Il cromo mostra lo stesso grado di ossidazione nei composti. Stato di ossidazione del cromo. Ruolo in biologia

Ossido di cromo (II) e l'idrossido di cromo (II) sono di natura basica

Cr(OH)+2HCl→CrCl+2HO

I composti del cromo (II) sono forti agenti riducenti; trasformarsi in un composto di cromo (III) sotto l'influenza dell'ossigeno atmosferico.

2CrCl+ 2HCl → 2CrCl+ H

4Cr(OH)+O+2HO→4Cr(OH)

Ossido di cromo (III) CrO è una polvere verde, insolubile in acqua. Può essere ottenuto mediante calcinazione dell'idrossido di cromo (III) o dei dicromati di potassio e ammonio:

2Cr(OH)-→CrO+3HO

4KCrO-→ 2CrO + 4KCrO + 3O

(NH)CrO-→ CrO+ N+ HO

È difficile interagire con soluzioni concentrate di acidi e alcali:

Cr2O3 + 6 KOH + 3H2O = 2K3 [Cr(OH)6]

Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

L'idrossido di cromo (III) Cr(OH) 3 si ottiene dall'azione degli alcali su soluzioni di sali di cromo (III):

CrCl3 + 3KOH = Cr(OH)3 ↓ + 3KCl

L'idrossido di cromo (III) è un precipitato grigio-verde, al ricevimento del quale l'alcali deve essere assunto in carenza. L'idrossido di cromo (III) così ottenuto, a differenza del corrispondente ossido, interagisce facilmente con acidi e alcali, ad es. presenta proprietà anfotere:

Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O

Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (esaidrossicromite K)

Quando il Cr(OH) 3 viene fuso con gli alcali si ottengono metacromiti e ortocromiti:

Cr(OH)3 + KOH = KCrO2 (metacromite K)+2H2O

Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3 (ortocromite K)+ 3H2O

Composti del cromo(VI).

Ossido di cromo (VI) - CrO 3 – sostanza cristallina rosso scuro, altamente solubile in acqua – un tipico ossido acido. Questo ossido corrisponde a due acidi:

CrO3 + H2O = H2CrO4 (acido cromico – formato quando c’è acqua in eccesso)

CrO3 + H2O =H2Cr2O7 (acido dicromico - formato ad alta concentrazione di ossido di cromo (3)).

L'ossido di cromo (6) è un agente ossidante molto forte, pertanto interagisce energeticamente con le sostanze organiche:

C2H5OH + 4CrO3 = 2CO2 + 2Cr2O3 + 3H2O

Ossida anche iodio, zolfo, fosforo, carbone:

3S + 4CrO3 = 3SO2 + 2Cr2O3

Se riscaldato a 250 0 C, l'ossido di cromo (6) si decompone:

4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

L'ossido di cromo (6) può essere ottenuto mediante l'azione dell'acido solforico concentrato su cromati e dicromati solidi:

K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + 2CrO3 + H2O

Acidi cromici e dicromici.

Gli acidi cromico e dicromico esistono solo in soluzioni acquose e formano rispettivamente sali stabili, cromati e dicromati. I cromati e le loro soluzioni sono di colore giallo, i dicromati sono di colore arancione.

Gli ioni cromato - CrO 4 2- e dicromato - gli ioni Cr2O 7 2- si trasformano facilmente l'uno nell'altro quando cambia l'ambiente della soluzione

In una soluzione acida, i cromati si trasformano in dicromati:

2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

In un ambiente alcalino, i dicromati si trasformano in cromati:

K2Cr2O7 + 2 KOH = 2K2CrO4 + H2O

Una volta diluito, l'acido dicromico si trasforma in acido cromico:

H2Cr2O7 + H2O = 2H2CrO4

Dipendenza delle proprietà dei composti del cromo dal grado di ossidazione.

Proprietà redox dei composti del cromo.

Reazioni in ambiente acido.

In un ambiente acido, i composti Cr +6 si trasformano in composti Cr +3 sotto l'azione di agenti riducenti: H 2 S, SO 2, FeSO 4

K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = 3S + Cr2 (SO4) 3 + K2SO4 + 7H2O

S -2 – 2e → S 0

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Reazioni in ambiente alcalino.

In un ambiente alcalino, i composti di cromo Cr +3 si trasformano in composti Cr +6 sotto l'azione di agenti ossidanti: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

2KCrO2 +3 Br2 +8NaOH =2Na2CrO4 + 2KBr +4NaBr + 4H2O

Cr +3 - 3e → Cr +6

DEFINIZIONE

Cromo situato nel quarto periodo del gruppo VI del sottogruppo secondario (B). tavola periodica. Designazione – Cr. Sotto forma di una sostanza semplice: un metallo lucido bianco-grigiastro.

Chrome ha una struttura reticolare cubica centrata sul corpo. Densità: 7,2 g/cm3. I punti di fusione e di ebollizione sono rispettivamente 1890 o C e 2680 o C.

Stato di ossidazione del cromo nei composti

Il cromo può esistere sotto forma di una sostanza semplice: un metallo, e lo stato di ossidazione dei metalli nello stato elementare è uguale a zero, poiché la distribuzione della densità elettronica in essi è uniforme.

Stati di ossidazione (+2) E (+3) il cromo appare negli ossidi (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), idrossidi (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), alogenuri (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), solfati (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) e altri composti.

Il cromo è caratterizzato anche dal suo stato di ossidazione (+6) : Cr +6 O 3, H 2 Cr +6 O 4, H 2 Cr +6 2 O 7, K 2 Cr +6 2 O 7, ecc.

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

ESEMPIO 2

Esercizio	Il fosforo ha lo stesso stato di ossidazione nei seguenti composti: a) Ca3P2 e H3PO3; b) KH2PO4 e KPO3; c) P4O6 e P4O10; d) H3PO4 e H3PO3.
Soluzione	Per dare la risposta corretta alla domanda posta, determineremo alternativamente il grado di ossidazione del fosforo in ciascuna coppia di composti proposti. a) Lo stato di ossidazione del calcio è (+2), ossigeno e idrogeno - (-2) e (+1), rispettivamente. Prendiamo il valore dello stato di ossidazione del fosforo come “x” e “y” nei composti proposti: 3×2 + x×2 = 0; 3 + y + 3×(-2) = 0; La risposta non è corretta. b) Lo stato di ossidazione del potassio è (+1), l'ossigeno e l'idrogeno sono rispettivamente (-2) e (+1). Prendiamo il valore dello stato di ossidazione del cloro come “x” e “y” nei composti proposti: 1 + 2×1 +x + (-2)×4 = 0; 1 + y + (-2)×3 = 0; La risposta è corretta.
Risposta	Opzione (b).

introduzione

Stato di ossidazione (CO) - questo è un simbolo in chimica che serve a determinare la carica di un atomo di un elemento chimico (o gruppo di elementi). Senza stati di ossidazione, non è possibile risolvere un singolo problema, non è possibile compilare una singola equazione, ma, soprattutto, senza di essi non è possibile determinare chiaramente le proprietà di un elemento e il ruolo che svolgerà nei vari composti.

È significativo che il sistema periodico (PS) del D.I. Mendeleev è raggruppato nel modo più ingegnoso: tutti gli elementi sono divisi in periodi, gruppi, sottogruppi, i loro numeri seriali corrispondono anche a determinati indicatori. Grazie a questo, non dobbiamo imparare a memoria le qualità di ciascun elemento chimico (CE), perché possiamo facilmente trovarlo nella tabella e determinare tutto ciò che è necessario. Tuttavia, anche in questo caso, c'è chi se ne dimentica conoscenza scolastica in un corso di chimica (o dopo averli trascurati una volta), siamo costretti a tornare a studiare questo argomento in modo più dettagliato.

Quindi, per prima cosa devi formare le idee oggettive corrette sul cromo ( Cr ), comprendi la sua posizione nel PS, quindi puoi procedere alla parte più importante: la pratica.
Cromo - Cr, posizione nella tavola periodica, proprietà fisiche e chimiche
Cromo - è un colore solido, metallico, lucido, bianco-argenteo (o bluastro).. È piuttosto fragile, ma allo stesso tempo ha un vantaggio incomparabile rispetto a molti altri metalli: resistenza alla corrosione; Per questo motivo è un componente importante nella produzione dell'acciaio inossidabile e viene utilizzato anche per rivestire la superficie di altri metalli più soggetti a corrosione. Il cromo ha una scarsa conduttività termica ed elettrica.

ChE si trova nel gruppo VI, periodo 4, ha il numero di serie 24 e ha massa atomica pari a 52 g/mol. Grazie alla passivazione il cromo non interagisce con lo zolfo ( H2SO4) e azoto ( HNO3) acidi, mostra stabilità nell'aria.

Questo metallo anfotero - Ciò significa che può dissolversi sia negli acidi che negli alcali. L'elemento si dissolve in acidi forti diluiti (ad esempio acido cloridrico HCl), in condizioni normali (n.s.) interagisce solo con il fluoro ( F). Quando riscaldato, il cromo può interagire con elementi del gruppo VII (alogeni), ossigeno O 2, boro B, azoto N2, grigio S2, silicio Sì. Se lo riscaldi Cr, quindi è in grado di reagire con il vapore acqueo.

Ora parliamo direttamente di quali stati di ossidazione ha un dato CE: può acquisire CO +4, +6, così come +2 in uno spazio senza aria, +3 in uno spazio con aria. Il cromo, come qualsiasi altro metallo, è un forte agente riducente.

Sostanze con diversi stati di ossidazione

• +2. Quando Cr acquisisce CO+2, la sostanza dimostra proprietà riparative basilari e molto forti. Ad esempio, l'ossido di cromo (II) - CrO, idrossido di cromo - Cr(OH)2, tanti sali. I composti di questo elemento con fluoro vengono sintetizzati( CrF2), cloro( CrCl2) e così via.
• +3. Queste sostanze hanno proprietà anfotere e possono essere di diversi colori (ma soprattutto verdi H2O). Prendiamo ad esempio l'ossido Cr2O3(si tratta di una polvere verdastra che non si scioglie), Cr(OH)3, cromiti NaCrO2.
• +4. Tali composti sono molto rari: non formano sali o acidi e con essi non viene svolto quasi alcun lavoro. Ma da sostanze conosciute ci sono ossido CrO2, tetraalogenuro CrF4, CrCl4.
• +6. Cromo s CO+6, formando sali, è di natura acida, molto velenoso, igroscopico e ha anche forti proprietà ossidanti. Esempi: CrO3(sembrano cristalli rossi), K2CrO4, H2CrO4, H2Cr2O7. L'elemento è in grado di formare due tipi di idrossidi (già elencati).

Come determinare la CO nelle sostanze complesse

Probabilmente hai già familiarità con la regola “incrociata”. Cosa succede se la connessione ha, ad esempio, ben tre elementi?

In questo caso, guardiamo l'ultimo elemento della sostanza, determiniamo il suo stato di ossidazione e moltiplichiamo per il coefficiente a destra (ovviamente, se esiste). Separiamo mentalmente l'ultimo elemento (con già un certo stato di ossidazione) dagli altri due elementi. Ne abbiamo bisogno CO i primi due e gli ultimi elementi sommati danno zero.

Diamo un'occhiata ad un esempio:

• PbCrO4 - cromato di piombo (II), che si presenta come un sale rosso. Alla fine della formula c'è l'ossigeno, il cui stato di ossidazione sarà sempre (tranne in alcuni casi) -2. -2*4=-8. Pb (piombo) ha CO+2. Ulteriori azioni saranno simili a un'equazione algebrica, ma ad essere onesti, quando una persona è già esperta nel determinare gli stati di ossidazione e sa come utilizzare la tabella di solubilità, è del tutto possibile evitare tali calcoli. Quindi, denotiamo un elemento con uno stato di ossidazione sconosciuto (cromo) come variabile letterale. 2+x-8=0;x=8-2;x=6. La variabile è 6, quindi lo stato di ossidazione del cromo diventa +6.

Stati di ossidazione in seguenti formule prova a sistemarlo tu:

1. Na2CrO4;
2. BaCrO4;
3. Fe(CrO2)2;
4. Cr2O7;
5. H2CrO4.

Cromo -uno dei più interessanti elementi chimici, connessioni con le quali sono una cosa complessa, ma necessaria da comprendere. Sarebbe fantastico se questi esempi aiutassero a comprendere un argomento così scrupoloso.

"sito" editoriale

Il cromo è un elemento del sottogruppo laterale del 6° gruppo del 4° periodo del sistema periodico degli elementi chimici di D.I. Mendeleev, con numero atomico 24. È designato con il simbolo Cr (lat. Cromo). La sostanza semplice cromo è un metallo duro di colore bianco-bluastro.

Proprietà chimiche del cromo

In condizioni normali, il cromo reagisce solo con il fluoro. Ad alte temperature (sopra i 600°C) interagisce con ossigeno, alogeni, azoto, silicio, boro, zolfo, fosforo.

4Cr + 3O 2 – t° →2Cr 2 O 3

2Cr + 3Cl 2 – t° → 2CrCl 3

2Cr + N2 – t° → 2CrN

2Cr + 3S – t° → Cr 2 S 3

Quando riscaldato, reagisce con il vapore acqueo:

2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2

Il cromo si dissolve in diluizione acidi forti(HCl, H2SO4)

In assenza di aria si formano sali di Cr 2+ e in aria si formano sali di Cr 3+.

Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2

2Cr + 6HCl + O2 → 2CrCl3 + 2H2 O + H2

La presenza di un film protettivo di ossido sulla superficie del metallo spiega la sua passività rispetto alle soluzioni concentrate di acidi - ossidanti.

Composti del cromo

Ossido di cromo (II). e l'idrossido di cromo (II) sono di natura basica.

Cr(OH)2 + 2HCl → CrCl2 + 2H2O

I composti del cromo (II) sono forti agenti riducenti; trasformarsi in composti di cromo (III) sotto l'influenza dell'ossigeno atmosferico.

2CrCl2 + 2HCl → 2CrCl3 + H2

4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3

Ossido di cromo (III) Cr 2 O 3 è una polvere verde, insolubile in acqua. Può essere ottenuto mediante calcinazione dell'idrossido di cromo (III) o dei dicromati di potassio e ammonio:

2Cr(OH)3 – t° → Cr2O3 + 3H2O

4K 2 Cr 2 O 7 – t° → 2Cr 2 O 3 + 4K 2 CrO 4 + 3O 2

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 – t° → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (reazione del vulcano)

Ossido anfotero. Quando Cr 2 O 3 viene fuso con alcali, soda e sali acidi, si ottengono composti di cromo con uno stato di ossidazione (+3):

Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O

Cr2O3 + Na2CO3 → 2NaCrO2 + CO2

Quando fusi con una miscela di alcali e agente ossidante, si ottengono composti di cromo nello stato di ossidazione (+6):

Cr2O3 + 4KOH + KClO3 → 2K2 CrO4 + KCl + 2H2O

Idrossido di cromo (III) C R (OH) 3 . Idrossido anfotero. Grigio-verde, si decompone se riscaldato, perdendo acqua e formando verde metaidrossido CrO(OH). Non si dissolve in acqua. Precipita dalla soluzione come idrato grigio-blu e verde-bluastro. Reagisce con acidi e alcali, non interagisce con l'ammoniaca idrato.

Ha proprietà anfotere: si dissolve sia negli acidi che negli alcali:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O Cr(OH) 3 + ZN + = Cr 3+ + 3H 2 O

Cr(OH) 3 + KOH → K, Cr(OH) 3 + ZON - (conc.) = [Cr(OH) 6 ] 3-

Cr(OH) 3 + KOH → KCrO 2 + 2H 2 O Cr(OH) 3 + MOH = MSrO 2 (verde) + 2H 2 O (300-400 °C, M = Li, Na)

Cr(OH)3 →(120 o C – H 2 O) CrO(OH) →(430-1000 0 C –H 2 O) Cr2O3

2Cr(OH) 3 + 4NaOH (conc.) + ZN 2 O 2 (conc.) = 2Na 2 CrO 4 + 8H 2 0

Ricevuta: precipitazione con ammoniaca idrata da una soluzione di sali di cromo (III):

Cr3+ + 3(NH3H2O) = CONR(OH) 3 ↓+ ЗNН 4+

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH → 2Cr(OH) 3 ↓+ 3Na 2 SO 4 (in eccesso di alcali - il precipitato si dissolve)

I sali di cromo (III) hanno un colore viola o verde scuro. Le loro proprietà chimiche ricordano i sali di alluminio incolori.

I composti di Cr(III) possono presentare proprietà sia ossidanti che riducenti:

Zn + 2Cr +3 Cl 3 → 2Cr +2 Cl 2 + ZnCl 2

2Cr +3 Cl 3 + 16NaOH + 3Br 2 → 6NaBr + 6NaCl + 8H 2 O + 2Na 2 Cr +6 O 4

Composti del cromo esavalente

Ossido di cromo (VI). CrO 3 - cristalli rosso brillante, solubili in acqua.

Ottenuto da cromato di potassio (o dicromato) e H 2 SO 4 (conc.).

K2CrO4 + H2SO4 → CrO3 + K2SO4 + H2O

K2Cr2O7 + H2SO4 → 2CrO3 + K2SO4 + H2O

CrO 3 è un ossido acido, con gli alcali forma cromati gialli CrO 4 2-:

CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O

In un ambiente acido, i cromati si trasformano in dicromati arancioni Cr 2 O 7 2-:

2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

In un ambiente alcalino, questa reazione procede nella direzione opposta:

K2Cr2O7 + 2KOH → 2K2CrO4 + H2O

Il bicromato di potassio è un agente ossidante in un ambiente acido:

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3NaNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3NaNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

Cromato di potassio K2 Cr O4 . Oxosol. Giallo, non igroscopico. Si scioglie senza decomposizione, termicamente stabile. Molto solubile in acqua ( giallo il colore della soluzione corrisponde allo ione CrO 4 2-), idrolizza leggermente l'anione. In un ambiente acido si trasforma in K 2 Cr 2 O 7 . Agente ossidante (più debole di K 2 Cr 2 O 7). Partecipa alle reazioni di scambio ionico.

Reazione qualitativa sullo ione CrO 4 2- - la precipitazione di un precipitato giallo di cromato di bario, che si decompone in un ambiente fortemente acido. Viene utilizzato come mordente per la tintura dei tessuti, agente conciante per le pelli, ossidante selettivo, reagente in chimica analitica.

Equazioni delle reazioni più importanti:

2K2CrO4 +H2SO4(30%)= K2Cr2O7 +K2SO4 +H2O

2K 2 CrO 4 (t) +16HCl (concentrazione, orizzonte) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +8H 2 O+4KCl

2K 2 CrO 4 +2H 2 O+3H 2 S=2Cr(OH) 3 ↓+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +8H 2 O+3K 2 S=2K[Cr(OH) 6 ]+3S↓+4KOH

2K 2 CrO 4 +2AgNO 3 =KNO 3 +Ag 2 CrO 4(rosso) ↓

Reazione qualitativa:

K2CrO4 + BaCl2 = 2KCl + BaCrO4 ↓

2BaCrO 4 (t) + 2HCl (dil.) = BaCr 2 O 7 (p) + BaC1 2 + H 2 O

Ricevuta: sinterizzazione della cromite con potassa in aria:

4(Cr 2 Fe ‖‖)O 4 + 8K 2 CO 3 + 7O 2 = 8K 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8СO 2 (1000 °C)

Bicromato di potassio K 2 Cr 2 O 7 . Oxosol. Nome tecnico punta cromata. Rosso arancio, non igroscopico. Si scioglie senza decomposizione e si decompone con ulteriore riscaldamento. Molto solubile in acqua ( arancia Il colore della soluzione corrisponde allo ione Cr 2 O 7 2-. In ambiente alcalino forma K 2 CrO 4 . Un tipico agente ossidante in soluzione e durante la fusione. Partecipa alle reazioni di scambio ionico.

Reazioni qualitative - colore blu di una soluzione eterea in presenza di H 2 O 2, colore blu di una soluzione acquosa sotto l'azione dell'idrogeno atomico.

È usato come agente conciante per la pelle, mordente per tingere i tessuti, componente di composizioni pirotecniche, reagente in chimica analitica, inibitore della corrosione dei metalli, in una miscela con H 2 SO 4 (conc.) - per lavare stoviglie chimiche.

Equazioni delle reazioni più importanti:

4K 2 Cr 2 O 7 =4K 2 CrO 4 +2Cr 2 O 3 +3O 2 (500-600 o C)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +14HCl (conc) = 2CrCl 3 +3Cl 2 +7H 2 O+2KCl (ebollizione)

K 2 Cr 2 O 7 (t) +2H 2 SO 4(96%) ⇌2KHSO 4 +2CrO 3 +H 2 O (“miscela di cromo”)

K2Cr2O7 +KOH (conc) =H2O+2K2CrO4

Cr 2 O 7 2- +14H + +6I - =2Cr 3+ +3I 2 ↓+7H 2 O

Cr 2 O 7 2- +2H + +3SO 2 (g) = 2Cr 3+ +3SO 4 2- +H 2 O

Cr 2 O 7 2- +H 2 O +3H 2 S (g) =3S↓+2OH - +2Cr 2 (OH) 3 ↓

Cr 2 O 7 2- (conc.) +2Ag + (dil.) =Ag 2 Cr 2 O 7 (rosso) ↓

Cr 2 O 7 2- (dil.) +H 2 O +Pb 2+ =2H + + 2PbCrO 4 (rosso) ↓

K2Cr2O7(t)+6HCl+8H0 (Zn)=2CrCl2(sin)+7H2O+2KCl

Ricevuta: trattamento di K 2 CrO 4 con acido solforico:

2K2CrO4 + H2SO4 (30%) = K2Cr 2 O 7 + K2SO4 + H2O



Bersaglio: approfondire la conoscenza degli studenti sull'argomento della lezione.

Compiti:

• caratterizzare il cromo come sostanza semplice;
• introdurre gli studenti ai composti del cromo con diversi stati di ossidazione;
• mostrare la dipendenza delle proprietà dei composti dal grado di ossidazione;
• mostrare le proprietà redox dei composti del cromo;
• continuare a sviluppare le capacità degli studenti nella scrittura di equazioni di reazioni chimiche in forma molecolare e ionica e nella creazione di una bilancia elettronica;
• continuare a sviluppare le capacità per osservare un esperimento chimico.

Modulo della lezione: lezione con elementi lavoro indipendente studenti e osservando un esperimento chimico.

Avanzamento della lezione

I. Ripetizione del materiale della lezione precedente.

1. Rispondi alle domande e completa le attività:

Quali elementi appartengono al sottogruppo del cromo?

Scrivere formule elettroniche degli atomi

Che tipo di elementi sono?

Quali stati di ossidazione presentano i composti?

Come cambiano il raggio atomico e l'energia di ionizzazione dal cromo al tungsteno?

Puoi chiedere agli studenti di completare la tabella utilizzando i valori tabulati dei raggi atomici, delle energie di ionizzazione e di trarre conclusioni.

Tabella di esempio:

2. Ascolta la relazione di uno studente sull'argomento "Elementi del sottogruppo del cromo in natura, preparazione e applicazione".

II. Conferenza.

Schema della lezione:

1. Cromo.
2. Composti del cromo. (2)
• Ossido di cromo; (2)
• Idrossido di cromo. (2)
1. Composti del cromo. (3)
• Ossido di cromo; (3)
• Idrossido di cromo. (3)
1. Composti del cromo (6)
• Ossido di cromo; (6)
• Acidi cromici e dicromici.
1. Dipendenza delle proprietà dei composti del cromo dal grado di ossidazione.
2. Proprietà redox dei composti del cromo.

1. Cromato.

Il cromo è un metallo bianco, lucido con una sfumatura bluastra, molto duro (densità 7,2 g/cm3), punto di fusione 1890˚C.

Proprietà chimiche: Il cromo è un metallo inattivo in condizioni normali. Ciò è spiegato dal fatto che la sua superficie è ricoperta da una pellicola di ossido (Cr 2 O 3). Quando riscaldato, il film di ossido viene distrutto e il cromo reagisce con sostanze semplici ad alte temperature:

• 4Сr +3О 2 = 2Сr 2 О 3
• 2Сr + 3S = Сr 2 S 3
• 2Сr + 3Cl 2 = 2СrСl 3

Esercizio: elaborare equazioni per le reazioni del cromo con azoto, fosforo, carbonio e silicio; Componi una bilancia elettronica per una delle equazioni, indica l'agente ossidante e l'agente riducente.

Interazione del cromo con sostanze complesse:

A temperature molto elevate, il cromo reagisce con l'acqua:

• 2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2

Esercizio:

Il cromo reagisce con gli acidi solforico e cloridrico diluiti:

• Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2
• Cr + 2HCl = CrCl2 + H2

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

Acido cloridrico solforico concentrato e acido nitrico cromo passivante.

2. Composti del cromo. (2)

1. Ossido di cromo (2)- CrO è una sostanza solida, di colore rosso vivo, un tipico ossido basico (corrisponde all'idrossido di cromo (2) - Cr(OH) 2), non si dissolve in acqua, ma si dissolve negli acidi:

• CrO + 2HCl = CrCl2 + H2O

Esercizio: elaborare un'equazione di reazione in forma molecolare e ionica per l'interazione dell'ossido di cromo (2) con l'acido solforico.

L'ossido di cromo (2) si ossida facilmente all'aria:

• 4CrO+O2 = 2Cr2O3

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'ossido di cromo (2) si forma dall'ossidazione dell'amalgama di cromo con l'ossigeno atmosferico:

2Сr (amalgama) + O 2 = 2СrО

2. Idrossido di cromo (2)- Il Cr(OH) 2 è una sostanza gialla, poco solubile in acqua, con carattere basico pronunciato, quindi interagisce con gli acidi:

• Cr(OH)2 + H2SO4 = CrSO4 + 2H2O

Esercizio: elaborare equazioni di reazione in forma molecolare e ionica per l'interazione dell'ossido di cromo (2) con l'acido cloridrico.

Come l'ossido di cromo (2), l'idrossido di cromo (2) viene ossidato:

• 4 Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4 Cr(OH) 3

Esercizio: redigere un bilancio elettronico, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente.

L'idrossido di cromo (2) può essere ottenuto mediante l'azione degli alcali sui sali di cromo (2):

• CrCl2 + 2KOH = Cr(OH)2 ↓ + 2KCl

Esercizio: scrivere equazioni ioniche.

3. Composti del cromo. (3)

1. Ossido di cromo (3)- Cr 2 O 3 – polvere verde scuro, insolubile in acqua, refrattaria, di durezza simile al corindone (corrisponde idrossido di cromo (3) – Cr(OH) 3). L'ossido di cromo (3) è di natura anfotera, ma è scarsamente solubile negli acidi e negli alcali. Durante la fusione si verificano reazioni con gli alcali:

• Cr2O3 + 2KOH = 2KSrO2 (cromite K)+H2O

Esercizio: elaborare un'equazione di reazione in forma molecolare e ionica per l'interazione dell'ossido di cromo (3) con l'idrossido di litio.

È difficile interagire con soluzioni concentrate di acidi e alcali:

• Cr2O3 + 6 KOH + 3H2O = 2K3 [Cr(OH)6]
• Cr2O3 + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2O

Esercizio: elaborare equazioni di reazione in forma molecolare e ionica per l'interazione dell'ossido di cromo (3) con acido solforico concentrato e una soluzione concentrata di idrossido di sodio.

L'ossido di cromo (3) può essere ottenuto dalla decomposizione del dicromato di ammonio:

• (NН 4)2Сr 2 О 7 = N 2 + Сr 2 О 3 +4Н 2 О

2. Idrossido di cromo (3) Il Cr(OH) 3 si ottiene dall'azione degli alcali su soluzioni di sali di cromo (3):

• CrCl3 + 3KOH = Cr(OH)3 ↓ + 3KCl

Esercizio: scrivere equazioni ioniche

L'idrossido di cromo (3) è un precipitato grigio-verde, al ricevimento del quale l'alcali deve essere assunto in carenza. L'idrossido di cromo (3) così ottenuto, a differenza del corrispondente ossido, interagisce facilmente con acidi e alcali, cioè presenta proprietà anfotere:

• Cr(OH)3 + 3HNO3 = Cr(NO3)3 + 3H2O
• Cr(OH)3 + 3KOH = K3 [Cr(OH)6] (esaidrossicromite K)

Esercizio: elaborare equazioni di reazione in forma molecolare e ionica per l'interazione dell'idrossido di cromo (3) con acido cloridrico e idrossido di sodio.

Quando il Cr(OH) 3 viene fuso con gli alcali si ottengono metacromiti e ortocromiti:

• Cr(OH)3 + KOH = KCrO2 (metacromite K)+2H2O
• Cr(OH)3 + KOH = K3CrO3 (ortocromite K)+ 3H2O

4. Composti del cromo. (6)

1. Ossido di cromo (6)- CrO 3 – sostanza cristallina rosso scuro, altamente solubile in acqua – un tipico ossido acido. Questo ossido corrisponde a due acidi:

• CrO3 + H2O = H2CrO4 (acido cromico – formato quando c’è acqua in eccesso)
• CrO3 + H2O =H2Cr2O7 (acido dicromico - formato ad alta concentrazione di ossido di cromo (3)).

L'ossido di cromo (6) è un agente ossidante molto forte, pertanto interagisce energeticamente con le sostanze organiche:

• C2H5OH + 4CrO3 = 2CO2 + 2Cr2O3 + 3H2O

Ossida anche iodio, zolfo, fosforo, carbone:

• 3S + 4CrO3 = 3SO2 + 2Cr2O3

Esercizio: scrivere equazioni reazioni chimiche ossido di cromo (6) con iodio, fosforo, carbone; creare un equilibrio elettronico per una delle equazioni, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente

Se riscaldato a 250 0 C, l'ossido di cromo (6) si decompone:

• 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

L'ossido di cromo (6) può essere ottenuto mediante l'azione dell'acido solforico concentrato su cromati e dicromati solidi:

• K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + 2CrO3 + H2O

2. Acidi cromici e dicromici.

Gli acidi cromico e dicromico esistono solo in soluzioni acquose e formano rispettivamente sali stabili, cromati e dicromati. I cromati e le loro soluzioni sono di colore giallo, i dicromati sono di colore arancione.

Gli ioni cromato - CrO 4 2- e dicromato - gli ioni Cr 2O 7 2- si trasformano facilmente l'uno nell'altro quando cambia l'ambiente della soluzione

In una soluzione acida, i cromati si trasformano in dicromati:

• 2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

In un ambiente alcalino, i dicromati si trasformano in cromati:

• K2Cr2O7 + 2 KOH = 2K2CrO4 + H2O

Una volta diluito, l'acido dicromico si trasforma in acido cromico:

• H2Cr2O7 + H2O = 2H2CrO4

5. Dipendenza delle proprietà dei composti del cromo dal grado di ossidazione.

Stato di ossidazione	+2	+3	+6
Ossido	CrO	Cr2O3	СrО 3
Carattere dell'ossido	di base	anfotero	acido
Idrossido	Cr(OH)2	Cr(OH)3 – H3CrO3	H2CrO4
Natura dell'idrossido	di base	anfotero	acido
→ indebolimento delle proprietà basiche e rafforzamento delle proprietà acide→

6. Proprietà redox dei composti del cromo.

Reazioni in ambiente acido.

In un ambiente acido, i composti Cr +6 si trasformano in composti Cr +3 sotto l'azione di agenti riducenti: H 2 S, SO 2, FeSO 4

• K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 = 3S + Cr2 (SO4) 3 + K2SO4 + 7H2O
• S -2 – 2e → S 0
• 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Esercizio:

1. Uguagliare l'equazione di reazione utilizzando il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• Na 2 CrO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

2. Aggiungere i prodotti della reazione, equalizzare l'equazione utilizzando il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 =? +? +H2O

Reazioni in ambiente alcalino.

In un ambiente alcalino, i composti di cromo Cr +3 si trasformano in composti Cr +6 sotto l'azione di agenti ossidanti: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

• 2KCrO2 +3Br2 +8NaOH =2Na2CrO4 + 2KBr +4NaBr + 4H2O
• Cr +3 - 3e → Cr +6
• Br2 0 +2e → 2Br -

Esercizio:

Uguagliare l'equazione di reazione utilizzando il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• NaCrO2 + J2 + NaOH = Na2CrO4 + NaJ + H2O

Aggiungere i prodotti della reazione, pareggiare l'equazione utilizzando il metodo della bilancia elettronica, indicare l'agente ossidante e l'agente riducente:

• Cr(OH)3 + Ag2O + NaOH = Ag+ ? +?

Pertanto, le proprietà ossidanti aumentano costantemente con un cambiamento negli stati di ossidazione nella serie: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. I composti del cromo (2) sono forti agenti riducenti e si ossidano facilmente, trasformandosi in composti del cromo (3). I composti del cromo (6) sono forti agenti ossidanti e si riducono facilmente a composti del cromo (3). I composti del cromo (3) quando interagiscono con forti agenti riducenti mostrano proprietà ossidanti, trasformandosi in composti di cromo (2), e quando interagiscono con forti agenti ossidanti mostrano proprietà riducenti, trasformandosi in composti di cromo (6)

Alla metodologia delle lezioni:

1. Per migliorare l’attività cognitiva degli studenti e mantenere vivo l’interesse, è consigliabile condurre un esperimento dimostrativo durante la lezione. A seconda delle capacità laboratorio didattico Puoi dimostrare agli studenti i seguenti esperimenti:
• ottenere l'ossido di cromo (2) e l'idrossido di cromo (2), prova delle loro proprietà fondamentali;
• ottenere l'ossido di cromo (3) e l'idrossido di cromo (3), dimostrando le loro proprietà anfotere;
• ottenere l'ossido di cromo (6) e scioglierlo in acqua (preparazione degli acidi cromico e dicromico);
• transizione da cromati a dicromati, da dicromati a cromati.
1. I compiti di lavoro autonomo possono essere differenziati tenendo conto delle reali capacità di apprendimento degli studenti.
2. Puoi completare la lezione completando le seguenti attività: scrivere equazioni di reazioni chimiche che possono essere utilizzate per effettuare le seguenti trasformazioni:

.III. Compiti a casa: migliorare la lezione (aggiungere le equazioni delle reazioni chimiche)

1. Vasilyeva Z.G. Attività di laboratorio in chimica generale ed inorganica. -M.: “Chimica”, 1979 – 450 p.
2. Egorov A.S. Tutor di chimica. – Rostov sul Don: “Phoenix”, 2006.-765 p.
3. Kudryavtsev A.A. Compilazione equazioni chimiche. - M., “Scuola superiore”, 1979. - 295 p.
4. Petrov M.M. Chimica inorganica. – Leningrado: “Chimica”, 1989. – 543 p.
5. Ushkalova V.N. Chimica: compiti e risposte del concorso. - M.: “Illuminismo”, 2000. – 223 p.