3. Хром. Молибден. Вольфрам (1097049)
Текст из файла
Глава 3. Хром. Молибден. Вольфрам3.1 Теоретическая часть:Хром, молибден и вольфрам находятся в VIВ (6) группе ПС. Электронная конфигурациявалентных уровней этих элементов: Cr — 3d54s1, Mo — 4d55s1, W — 5d46s2:Хром в соединениях проявляет степени окисления: +2, +3, +4, +6. Молибден и вольфрам — +3,+4, +5 и +6.У хрома наиболее стабильной является степень окисления +3, а у молибдена и вольфрама + 6.Соединения хрома (II).Растворы солей хрома (II) можно получить взаимодействием металлического хрома кислот–неокислителей:Cr + 2H+ = Cr2+ + H2↑,или восстановлением соединений хрома (III) цинком:2CrCl3 + Zn = ZnCl2 + 2CrCl2Растворы солей хрома (II) окрашены в синий цвет аквакомплекса [Cr(H2O)6]2+ .Для того чтобы избежать окисления Cr2+ в Cr3+, эксперимент чаще всего проводят в сосуде,закрытом пробкой, снабженной клапаном Бунзена1 или под слоем бензола.Из-за высокой восстановительной способности хрома в щелочной среде, получить гидроксидхрома Cr(OH)2 желтого цвета при взаимодействии CrCl2 со щелочью достаточно трудно.
Осадок,обычно, содержит хром в более высоких степенях окисления и окрашен в коричневый цвет.Чистый Cr(OH)2 не проявляет амфотерности и растворяется только в кислотах:Cr(OH)2 + 2HCl = CrCl2 + 2H2OСоединения хрома (II) проявляют сильные восстановительные свойства и легко окисляютсякислородом воздуха до соединений хрома (III):4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Cr(OH)3Соединения хрома (III).Гидроксид хрома (III) получают осаждением из соответствующих солей:CrCl3+ 3NaOH = Cr(OH)3↓ + 3NaClДанный гидроксид проявляет амфотерные свойства и легко растворяется в кислотах и щелочах:Cr(OH)3 + 3HCl = CrCl3 + 3H2OCr(OH)3 + NaOH + 2H2O → Na[Cr(OH)4(H2O)2] + 2NaOH→ Na3[Cr(OH)6]При растворении гидроксида хрома (III) в соляной кислоте образуются соли, которые могутбыть окрашены в различный цвет. Различная окраска солей хрома обусловлена гидратнойизомерией, то есть числом координированных хромом (III) молекул воды: [Cr(H2O)6]Cl3 —фиолетовый, [Cr(H2O)5Cl]Cl2 — темно-зеленый, [Cr(H2O)5Cl2]Cl — светло-зеленый.Гидроксокомплексы хрома Na[Cr(OH)4(H2O)2] и Na3[Cr(OH)6] окрашены в ярко-зеленый цветСтепень окисления +3 наиболее устойчива для хрома, поэтому перевести хром в состояние состепенью окисления +2 и +6 можно только сильными восстановителями и сильнымиокислителями соответственно.
Например, окислить гидроксохромат (III) натрия до Cr (VI)можно бромной водой:Na3[Cr(OH)6] + Br2 + 2NaOH = Na2CrO4 + 2NaBr + 4H2OРастворимые соли хрома (III) в водных растворах сильно гидролизуются. Вследствие этогонельзя получить соли, содержащие хром в степени окисления +3 с анионами слабых кислот пообменным реакциям. Вместо солей в таких случаях образуется гидроксид хрома (III).2CrCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3CO2↑ + 6NaClСоединения хрома (VI)Оксид хрома (VI) является кислотным оксидом и ему соответствует ряд хромовых кислот, изкоторых простейшими являются хромовая H2CrO4 и дихромовая H2Cr2O7 кислоты.1Клапан Бунзена – это резиновая трубка, закрытая с одного конца, с прорезью через которуювыходят пары, если в сосуде повышается давление, что препятствует прониканию атмосферногокислорода внутрь сосуда.Переход мономер ↔ димер определяется исключительно значением рНсреды.
В кислой среде равновесие смещается в сторону димера, в щелочной всторону мономера.В растворах солей хромовых кислот равновесие хромат ↔ дихромат смещается в сторонухромата не только в результате изменения рН среды, но и при добавлении к дихроматамкатионов Ba2+, Pb2+, Ag+ и др., которые образуют осадки значительно хуже растворимыхмонохроматов, а не дихроматов.2K2Cr2O7 + 2AgNO3 + H2O = 2Ag2CrO4↓ + 4KNO3 + H2Cr2O7Осадок Ag2CrO4 окрашен в темный кирпично-красный цвет.Соединения Cr(VI) проявляют сильные окислительные свойства, восстанавливаясь до Cr3+. Стакими восстановителями, как сероводород, сульфиды, сульфиты, нитриты и др., хром (VI)реагируют как в кислой, так и в щелочной средах.
Из всех соединений хрома (VI) наибольшуюокислительную активность имеет дихромат-ион в кислой среде.Соединения молибдена (VI) и вольфрама (VI)Молибденовую и вольфрамовую кислоты можно получить, приливая к растворам их солейсильную минеральную кислоту:Na2MoO4 + 2HCl = H2MoO4↓ + 2NaCl 2Na2WO4 + 2HCl +H2O = H2WO4.H2O↓ + 2NaClСоответствующие кислоты в этом случае получаются в виде осадков желтого и белого (илижелтовато-белого) цвета.Молибденовая и вольфрамовая кислоты растворимы в щелочах и в кислотах.Для молибдатов и вольфраматов характерно образование гетерополисоединений.
Наиболееярким примером гетерополисоединений является образование фосфоромолибдата аммония яркожелтого цвета:7H3PO4 + 12(NH4)6Mo7O24 + 51HNO3 = 7(NH4)4[P(Mo12O40)].nH2O↓ + 51HNO3 + (36 –7n)H2OСоединения Mo(VI) и W(VI) довольно устойчивы и проявляет окислительные свойства толькопри взаимодействии с очень сильными восстановителями, например, с цинком в кислой среде.При этом молибден восстанавливается до молибденовой сини MoO3-n(OH)n ( 0 ≤ n ≤ 2 ), авольфрам до вольфрамовой сини WO3n(OH)n ( 0,1 ≤ n ≤ 0,5 ). В этих соединениях молибденнаходится в степенях окисления +4, +5 и +6, а вольфрам в степенях окисления +5 и +6.3.1.1. Вопросы по теме:1.2.3.4.5.6.7.8.2Какие степени окисления характерны для хрома? Какие из них наиболее устойчивы?Напишите формулы оксидов и гидроксидов хрома и охарактеризуйте их кислотноосновные свойства.Какую окраску имеют аквакомплексы [Cr(H2O)6]2+ и [Cr(H2O)6]3+?Почему соединение состава CrCl 3 ⋅ 6 H 2 O в зависимости от условий экспериментаокрашивает растворы в различные цвета — фиолетовый, светло- и темно-зеленый?Как меняются окислительно-восстановительные свойства соединений хрома сувеличением степени его окисления? Ответ проиллюстрируйте уравнениями реакций.Напишите формулы хромовой и дихромовой кислот.
В какую сторону равновесиемономер ↔ димер смещается в кислой среде? В щелочной? Изобразите графическиеформулы хромовой и дихромовой кислот.Какие степени окисления характерны для молибдена и вольфрама? Какие из нихнаиболее устойчивы?Как изменяется окислительная активность соединений в ряду Cr(VI) – Mo(VI) – W(VI).Ответ проиллюстрируйте уравнениями соответствующих реакций.Следует отметить, что для молибдатов и вольфраматов характерно образование изополиионов..
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
