Общая и Неорганическая химия с примерами решения задач - [54]

Свойства.

По своему химическому поведению Мп является более активным по сравнению с Тс и Re.

В ряду активности Мп находится до Н, а Тс и Re после Н. Мп на воздухе покрывается плотной оксидной пленкой, препятс

твующему окислению, однако в мелко раздробленном состоянии, особенно при повышении температуры, Мп легко окис-ляется. До t = 100° С – не взаимодействует с водой, а при более высоких t – активно взаимодействует. При нагревании легко взаимодействует с галогенами, серой, азотом и др. элементами

образованием соединений переменного состава. Активно взаимодействует с разбавленными минеральными кислотами (НСl, Н2SO4) с выделением Н2. С разбавленной НNO3 взаимодействует

образованием NO и соответствующей соли. С умеренно концентрированной Н2SO4 взаимодействует с образованием соли и SO2. Концентрированная Н2SO4 и HNO3 пассивируют Мп. Не взаимодействует со щелочами.

Для Мп характерны следующие устойчивые оксиды:

МпО, Мп2О3

МпО2

Мп2

О7

Основные

амфотерный

кислотный

Важнейшие соединения Мп: KМnO4

MnO2.

ЛЕКЦИЯ 27

Элементы VI-В группы.

О, S (самостоятельно)

Сr, Мо, W

Основные степени окисления:

Cr +3, +6 (0, +1, +2, +5)

Мо +6

+6

Координационные числа:

Сr 6,4 Мо, W 6

В природе встречаются эти элементы в связанном состоянии, образуются минералы:

Fe(CrО2)2 – хромистый железняк, FeOCr2O3, PbCrO4 – крокоит;

МоS2 – молибденит;

СаWO4 – Шеелит;

Все эти элементы (-элементы) являются серебристо-белыми металлами.

Все эти элементы – полиизотопы Физические свойства:

Cr

Mo

W

…4S135

…5S145

…6S254

Ч, нм

0.127

0.137

0.140

J, эв

6.77

7.10

7.98

г\см3

7.2

10.2

19.3

Т.пл °С

3390

4800

5900

Сод. в природе

8 10-3

6 10-5

10-5

Получение:

В промышленности получают Cr, Мо и W используя различные восстановители (С). В результате восстановление хромистого железняка углеродом образуется феррохром, содержащий в своем составе более 60 % Cr. Феррохром используется как для получения чистого Cr, так и для создания различных лигированных сплавов. Для получения чистого Cr используется другой метод, в результате выделяется оксид Cr (III) Cr2O3, который вос-станавливается аллюминеем или кремнием.

Cr2O3 + Al →Al2O3 + Cr

PbCrO4 + Na2Co3→Na2Cr + …

Na2CrO4 + H2SO4→ Cr2O3 + H2O

Cr2O3 + C →Cr2

PbCrO4→ Na2CrO4 →Cr2O3 →Cr

Хром высокой степени чистоты получают методом зонной плавки или используют гекса-карбонит Cr – Cr (Co)6.

Химические свойства:

По химическому поведению последовательно уменьшается активность от Cr к W

Cr энергично взаимодействует с разбавленными минеральными кислотами (Н2SO4,HCI, HNO3)

Cr + HCl CrCl3 + H2↑

Cr + HCl CrCl2 + H2↑

Образующийся при взаимодействии с НСl Cr (II) окисляется до Cr

(III).

Мо и W не взаимодействуют с разбавленными кислотами. Мо взаимодействует с Н2SO4, при сильном нагревании W расстворяется в смеси горячих плавиковой и азотной кислот.

Концентрированные Н2SO4 и HNO3 пассивируют с Cr. При нагревании, особенно в мелкоразведенном состоянии Cr взаимодействует с образованием оксида Cr (III), а Мо и W с образованием оксидов высшей степени окисления: МоО3, W О 3. При высокой температуре Cr взаимодействует с галогенами, углеродом, азотом, серой, кремнием и т.д. с образованием нестехиометрических соединений. При комнатной температуре хром стоек к действию воды и О2 воздуха.

ЛЕКЦИЯ 28.

Оксиды

Cr+2O(?, Cr2+3O3, Cr+6O3

Важнейшие соединения хрома

Cr(0): Cr(CO)6 – используется для получения химически чистого Cr.

Комплексные соединения (по донорно-акцепторному меха-низму)

Cr(II): CrO, Cr(OH), CrHaC2 (F,Cl,Br,J)

Получают эти соединения при взаимодействии Cr с различными элементами, в водных растворах образуются соответствующие аквакомплексы [Cr(H2O) 6]2+ голубого цвета, определяют окраску солей Сr (II) в водных растворах. Соединения Сr (II) об-ладают только основными свойствами.

Cr (OH )2 + 2HCl + 4H2O = [Cr(H2O) 6]Cl2

Cr (OH )2 + 2H3O + + 2H2O → [Cr(H2O) 6]2+

Соединения Cr(II) являются сильными восстановителями. В присутствии O2 воздуха процесс идет:

Cr (H2O) 6 + O2 +H+ → [Cr(H2O) 6]3+

Соединения Cr(II) являются настолько сильными восстановителями, что при отсутствии окислителей идет процесс восста-новления H2O с выделением водорода

Cr2+Cl + H2O → Cr(OH )Cl2 + H2↑

Cr (III )

Для Cr(III) известно очень большое количество химических соединений, в особенности комплексных соединений, катионного, анионного и нейтральных типов. Оксид Cr(III): Cr2 O3 – темно-зеленый порошок, температура плавления 2265° С. Под названием «зеленый крон» используется для изготовления красок. Cr2O3 не взаимодействует при обычной температуре с водой, кислотами и основаниями.

K2S2O7 →K2SO4 + SO3

Cr2O3 +SO3→ Cr2 ( SO4) 3 (основное свойство)

В расплаве щелочи проявляются кислотные свойства оксида

Cr(III)

Cr2O3 + SO2 → CrO2 + H2O Cr2O3 обладает амфотерными свойствами

Cr(OH)3 – соединение переменного состава, (Cr2O3 ∙ nH2O) обладают амфотерными свойствами

При взаимодействии с кислотами образуются в водном растворе аквакомплекс синефиолетового цвета

[Cr(H2O)6]3+

При выпаривании водных растворов образуется устойчивый кристаллогидрат.

КCr(SO4)2 – хромокалиевые квасцы (используются в кожевен-но-обувной промышленности)

Cr(OH)3 + NaOH – Na3[Cr(OH)7]-3

на примере комплексных соединений Сr можно проследить явление изомерии