2. Хімічні властивості. Застосування

Хром хімічно малоактивний. Стійкий до повітря. За звичайних умов він реагує лише з фтором (з неметалів), утворюючи суміш фторидів. За високої температури хром горить в кисні, утворюючи оксид Сr₂О₃.

4Сr + ЗО₂ =^tº 2Сr₂О₃.

Металічний хром при нагріванні реагує з галогенами, галогено-воднями, сіркою, азотом, фосфором, вугіллям, кремнієм і бором.

Cr + 2HF =^tº CrF₂ + Н₂

2Cr + N₂ =^tº 2CrN

2Cr + 3S =^tº Cr₂S₃

Cr + Si =^tº CrSi

З азотною і концентрованою сірчаною кислотами хром не взаємодіє, покриваючись оксидною плівкою. У хлоридній та розбавленій сірчаній кислотах розчиняється.

Cr + H₂SO₄р. = CrSO₄ + H₂

Сr + 2HCI = СrСl₂ + Н₂

Розжарений хром реагує з парами води:

2Сr + ЗН₂О = Сr₂О₃ + ЗН₂

Хром у вигляді іона Cr⁺³ - домішка в рубіні, який використовується як коштовний камінь і лазерний матеріал.

Розділ ііі. Сполуки хрому

1. Оксиди та гідроксиди їх властивості та застосування

Хром утворює наступні оксиди і гідроксиди:

СrO Сr(ОН)₂

Сr₂O₃ Сr(ОН)₃

CrO₃ Н₂СrO₄

Оксид хрому (II) СrO (чорний колір) і відповідний йому Сг(OН)₂ (коричневий або жовтий колір), проявляють основні властивості:

СrO + 2HCI = CrCl₂ + Н₂O

Cr(OH)₂ + H₂SO₄ = CrSO₄ + 2H₂O

Сполуки хрому (II) легко окислюються киснем повітря перетворюючись на сполуки хрому (III):

2Сr(ОН)₂ + 1/2О₂ + Н₂О = 2Сr(ОН)₃

Міри окислення +3 відповідає амфотерний оксид Cr₂O₃ та амфотерний гідроксид Cr(OН)₃. Це — найбільш стійка міра окислення хрому.

Cr₂O₃ – тугоплавкий порошок зеленого кольору. За твердістю близький до корунду.

При розчиненні оксиду і гідроксиду (III) в розчинах лугів утворюються комплексні сполуки хрому:

Сr₂О₃ + 6NaOH + ЗН₂О = 2Na₃[(Cr(OH)₆]

При сплавленні – метахроміти:

Сr₂О₃ + 2КОН =^tº 2КСrO₂ + Н₂О

та ортохроміти:

Cr(OH)₃ + 3NaOH =^tº Na₃CrO₃ + ЗН₂О

З кислотами Cr₂O₃ і Cr(OН)₃ утворюють солі хрому (III):

Cr₂O₃ + 6HCl = 2CrCl₃ + 3Н₂О

2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO4)₃ + 6Н₂О

При пропалюванні Cr(OН)₃ одержуємо Сг₂О₃:

2Cr(OH)₃ =^tº Cr₂O₃ + 3Н₂О

Оксид хрому (VI) СгО₃ (червоний колір) - кислотний оксид.

Сильний окисник: окислює йод, сірку, фосфор, вугілля, перетворюючись на Сr₂О₃:

3S + 4СrО₃ = 3SO₂ + 2Cr₂O₃

При нагріванні до 250°С розкладається:

4СrО₃ =^tº 2Cr₂О₃ + ЗО₂

СrО₃ легко розчиняється у воді, утворюючи хромові кислоти. З надміром води утворює хромову кислоту Н₂CrO₄:

СrО₃ + Н₂О = Н₂СrО₄

За великої концентрації СrО₃ утворюється дихромова кислота Н₂Сr₂О₇:

2СrО₃ + Н₂О = Н₂Сr₂О₇

Дихромова кислота при розбавленні переходить у хромову кислоту:

Н₂Сr₂О₇ + Н₂О - 2Н₂СrО₄

Хромові кислоти існують лише у водному розчині.

Оксид (ІІІ) хрому використовується як основний пігмент зеленої фарби.

Оксид (VI) хрому використовується: 1) для отримання хлору шляхом електролітичної дисоціації; 2) розчини хромового ангідриду (або, частіше, дихромату калія) в сірчаній кислоті широко використовуються в лабораторній практиці для очищення посуду від органічних забруднень.

Гідроксид (ІІІ) хрому використовують як нехарчовий барвник (в косметичних виробах).

2. Солі їх властивості та застосування

Солі Cr²⁺ (розчини блакитного кольору) добувають відновленням солей Cr³⁺ або дихроматів цинком в кислому середовищі:

2Cr³⁺ + Zn = 2Cr²⁺ + Zn²⁺

Всі солі Cr²⁺ - сильні відновники аж до того, що при стоянні витісняють водень з води. Киснем повітря, особливо в кислому середовищі, Cr²⁺ окислюється, внаслідок чого блакитний розчин швидко зеленіє.

Сполуки Cr³⁺ мають колір від брудно-лілового (іон [Cr(H2O)₆]³⁺) до зеленого.

Cr3+ схильний утворювати подвійні сульфати типу MICr(SO₄)₂·12H₂O (квасців).

Найпростіші солі Cr³⁺ - хромова H₂CrO₄ і дихромова H₂Cr₂O₇. Вони утворюють два види солей: жовті хромати і помаранчеві дихромати відповідно.

Хромати утворюються при взаємодії СrО₃, або розчинів хромових кислот з лугами:

СrО₃ + 2NaOH = Na₂CrO₄ + Н₂О

Дихромати добувають при дії на хромати кислотою:

2Na₂Cr₂O₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + Н₂О

Можливий і зворотний перехід при додаванні лугів до розчинів дихроматів:

Na₂Cr₂O₇ + 2NaOH = 2Na₂CrO₄ + Н₂О

Рівновагу в системі хромат-дихромат можна продемонструвати наступними рівняннями:

2СrО₄^2- + 2Н⁺ = Сr₂О₇^2- + Н₂О

Сr₂О₇^2- + 2ОН^­- = 2CrO₄^2- + Н₂О

Розчинність хроматів приблизно дорівнює розчинності сульфатів. Зокрема, жовтий хромат барію BaCrO₄ випадає в осад при додаванні солей барію як до розчинів хроматів, так і до розчинів дихроматів:

Ba²⁺ + CrO₄^2- → BaCrO₄↓.

Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O → BaCrO₄↓ + 2H⁺

Відомі пентафторид хрому CrF₅ і малостійкий гексафторид хрому CrF₆. Також відомі леткі оксигалогеніди хрому CrO₂F₂ і CrO₂Cl₂ (хромілхлорід).

Сполуки хрому(VI) - сильні окисники, наприклад:

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2CrCl₃ + 2KCl + 3Cl₂↑ + 7H₂O.

K₂Сг₂О₇ (хромпік), Na₂Cr₂O₇ і (NH₄)₂Cr₂O₇ застосовують для дублення шкіри, у виробництві сірників, фарб, вибухових речовин. PbCrO4, ZnCrO4, SrCrO4 використовують у виробництві художніх фарб.