Подгруппа хрома.
Сr2O3 + 3 К2S2О7 = Сr2(SO4)3 + 3 К2SO4
Оксид хрома может быть переведен в растворимое соединение также сплавлением с селитрой и содой по реакции:
Сr2О3 + 3 NаNО3 + 2 Nа2СО3 = 2 Nа2СrO4 +3 NаNО2 +2 СО2)
или нагреванием с раствором NаВrО3 по реакции:
5 Сr2О3 + 6 NаВrО3 + 2 Н2О = 3 Nа2Сr2О7 + 2 Н2Сr2О7 + 3 Вr2
Как Cr2О3, так и отвечающие ей соли обычно получают не из металла, а путем восстановления производных шестивалентного хрома, например, по реакции:
К2Сr2O7 + 3 SO2 + Н2SO4 = К2SO4 + Сr2(SO4)3 + Н2O
Из солей сесквиоксида хрома (с катионом Сг3+) наиболее интересны хромовые квасцы — тёмно-фиолетовое кристаллическое соединение состава К2SО4·Cr2(SО4)3·24Н2О.
Действием NН4OН на раствор Сr2(SO4)3 может быть получен серо-синий осадок малорастворимого в воде гидрата гемиоксида хрома [Сr(ОН)3]. Последний имеет ясно выраженный амфотерный характер. С кислотами он дает соли трёхвалентного хрома, а при действии сильных щелочей — соли хромистой кислоты [НСrО2, т. е. Сr(ОН)3 — Н2О] с анионом СгО2-, называемые хромитами. Например:
Сr(ОН)3 + 3 НСl = СrСl3 + 3 Н2О
Сr(ОН)3 + КОН = КСrО2 + 2 Н2О
Таким образом, для растворённой части гидроксида хрома одновременно имеют место следующие равновесия:
Сr3+ + 3 OH-Û Cr(ОН)3 º Н3СrО3 Û НСrО2 + Н2ОÛН+ + СrO2- + Н2O
При добавлении кислот (Н+) эти равновесия смещаются влево, при добавлении щелочей (ОН+) — вправо.
Сама по себе электролитическая диссоциация Сr(ОН)3 и по тому и по другому направлению невелика, так как и основные, и особенно кислотные свойства гидроксида хрома выражены довольно слабо. Поэтому соли трехвалентного хрома подвергаются в растворах значительному гидролизу, а растворимые хромиты при отсутствии достаточного избытка щелочи гидролизованы практически нацело. Примером нерастворимого в воде хромита может служить природный хромистый железняк Fe(CrО2)2.
Если в кислой среде производные шестивалентного хрома легко восстанавливаются до наиболее устойчивых при этих условиях солей Сr3+, то в щелочной среде производные трехвалентного хрома довольно легко окисляются до хроматов свободными галогенами, пероксидом водорода и т. д., например, по реакциям:
2 КСrО2 + 3 Вr2 + 8 КОН = 6 КВr + 2 К2СrО4 + 4 Н2О
Сr2(SO4)3 + 3 Н2О2 + 10 NаОН = 3 Nа2SO4 + 2 Nа2СrО4 + 8 Н2О
Однако под действием кислорода воздуха окисление не идет.
Соли сесквиоксида хрома применяются главным образом в качестве протрав при крашении тканей и для хромового дубления кож. Большинство их хорошо растворимо в воде. С химической стороны эти соли интересны тем, что цвет их растворов меняется в зависимости от условий (температуры раствора, его концентрации, кислотности и т. д.) от зелёного до фиолетового. В частности, на холоду обычно наблюдается сине-фиолетовая окраска, а при нагревании — зелёная. Такое изменение окраски связано с различной гидратацией иона Сr3+. В кристаллическом состоянии большинство солей Сr3+ имеет фиолетовый цвет, но некоторые известны в обеих формах. Осаждение Сr(ОН)3 из их растворов под действием щелочей начинается при рН » 5,3. Полная константа основной диссоциации гидроксида хрома (по схеме Сr(ОН)3 Û Cr3+ + 3 ОН-) оценивается в 7·10-31, а константа первой ступени кислотной диссоциации по схеме:
Сr(ОН)3 Û Н+ + СrО2- + Н2О
составляет 9·10-17.
Образующиеся при растворении Сr(ОН)3 в сильных щелочах хромиты могут производиться не только от НСrО2, но и от более богатых водой форм гидроксида хрома. Некоторые из солей последнего типа, например, зелёный Na3СrО3·3Н2О, были выделены. В растворе они способны существовать только при наличии большого избытка щелочи (выше 10 н.), а чистой водой легко разлагаются с выделением осадка Сr(ОН)3. Хромиты, получаемые сухим путем (сплавлением Cr2O3 с оксидами или карбонатами металлов), с точки зрения химической классификации производятся от НСrО2. Известны главным образом соли двухвалентных металлов; в воде они нерастворимы. Свободная НСrО2 представляет собой синевато-серое кристаллическое вещество, отщепляющее воду лишь около 430 °С. Потеря последних частиц воды сопровождается сильным саморазогреванием массы вследствие большого выделения тепла при кристаллизации образующейся Сr2О3.
Смотрите также
Циклоалканы
...
Третья группа периодической системы
Атомы элементов данной группы содержат во внешнем слое
максимально по три электрона. Поэтому тенденция к дальнейшему присоединению
электронов (с пополнением внешнего слоя до октета) не может быть д ...
Материальный баланс
Основой материального
баланса является закон сохранения материи, согласно которому количество
материала, поступающего в процесс (приходные статьи материального баланса),
равняется количеству продук ...