Соли хрома

Соли хрома (II)

Все соли хрома (II) – сильные восстановители. В растворах окисляются даже кислородом воздуха.

Например, хлорид хрома (II) окисляется кислородом в растворе в присутствии щелочи до соединений хрома (III):

4CrCl2  +  O2  +  20KOH  +  2H2O  →   4K3[Cr(OH)6]  +  8KCl 

Концентрированные кислоты-окислители (азотная и серная) также окисляют соединения хрома (II):

CrCl+ 4HNO3(конц) → Cr(NO3)3  + NO2↑ + 2HCl↑ + H2O   

2CrCl2 + 4H2SO4(конц) → Cr2(SO4)3 + SO2↑ + 4HCl↑ +2H2O

Соли хрома (III)

Хром с валентностью III образует два типа солей:

  • Соли, в которых хром (III) является катионом. Например, хлорид хрома (III) CrCl3.
  • Соли, в которых хром (III) входит в состав кислотного остатка – хромиты и гидроксокомплексы хрома (III). Например, хромит калия, KCrO2. или гексагидроксохромат (III) калия K3[Cr(OH)6].

1. Соли хрома (III) проявляют слабые восстановительные свойства. окисляются под действием сильных окислителей в щелочной среде.

Например, бром в присутствии гидроксида калия окисляет хлорид хрома (III):

2CrCl3  +  3Br2   +  16KOH   →  2K2CrO4  +   6KBr   +  6KCl  +  8H2O

или сульфат хрома (III):

Cr2(SO4)3  +  3Br2   +  16NaOH  →  2Na2CrO4  +  6NaBr  +  3Na2SO4   +  8H2O

Пероксид водорода в присутствии щелочи также окисляет соли хрома (III):

2CrCl3  +  3H2O2   +   10NaOH   →  2Na2CrO4  +   6NaCl    +  8H2O

Cr2(SO4)3  +  3H2O2  +  10NaOH   →  2Na2CrO4  +  3Na2SO4  +  8H2O

Даже перманганат калия в щелочной среде окисляет соли хрома (III):

Cr2(SO4)3  +  6KMnO4   +  16KOH    →  2K2CrO4   +  6K2MnO4   +   3K2SO4  +  8H2O

Комплексные соли хрома (III) также окисляются сильными окислителями в присутствии щелочей.

Например, гексагидроксохроматы окисляются бромом в щелочи:

2Na3[Cr(OH)6]  +  3Br2  +  4NaOH  →  2Na2CrO4   +  6NaBr  +  8H2O

2K3[Cr(OH)6]  +  3Br2   +  4KOH   →  2K2CrO4  +  6KBr  +  8H2O

Оксид свинца (IV) также окисляет хромиты:

2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH  →  2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O

2. Соли хрома (III) в щелочной среде образуют гидроксид хрома (III), который сразу растворяется, образуя гидроксокомплекс.

2CrCl3  +  6KOH  →   2Cr(OH)3  +   6KCl

Cr(OH)3  +  3KOH  →   K3[Cr(OH)6]

3. Более активные металлы вытесняют  хром (III) из солей.

Например, цинк реагирует с хлоридом хрома (III):

2CrCl3  +  Zn  →  2CrCl2  +  ZnCl2

Гидролиз солей хрома (III)

Растворимые соли хрома (III) и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Cr3+ + H2O = CrOH2+ + H+

II ступень: CrOH2+ + H2O = Cr(OH)2+ + H+

III ступень: Cr(OH)2+ + H2O = Cr(OH)+ H+

Однако  сульфиды, сульфиты, карбонаты хрома (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой в момент образования.

Например, при сливании растворов солей хрома (III) и сульфита, гидросульфита, карбоната или сульфида натрия протекает взаимный гидролиз:

Cr2(SO4)3  +  6NaHSO3   →   2Cr(OH)3  +  6SO2  +  3Na2SO4

2CrBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O   →   2Cr(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

2Cr(NO3)3  +  3Na2CO3  +  3H2O  →   2Cr(OH)3↓  +  6NaNO3  +  3CO2

2CrCl3  +  3Na2CO3  +  3H2O  →  2Cr(OH)3↓  +  6NaCl  +  3CO2

Cr2(SO4)3  +  3K2CO3  +  3H2O  →   2Cr(OH)3↓  +  3CO2↑  +  3K2SO4

2CrCl3  +  3Na2S  +  6H2O →  2Cr(OH)3  +  3H2S↑  +  6NaCl

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Хромиты

Соли, в которых хром (III) входит в состав кислотного остатка (хромиты) — образуются из оксида хрома (III) при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Cr2O3 + Na2O → 2NaCrO2

Для понимания свойств хромитов их удобно мысленно разделить на два отдельных вещества.

Например, хромит натрия мы поделим мысленно на два вещества: оксид хрома (III) и оксид натрия.

NaСrO2 разделяем на Na2O и Cr2O3

При этом очевидно, что хромиты реагируют с кислотами. При недостатке кислоты образуется гидроксид хрома (III):

NaCrO2   +   HCl (недостаток)    +   H2O  →   Cr(OH)3   +   NaCl

В избытке кислоты гидроксид хрома (III) не образуется:

NaCrO2   +   4HCl (избыток)  →   CrCl3   +   NaCl   + 2H2O

NaCrO2  +  4HCl   →   CrCl3  +  NaCl  +  2H2O

NaCrO2  +  4HNO3    →   Cr(NO3)3  +  NaNO3  +  2H2O

2NaCrO2  +  4H2SO4    →   Cr2(SO4)3   +  Na2SO4  +  4H2O

Под действием избытка воды хромиты гидролизуются:

NaCrO2   +   2H2O  →  Cr(OH)3↓ +   NaОН

Соли хрома (VI)

Оксиду хрома (VI) соответствуют две кислоты – хромовая Н2CrO и дихромовая  Н2Cr2O7. Поэтому хром в степени окисления +6 образует два типа солей: хроматы и дихроматы.

Например, хромат калия K2CrO4 и дихромат калия K2Cr2O7.

1. Различить эти соли довольно легко: хроматы желтые, а дихроматы оранжевые. Хроматы устойчивы в щелочной среде, а дихроматы устойчивы в кислой среде.

При добавлении к хроматам кислот они переходят в дихроматы.

Например, хромат калия взаимодействует с серной кислотой и разбавленной соляной кислотой с образованием дихромата калия:

2K2CrO4 + H2SO4(разб.)  →   K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O

2K2CrO4 + 2HCl(разб.)  →  K2Cr2O7 + 2KCl + H2O

И наоборот: дихроматы реагируют с щелочами с образованием хроматов.

Например, дихромат калия взаимодействует с гидроксидом калия с образованием хромата калия:

K2Cr2O +  2KOH  →  2K2CrO4 + H2O

Видеоопыт взаимных переходов хроматов и дихроматов при добавлении кислоты или щелочи можно посмотреть здесь.

2. Хроматы и дихроматы проявляют сильные окислительные свойства. При взаимодействии с восстановителями они восстанавливаются до соединений хрома (III).

В нейтральной среде хроматы и дихроматы восстанавливаются до гидроксида хрома (III).

Например, дихромат калия реагирует с сульфитом натрия в нейтральной среде:

K2Cr2O7  +  3Na2SO3  +  4H2O  →  2Cr(OH)3    +  3Na2SO4   +   2KOH

Хромат калия окисляет сульфид аммония:

2K2CrO4    +   3(NH4)2S    +   2H2O    →   2Cr(OH)3↓  +   3S↓   +    6NH3↑   +   4KOH

При взаимодействии с восстановителями в щелочной среде хроматы и дихроматы образуют комплексные соли.

Например, хромат калия окисляет гидросульфид аммония в щелочной среде:

2K2CrO4  +  3NH4HS  +  2H2O  +  2KOH   →  3S  +  2K3[Cr(OH)6]  +  3NH3 

Хромат натрия окисляет сернистый газ:

2Na2CrO4   +  3SO2  +  2H2O  +  8NaOH  →  2Na3[Cr(OH)6]  +  3Na2SO4

Хромат натрия окисляет сульфид натрия:

2Na2CrO4   +  3Na2S   +  8H2O  →  3S  +  2Na3[Cr(OH)6]  +  4NaOH

При взаимодействии с восстановителями в кислой среде хроматы и дихроматы образуют соли хрома (III).

Например, дихромат калия окисляет сероводород в присутствии серной кислоты:

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

Дихромат калия окисляет йодид калия, фосфид кальция, соединения железа (II), сернистый газ,  концентрированную соляную кислоту:

K2Cr2O7  +  7H2SO4   +  6KI  →   Cr2(SO4)3    +   3I +  4K2SO4  +   7H2O

8K2Cr2O7  +  3Ca3P2   +  64HCl  →  3Ca3(PO4)2  +  16CrCl3  + 16KCl   +   32H2O

K2Cr2O7  +  7H2SO4  +  6FeSO4  →  Cr2(SO4)3  +  3Fe2(SO4)3   +  K2SO4  +  7H2O

K2Cr2O7  +  4H2SO4  +  3KNO2  →  Cr2(SO4)3   +  3KNO3   +  K2SO4   +  4H2O

K2Cr2O7  +   3SO2  +  8HCl   →  2KCl  +   2CrCl3    +   3H2SO4  +   H2O

K2Cr2O7   +  14HCl  →  3Cl2  +  2CrCl3     +   7H2O   +  2KCl