4.3. Хром
4.3.1. Осадження Cr(OH)3(s) та його амфотерність. До 3 крапель розчину Cr(NO3)3 у пробiрці додайте 3 краплi розчину амiаку. Розчин із осадом подiліть на 2 пробiрки. Осади відокремте на центрифузі й промийте. До осаду в 1‑й пробiрцi додайте розчин із с(HNO3) = 3 моль/л, а в 2‑й – розчин із с(NaOH) = 6 моль/л до розчинення.
На основi КДД для системи Cr(OH)3(s) − рH поясніть спостереження. Запишіть рiвняння реакцій.
4.3.2. Окиснення хрому (III) до хрому (VI). До 2-3 крапель розчину Cr(NO3)3 у пробiрцi поступово додайте розчин із с(NaOH) = 6 моль/л до розчинення осаду Cr(OH)3(s), що випадає спочатку, а потiм 2-3 краплi розчину H2O2 із масовою часткою 3 %. Пiдiгрiйте сумiш на водянiй банi до переходу кольору розчину в жовтий, властивий іонові CrO42‑.
Зауваження. Щоб визначити можливість окисно-відновного перетворення, розглянемо реакцію, в якій вихідні реагенти та продукти є переважаючими у тій області рН, що реалізується у системі. Наприклад,
|
1 |
Cr3+ + 4 OH‑ |
|
Cr(OH)4‑, |
lg 4 = 28,6, |
|
1 |
Cr(OH)3 |
|
Cr3+ + 3 OH‑, |
‑ lg 3 = ‑24,0, |
|
|
H2O |
|
H+ + OH‑, |
lg Kw = ‑14,0 |
|
|
Cr(OH)3 + H2O |
|
Cr(OH)4‑ + H+, |
‑9,4, |
звідки, за ЗДМ,
[Cr(OH)4‑] [H+] / [Cr(OH)3] = 10‑9,4, [Cr(OH)4‑] / [Cr(OH)3] = 10(‑9,4 + pH),
[Cr(OH)4‑] / [Cr(OH)3] > 1 при pH > 9,4.
Константу перетворення між переважаючими при 9,4 < pH < 11,65 продуктами обчислімо з лінійної комбінації реакцій
|
2 |
Cr(ОН)4‑ |
|
Cr3+ + 4 OH‑, |
‑ lg 4 = 28,6, |
|
2 |
Cr3+ + 4 H2O |
|
HCrO4‑ + 7 H+ ‑ 6 e‑, |
‑60,8, |
|
2 |
HCrO4‑ |
|
H+ + CrO42‑, |
‑ lg KH1 = ‑6,51, |
|
3 |
H2O2 + 2 H+ + 2 e‑ |
|
2 H2O, |
59,8 |
|
10 |
H+ + OH‑ |
|
H2O, |
-lg Kw = 14,0, |
|
2 Cr(OH)4‑ + 3H2O2 +2 OH‑ 2CrO42‑ + 8 H2O, |
242,0. | |||
При pH > 11,65 переважаючим учасником, замість H2O2, стає HO2‑.
Якi окисники можна запропонувати для окислення хрому (III) у кислому середовищi? Запишіть рiвняння реакцiй i обчислити їх lg K.
|
4.3.3. Реакцiя CrO42‑ із бензидином. На фільтрувальний папір нанесіть краплю попередньо розведеного роз- |
|
чину K2CrO4 (1:20), а поруч краплю оцтовокислого бензидину. На перетині плям утворюється синє забарвлення «бензидинової сині»,
|
|
Запишіть рiвняння напівреакцій та їх лінійну комбінацію. Простежте аналогiю з окисненням гідрохінону в хiнгiдрон. Чи є «бензидинова синь» характерною реакцією тiльки на хром (VI)?
4.3.4. Реакцiя CrO42‑ з дифенiлкарбазидом. У пробiрку уведіть краплю розчину К2CrO4, долийте доверху водою й вилийте її вміст. Щоб виявити хром (ІV), достатньо розведеного розчину, що залишився на стінках. Додайте у пробірку 10 крапель дистильованої води, 1-2 краплі розчину із с(H2SO4) = 3 моль/л й розчин дифенілкарбазиду до червоно-фіолетового забарвлення. Продукт окиснення реагенту − дифенілкарбазон, утворює комплекс із незвичним окисним станом, хромом (ІІ),
|
|
|
|
+ 2 H+ + 2 e‑, |
