fe(Cr02)2+ 8Na2C03 (т)+ 702(r)= 8Na2Cr04+ 2Fe20 3+ 8С02 (обжиг) 2Сг(ОН)3 (т) + 10NaOH(p)+ 3Br2(p) = 2Na2Cr04+ 6NaBr + 8Н20
Cr2(S0 4)3 |
+ 10NaOH(p) + 3H20 2 = 2Na2Cr04 + 3Na2S04 +8Н20 |
||||
Na2Cr20 7 (т) + Na2C 03 (т) = 2Na2Cr04 + С 02 (плавление) |
|
||||
♦ В водных растворах: |
|
|
|
|
|
2NaCr07, ,+ 3Br7/, + 8NaOHr , = 2Na7Cr04+ 6NaBr + 4Н90 |
|||||
2 (р) |
2(р) |
(р) |
2 |
4 |
2 |
2Сг(ОН)3 (т)+ 4NaOH(p)+ 3H20 2= 2Na2Cr04+ 8НгО 2Сг(ОН)3 (р) + 4КОН(р) + ЗКС10 = 2К2СЮ4+ ЗКС1 + 5Н20
2Na3[Cr(OH)6](p)+ 4NaOH(p)+ 3Br2(p)= 2Na2Cr04 + 6NaBr + 8H20 2K[Cr(OH)4] + 8KOH(p)+ 3Br2(p)= 2К2СЮ4+ 6КБг + 8H20
Химические свойства
♦ Окислительные свойства:
2 ^ 0 - 0 ^ + 3(NH4)2S(p)+ 2КОН + 2Н20 = 2K3[Cr(OH)6] + 3S4 + + 6NH3(t)
2К2СЮ4(к)+ 3(NH4)2S(p)+ 8Н20 = 2Cr(OH)3i + 3S l + 6NH3 • H20 + + 4K0H (t)
2К2СЮ400+ 3(NH4)2S(p)+ 2H 20 = 2K[Cr(OH)4] + 3S i + 6NH3 + + 2K0H (t)
2К2СЮ4(к)+ 3(NH4)2S(p)+ 8H20 = K[Cr(OH)J + ^[CrfOHjJ + 3Sl + + 6NH3 • H20 (t)
2К2СЮ4(р)+ 6НС1(кгор)+ ЮНС1(кгор)= 2CrCl3+ 3C12+ 4KC1 + 8H20 (t) 2К2СЮ4(р) + 3H2S(r) + 2H20 (rop) = 2Cr(OH)3i + 3S + 4K0H
8 ^ 0 - 0 ^ + 3K2S + 20H2SO4(p)= 4Cr2(SO4)3+ 11K2S04 + 20H2O K ^CrO ^ + Me(N03)2(p)= МеСЮ41+ 2KN03(Me = Ba, Pb, Hg) K p O + A1 + 4H20 + 4KOH = K3[Cr(OH)6] + K3[Al(OH)6]
195
Химия в уравнениях реакций
♦ Обменные реакций:
К^СЮ4(Р) + ВаС12(р)= ВаСЮ41 + 2КС1
К,СЮ4(р) + 2AgN03 (р)= Ag2Cr04i+ 2KN03
Дихроматы (Сг20*")
Дихроматы и их водные растворы — оранжевого цвета. К2Сг20 7(т)+ H2S04(k)-> хромовая смесь (хромпик)
|
|
|
|
Химические свойства |
|
♦ |
Обменные реакции: |
|
|||
|
|
|
+ 2КОН(к) о 2К2Сг04(р)жептый+ Н20 |
|
|
К А А w + Н20 + ВаС12 = ВаСг041 + 2КС1 + Н2СЮ4 |
|
||||
2£,Сг20 7(р) + Н20 |
+ 2ВаС12 = 2BaCr04l+ 4КС1 + Н2Сг20 7 |
||||
Na2Cr20 7(iMaM) + 2КС1(плавл) = К2Сг20 7 + 2NaCl (t) |
|
||||
К р А п о г .А 2H2S04(96%) = 2KHS04 + 2СЮ3Х+ H20 (90 °C) |
|||||
♦ |
Окислительно-восстановительные свойства: |
|
|||
4 * ^ , 0 , = |
4К2СЮ4+ 2Сг2Оэ+ 302 (500-600 °С) |
|
|||
4Na2Cr20 7(t>t |
j = 4Na2Cr04 + 2Cr20 3 + 302( t>400 °C) |
|
|||
^ |
C r A |
^ |
= 4К2СЮ4 + 2Сг20 3+ 302(1 > 500 °C) |
|
|
IC2Cr20 7+ 14НГ(к)= 2СгГ3+ ЗГ2+ 2КГ + 7НгО (t, Г = Cl, Вг, I) |
|||||
K2Cr20 7 (к)+ 14HC1 (к)= 2СгС13+ 2KC1 + 3C12+ 7H20 |
(t) (также |
||||
с HBr, с HI на холоду) |
|
||||
K A 20 7(k) + 3S(V |
H2S° 4(P) = k 2s o 4 + Cr2(S04)3+ H20 |
(t) |
|||
|
|
3S02+ H2S04(P)+ 11H20 = 2KCr(S04)2 • 12Н20 1 квасцы |
|||
(t < 40 °C)
^ C r2O7(K)+3H2SO3to+H2SO4W+20H2O=K2Cr2(SO4)4-24H2O lKBaaibi К2Сг20 7(к)+ 3C2H50H + 4H2S04(p)=Cr2(S04)3+3CH3CH0 + K2S04+
+ 7H20 (35 °C)
K2Cr20 7(}+ C2H5OH + 4H2S 04(,+ 19H20 = 3CH3CHO + + K2Cr2(S04V 2 4 H 20 i Bacab,
K2Ct20 7(k)+ 3(NH4)2S(p)+ 7H2S 04= K2S 04+ Cr2(S04)3+ 3S + + 3(NH4)2S04 + 7H20 (t)
4К2Сг20 7(к)+ 3(NH4)2S(p)+ 16H2S 04= 4K2S 04+ 4Cr2(S04)3 + + 3(NH4)2S04+ 16H20
K2Cr20 7 (p) + 3(NH4)2S(p) + H20 = 2Cr(OH)3l + 3SI + 6NH3 + 2KOH K2Cr20 7(p)+3H2S(r) + 4H2S04(p)= Cr2(S04)3 + ILS04+ 3 S i + 7H20 (t) K2Cr2O70>)+ 3H2S(r) + H20 = 2Cr(OH)3l + 3S l + 2KOH
196
Глава I. Химия элементов и их соединений
K2Cr20 7(K)+6FeS04(p)+7H2S04(p)=K2S04 + Cr2(S0 4)3+ 3Fe2(S0 4)3+
+7Н20 (t)
К& 20 7(р)+ 3Na2S03 (р)+ 4H2S04(p)= Cr2(S04)3+ 3Na2S04+
+4Н20
6КГ(р)+ 7H2S04(p) = Cr2(S04)3+ ЗГ2 + 4K2S04 + 7H2o
(Г = I, Вг)
K2Cr20 7(p)+3KN02(p+4H2S04(p)=Cr2(S04)3+3KN03+K2S0+4H 20 K2Cr20 7(p)+ 3KN02(p)+ 8HN03(p)= 2Cr(N03)3+5K N 03 + 4H20 K2Cr20 7(p)+3SnS04(p)+H2S04(p=Cr2(S04)3+3H2Sn03+K2S04+H20 3 X ^ 0 ^ + 8A1 + 21H2S04(p) = 6CrS04+ 4A12(S04)3+ 3 X ^ 0 ,+
+ 21H20
(т) + 2A1 = 2Cr + 2КАЮ2 + A120 3 (800-900 °C)
К^СпД (] + 3H2 = Cr20 3 + 2KOH + 2H20 (500 °C)
К.СГА w+ S(pacnjiaB)= Cr20 3 + K.SO, (800-1000 °C)
K,Cr20 7(T)+ 2C(kokc)= Cr20 3+ K2C 03+ CO (800 °C)
Выводы:
♦в ряду Сг+2 < Сг+3 < Cr"6 окислительные свойства усиливают ся; в щелочной среде имеет место Сг4’ —» [Сг(ОН)6р , в нейт
ральной среде— Сг+6 —> Сг(ОН)3,в кислой среде имеет место Сг+6 Сг+3;
♦Сг+3 (зеленый или фиолетовый растворы) —> СгО2 (желтый раствор) в щелочной среде;
♦Сг+3 (зеленый или фиолетовый раствор) —> Сг20 7~ (оранже вый раствор) в кислой среде.
197
15. ХИМИЯ МАРГАНЦА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ
Мп— серебристо-белый твердый и хрупкий металл, = 1245 °С; природные минералы: М п02 • пН20 — пиролюзит, Мп30 4— гаусманит; электронная формула: ls22s2p 63s2p 6d54s2, электронно-графи
ческая формула: |
3d |
|
|
4р |
|
|
|
||
4 4 |
4 |
4 |
4 |
As |
|
|
|
|
4Т |
За счет семи валентных электронов Мп проявляет максимальную степень окисления (+7), валентность (VII) — за счет семи валентных орбиталей; проявляемые степени окисления: 0, +2, +3, +4, +6, +7.
Марганец — активный металл, в ряду напряжений он находится между алюминием и цинком; на воздухе покрывается тонкой оксид ной пленкой, предохраняющей его от дальнейшего окисления даже при нагревании.
|
|
|
Получение |
|
|
|
||
♦ В промышленности: |
|
|
|
|
|
|||
ЗМп02(т) + 4А1(т) = 2А120 3+ ЗМп (t, алюмотермия) |
|
|
||||||
ЗМп30 4(т) + 8А1(т) = 4А12Оэ + 9Мп (1100 °С, алюмотермия) |
|
|||||||
МпО-,, + Fe,0, + 5С |
= Мп + 2Fe + 5СО |
|
|
|||||
2 (т) |
2 3 |
(т) |
|
|
|
|
|
|
Мп02(т) + Si(x) = Si02+ Мп (t, силикатотермический способ) |
|
|||||||
Мп02(т) + 2С(т) = 2СО+ Мп (t, прокаливание, способ К. Шееле) |
||||||||
♦ В лаборатории: |
|
|
|
|
|
|
|
|
2MnSO „ ,+ 2Н .0 = 2M n l |
катод |
+ О.Т |
+ 2FLSO. (электролиз ра- |
|||||
4(р) |
2 |
|
|
2 анод |
2 4 v |
Г |
Г |
|
створа)
Химические свойства
♦ Восстановительные свойства марганца:
МП(порошок)+ 2Н20 = Mn(OH)2 + Н2Т (tj, без оксидной пленки)
198
Глава I. Химия элементов и их соединений
Мп(т) + 2Н20 = Мп02 + 2Н2Т (t2 > t,);
3Mn(i) + 4Н20 = Mn30 4+ 4H2T(t, Mn30 4= MnO • Mn20 3)
Мп(т) + H2 ^ но растворяется, 2Мп(т) + 0 2 = 2MnO (основ, прод.
200°C)T
Mn(T) + 0 2 = MnO, (400 °C); 4Мп(т) + 302 = 2Mn20 3 (t < 900 °C) ЗШ (т) + 202 = Mn30 4 (t > 900 °C); 3Mn(i)+N2(r)= Mn3N2 (t > 1200 °C) 6Mn(T) + P4 = 2Mn3P2 (t, возможно и MnP),
Mn(i)+ Г2(г)= MnT2 (100-500 °C, Г = Cl,Br)
M n (r)+ |
S <pac™a») = ^ п р е н м у ш е — |
f t |
™ M n S 2) |
||
3Mn(T) + 2NH3 (r)= Mn3N2 + 3H2 (t); 4Mn(T) +CO = MnO + Mn3C (t) |
|||||
Mn.(tV) |
CO,2 = MnO + CO W(t);’ |
Mn + H,SO2 4..( p ) |
= MnSO4 + H,T2 |
||
Mn + 2HC1.. = MnCl, + H2T; Mn, |
+ CuCL., = MnCl, + C ul |
||||
|
(p ) |
2 2 ’ |
(t ) |
2 ( p ) |
2 |
Mn + H2S04(k)+ H2S04(k)= MnS04+ S02 + 2H20 (t) 4Mn + H2S04 (k) + 4H2S04(k) = 4MnS04 + H2S t + 4H20 (tt) Mn(x) + HN03 (к p) ^ на холоду пассивируется
Mn(*} + 2HN03^ + 2HN03(it) = Mn(N03)2+ 2NOzT + 2H20 (t) 3Mn(T) + 2HN03(p)+ 6HN03(p)= 3Mn(N03)2 + 2NOT + 4H20 (t) 4Mn(; + HN03(pp) + 9HN03(PP) = 4Mn(N03)2+ NH4N 0 3 + 3H20 (t) 6Мп(т) + 7КСЮ3(т)+ 6КОН(т)= 6KMn04+ 7KC1 + 3H20 (сплавление) Мп(т) + 3KN03(x)+ 2KOH(x)= K2Mn04+ 3KN02 + H20 (сплавление) М п ( т , + MeOH(p> ; Mn(x)+ M e O H ^ ^ (Me = ЩЭ, ЩЗЭ)
Мп(т) + FeS(x) = MnS + Fe (расплав, удаление серы из железных сплавов)
Оксид марганца (II) МпО
МпО — основный оксид, нерастворимый в воде зеленый по рошок.
Получение
МпС0 3(т)= MnO + C0 2T (t, в отсутствие кислорода) Мп(ОН)2(т)= МпО + Н ОТ (t, в отсутствие кислорода)
МпС20 4=М п0 + С0 2Т+ СОТ (t)
Мп0 2 + Н2 = МпО + Н2ОТ (t)
МПз04+ Н2= ЗМпО + Н2ОТ (1200 °С)
Химические свойства
МпО(т) + 2НС1(р)=МпС12+ 2НгО; МпО(т)+ H2(r)= Mn + Н20 (t)
199