Подгруппа хрома.

В присутствии водяного пара летучесть МоО3 и WO3 заметно повышается. Обусловлено это, по-видимому, газофазными реакциями типа ЭО3 + Н2О Û ЭО2(ОН)2 равновесия которых при высоких температурах смещаются вправо, а при более низких — влево. Вероятно, то же относится и к летучести твердого СгО3.

Характер промежуточных продуктов термического разложения СrО3 (т. пл. 196 °С) зависит от условий проведения этого процесса, Области их устойчивости приблизительно соответствуют схеме:

СrО3(220 °C) ® Сr3О8(280 °C) ® Сr2О5(370 °C) ® СrО2(450 °C) ® Сr2О3

Отмечалось существование окcидов и более сложного состава.

Растворимость МоО3 и WO3 в воде очень мала, но в щелочах они растворяются с образованием солей молибденовой и вольфрамовой кислот. Последние в свободном состоянии представляют собой почти нерастворимые порошки белого (Н2МоО4) или желтого (Н2WO4) цвета. При нагревании обе кислоты легко отщепляют воду и переходят в соответствующие триоксиды.

Рис. 3. Растворимость хрома­тов и бихроматов.

Растворимость МоО3 и WO3 в воде составляет соответственно около 0,4 и 0,02 г/л. Константы первой ступени кислотной и основной диссоциации Н2МоО4 имеют порядок соответственно 10-2 и 10-13. Вольфрамовая кислота известна в двух формах — белой и желтой. Первая осаждается при взаимодействии растворов вольфрамовокис­лых солей с разбавленными сильными кислотами на холоду, вторая — с более крепкими сильными кислотами при нагревании. Менее устойчивая белая форма постепенно переходит в желтую. Первая из них представляет собой, по-видимому, коллоидный осадок переменного состава (WO3·хН2О), вторая — определенное химическое соединение (H2WO4·Н2О). Ионы МоO42- и WO42- имеют структуру тетраэдров с атомом металла в центре [d(МоО) = 177, d(WO) = 179 пм].

По ряду Сr-Mo-W сила кислот Н2ЭО4 уменьшается. Большинство их солей малорастворимо в воде. Из производных чаще встречающихся металлов хорошо растворимы: хроматы — лишь Nа+, К+, Mg2+ и Са2+, молибдаты и вольфраматы — только Nа+ и К+. Хромовокислые соли окрашены, как правило, в светло-желтый цвет иона СrO42-, молибденово- и вольфрамовокислые бесцветны.

Кроме кислот типа Н2ЭO4 для хрома и его аналогов существуют также отвечающие общей формуле Н2Э2О7 и по строению аналогичные пиросерной кислоте. Наибольшее значение из них имеет двухромовая кислота — Н2Сr2О7. Сама она известна только в растворе, но ее соли (двухромовокислые, или бихроматы), К2Сr2О7 (“хромпик”) и Nа2Сr2О7·2Н2О — особенно, являются наиболее обычными хромовыми препаратами и исходными продуктами для получения остальных соединений этого элемента.

Прокаливание безводного Nа2Сr2О7 (т. пл. 320 °С) выше 400 °C сопровождается его термическим разложением по уравнению:

4 Nа2Сr2О7 = 4 Nа2СrO4 + 2 Сr2О3 + 3 O2

Хромпик (т. пл. 398 °С) разлагается аналогично, но лишь при более высоких температурах. Хроматы натрия и калия плавятся соответственно при 790 и 963 °С, т. е. значительно выше бихроматов. Ион СrО42- имеет структуру тетраэдра с d(СrО) = 165, а ион Сг2О72- — структуру О3Сr-O-СrО3 с ÐСrОСr = 115° и d(ОСr) = 191 пм.

Для константы равновесия К = [Сг2О72-]/[НСгО4-] при 20 °C в зависимости от ионной силы раствора даются значения 100 (m = 1,0) или 80 (m= 0,5). Хромовая кислота (К1 = 2·10-2 и К2 = 3·10-7) значительно слабее двухромовой (К2 = 2·10-2). Последняя является простейшим представителем так называемых изополикислот общей формулы mН2О·nЭО­3 (где n>m), известных в виде их солей. Помимо оранжево-красных бихроматов (m = 1, n = 2), получены темно-красные трихроматы (m = 1, n = 3) и коричнево-красные тетрахроматы (m = 1, n = 4). Из них К2Сr3O10 и К2Сr4O13 плавятся с разложением (переходя в К2Сr2О7) соответственно при 243 и 210 °С. Образование подобных и более сложных изополисолей особенно характерно для молибдена и вольфрама. По мере усложнения состава изополикислот сила их обычно возрастает.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru