65. Соединения трехвалентного хрома. Оксиды и гидроксиды. Применение.

Ответ. Степень окисления +3 для Cr наиболее устойчива, особенно в водных растворах. Стабильность Cr+3 объясняется тем, что в октаэдрических комплексах каждый уровень занят одним электроном, что обусловливает устойчивость наполовину заполненной группы орбиталей с низкой энергией. В подавляющем большинстве комплексных соединений Cr +3 координационное число равно 6. Оксид хрома (III) Cr2O3 получают при прокаливании Cr(ОН)3, (NH 4)2Cr2O7, Cr(NO 3)3∙nH2O, смеси К 2Cr2O7 с кремнием или углеродом. Компактный оксид Cr2O3 нерастворим в воде, разбавленных кислотах и растворах щелочей, но в высокодисперсном состоянии растворяется в сильных кислотах и растворах щелочей: Cr2O3 + 6H+ + 9H2O = 2[Cr(H 2О)6]3+, Cr2O3 + 6OH– + 3H2O = 2[Cr(ОH) 6]3-. Образующийся в первой реакции комплекс отличается высокой прочностью, константа его диссоциации на [Cr(H 2O)5(OH)]2+ + H+ невелика (К = 10 –4). При сплавлении Cr2O3 с оксидами щелочных металлов, щелочами и карбонатами щелочных металлов получаются зелёные метахроматы (III) типа M+CrО2: Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O. В щелочной среде соединения Cr+3 окисляются в Cr+6, в частности при сплавлении Cr 2O3 со смесью КОН с КСlO3 или Na2CO3 с КNO3: Cr2O3 + 3KNO3 + 2Na2CO3 = 2Na 2CrO4 + 3KNO 2 + 2СO2. Гидроксид Cr(ОН)3 образуется при взаимодействии солей Cr+3 со щелочами в растворе и при гидролитическом разложении этих солей с участием M2+CO3, (NH 4)2S, Na 2S2O3, например: Cr2(SO4)3 + 3Na2S2O3 + 3H 2O = 2Cr(ОН) 3 + 3Na2SO4 + 3S + 3SO2. При хранении Cr(ОН)3 его реакционная способность снижается за счёт постепенной замены связей Cr–OH–Cr на связи Cr–O–Cr. При нагревании Cr(ОН)3 переходит сначала в метагидроксид CrО(ОН), а затем в оксид Cr 2O3. Гидроксид хрома (III) амфотерен. Оксид хрома (III), применяемый в качестве пигмента – это основной компонент для получения оттенков зелёного цвета. Окись хрома как окрашивающий элемент используют в производстве различных стройматериалов. Также с ним, как с пигментом, изготавливаются грунтовки, эмали, художественные и типографские краски, окрашиваются пластмассы и многое другое. Температура нагревания имеет большое влияние как на цвет, так и на технические характеристики пигмента. При прокаливании окиси хрома температурой в 600° цвет будет тёмно-зелёный, размер частиц – малый. Повышая температуру до 800°, получим более насыщенный цвет, бОльший размер частиц. При 920° получаем оптимальные технические свойства: цвет – ярко-зелёный. Дальнейшее же прокаливание только ухудшит полезные характеристики пигмента. Большим преимуществом является тот факт, что срок хранения пигментной окиси хрома не ограничен. На сегодняшний день это соединение входит в подавляющее количество сортов и марок краски и лака. В металлургии оксид хрома применяют для создания такого материала, как металлический хром. Он также имеет место быть в производстве огнеупорных изделий и разнообразных абразивных материалов. Окись хрома применяется при полировке, как главный компонент абразивного материала, в часовой, приборо- и машиностроительных отраслях промышленности; служит основной добавкой к корунду для выращивания искусственных рубинов. «Хромовую зелень» используют в качестве окрашивающего пигмента для строительных материалов (например, бетон, наливные полы, кладочный раствор с помощью неё окрашивают в зелёный цвет), различного рода и назначения пластических масс, производстве стекла, в керамике, а также в изготовлении грунтовок, лаков, эмалей и красок, как промышленных, так и художественных, для придания им зелёного цвета. Специфическим считается применение «хромовой охры» при создании денежных знаков. В этой области применения окись хрома должна быть особенно чистой, без растворимых в воде примесей. Оксид хрома в мелкоизмельчённом состоянии применяется в устройствах для шлифовки из-за своей высокой твёрдости. Также может быть использован в изготовлении специальных материалов, устойчивых к воздействию высоких температур (огнеупоров). Является исходным материалом в получении чистого металлического хрома или его сплавов. Применение гидроксида: как источник для получения тонкодисперсного оксида хрома (III) Cr2O3 (сесквиоксид хрома, хромовая зелень) - отличного полирующего средства; как непищевой краситель (косметика, тени для глаз); образуется в процессе утилизации кожевенных производств, так называемой "хромовой стружки" (мелких обрезков дубленой кожи), что позволяет очистить отходы кожевенного производства от ядовитых солей хрома; из гидроксида хрома можно получить оксид хрома а из него - металлический хром.