ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 14. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП

§ 14.3. Оксиди та гідроксиди хрому

Хром утворює три оксиди: СrО, Сr₂О₃ та СrО₃.

Оксид хрому(ІІ) СrО — пірофорний чорний порошок (пірофорність — здатність в тонкоподрібненому стані займатися на повітрі). Добувають його окисненням амальгами хрому киснем повітря. Розчиняється в розведеній хлоридній кислоті:

СrO + 2Н⁺ = Сr²⁺ + Н₂О.

На повітрі при нагріванні понад 100°С оксид хрому(ІІ) перетворюється на оксид хрому(ІІІ). Гідроксид хрому(ІІ) Сr(ОН)₂ добувають у вигляді жовтого осаду при дії розчину лугу на хлорид хрому(ІІ) СrСl₂: Сr²⁺ + 2OН^- = Сr(ОН)₂.

Сr(OН)₂ має основні властивості. Є відновником. При прожарюванні перетворюється на Сr₂О₃.

Усі сполуки хрому(ІІ) досить нестійкі і легко окиснюються киснем повітря у сполуки хрому(ІІІ). Наприклад:

2Сr(OН)₂ + O₂ + Н₂O ⇆ 2Сr(ОН)₃.

Оксид хром у (III) Сr₂О₃ — тугоплавкий порошок зеленого кольору. За твердістю близький до корунду, тому його вводять до складу полірувальних засобів. Добувають його сполученням елементів при високій температурі. У лабораторії оксид хрому(ІІІ) можна добути нагріванням дихромату амонію:

-3 +6 +3 0

(NH₄)2CrO₇ = Сr₂О₃ + N₂↑ + 4Н₂О.

Як і Аl₂О₃, оксид хрому(ІІІ) амфотерний. При сплавлянні Сr₂О₃ з лугами утворюються сполуки хрому(ІІІ) — хроміти:

Сr₂О₃ + 2NaOH = 2NaCrO₂ + Н₂О.

   Хроміт натрію

Оксид хрому(ІІІ) з водою не взаємодіє, проте йому відповідає гідроксид хрому(ІІІ) Сr(OН)₃, який добувають у вигляді драглистого осаду сіро-зеленого кольору дією розчинів лугів на розчини солей хрому(ІІІ):

Сr³⁺ +ЗОН^- = Сr(ОН)₃ ↓.

Гідроксид хрому(ІІІ) має амфотерні властивості — реагує з кислотами і лугами. При розчиненні в кислотах утворюються солі хрому(ІІІ), наприклад:

Сr(ОН)₃ + ЗН⁺ = Сr³⁺ + ЗН₂O.

Солі хрому(ІІІ) подібні до солей алюмінію. Вони легко гідролізують. У водних розчинах катіон Сr³⁺ перебуває тільки у вигляді гідратованого іона [Сr (Н₂О)₆]³⁺, який надає розчину фіолетового кольору (для спрощення пишуть Сr³⁺).

При розчиненні Сr(ОН)₃ у лугах утворюються гідроксохроміти [аналогія з Аl(ОН)₃]:

Сr(ОН)₃ + NaOH + 2Н₂O = Na [Cr(OH)₄(H₂O)₂]

або

Сr(ОН)₃ + OН^- + 2Н₂O = [С₂(OН)₄(Н₂O)₂]^-.

При сплавлянні Сr(ОН)₃ з лугами утворюються метахроміти та ортохроміти:

Сr(ОН)₃ + NaOH = NaCrO₂ + 2Н₂О

і

Сr(ОН)₃ + 3NaOH = Na₃CrO₃ + 3H₂O.

При прожарюванні гідроксиду хрому(ІІІ) утворюється оксид хрому(ІІІ):

2Сr(ОН)₃ = Сr₂O₃ + ЗН₂О.

Оксид хром у (VI) СrО₃ — темно-червона кристалічна речовина. Сильний окисник: окиснює йод, сірку, фосфор, вугілля, перетворюючись при цьому на Сr₂О₃. Наприклад:

3S + 4СrО₃ = 3SO₂ + 2Сr₂О₃.

При нагріванні до 250°С розкладається:

4СrО₃ = 2С₃О₂ + 3O₂.

Добувають його взаємодією концентрованої сульфатної кислоти з насиченим розчином дихромату натрію або калію:

К₂Сr₂О₇ + H₂SO₄ = 2СrО₃ ↓ + K₂SO₄ + Н₂О.

СrО3 має кислотний характер: легко розчиняється у воді, утворюючи хроматні кислоти. З надлишком води утворює хроматну кислоту Н₂СrO₄:

СrО₃ + Н₂О = Н₂СrO₄.

При великій концентрації СrО₃ утворюється дихроматна кислота Н₂Сr₂О₇:

2СrО₃ + Н₂O = Н₂СrO₇, яка при розведенні переходить у хроматну кислоту:

Н₂Сr₂О₇ + Н₂O = 2Н₂СrO₄.

Хроматні кислоти існують тільки у водному розчині. Однак їх солі дуже стійкі.

Якщо порівняти гідроксиди хрому з різним ступенем окиснення

+2 +3 +6

Сr(OН)₂, Сr(ОН)₃ та Н₂СrO₄, то легко дійти висновку, що зі зростанням ступеня окиснення основні властивості гідроксидів слабшають, а кислотні — посилюються.

Сr(ОН)₂ виявляє основні властивості, Сr(ОН)₃ — амфотерні, а Н₂СrO₄ — кислотні.