Хром и его соединения

Хром – блестящий металл серо-белого цвета, пластичен, обладает высокой прочностью и достаточно химически активен. При высоких температурах хром горит в кислороде с образованием С₂О₃, реагирует с парами воды: 2Cr + 3H₂O Cr₂O₃ + 3H₂

и с галогенами, образуя галогениды состава СrНа1₃. Нерастворим в щелочах, но окисляется при нагревании со смесью нитрата и гидроксида калия: Cr + 2KOH + KNO₃ = K₂CrO₄ + KNO₂ + H₂O

Хром (так же, как алюминий и железо) пассивируется холодными концентрированными H₂SO₄ и НNО₃. Однако при сильном нагревании эти кислоты растворяют хром:

2Cr + H₂SO_4(конц) = Cr₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Cr + 6HNO_3(конц) = Cr(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

При обычной температуре хром растворяется в разбавленных кислотах (НС1, H₂S0₄) с выделением водорода, образуя соли Cr²⁺. Обрабатывая их растворы щелочами, получают желтый осадок гидроксида хрома (II): CrCl₂ + 2NaOH = Cr(OH)₂ + 2NaCl

Это соединение проявляет только основные свойства и является очень сильным восстановителем, например, даже под действием кислорода воздуха оно быстро окисляется:

4Cr(OH)₂ + 2H₂O + O₂ = 4Cr(OH)₃

При прокаливании Сr(ОН)₂ в отсутствие кислорода образует­ся оксид хрома (II) СrО.

Соли Сr³⁺ сходны с аналогичными солями алюминия. При действии щелочей на соли Сr³⁺ выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома (III) зеленого цвета:

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

обладающий амфотерными свойствами. Он растворяется как в кислотах с образованием солей хрома (III): 2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 6H₂O

так и в щелочах с образованием тетрагидроксихромитов, т. е. солей, в которых Сr³⁺ входит в состав аниона: Сr(ОН)₃ + КОН = К[Сr(ОН)₄]

В результате прокаливания Сr(ОН)₃ получают оксид хрома (III) Сr₂О₃ – зеленые кристаллы, нерастворимые в воде. Этот оксид получают также прокаливанием дихроматов калия и аммония

При сплавлении Сr₂О₃ со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения , растворимые в воде: Cr₂O₃ + 2NaOH = 2NaCrO₂ + H₂O

Cr₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaCrO₂ + CO₂

Cr₂O₃ + 6KHSO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3K₂SO₄ +3H₂O

Наиболее важными соединениями хрома в высшей степени окисления + 6 являются оксид хрома (VI) СrО₃, хромат (VI) калия К₂СrO₄ и дихромат (VI) калия К₂Сr₂О₇

Оксид хрома (VI) – ангидрид хромовой H₂CrO₄ и дихромовой Н₂Сr₂O₇ кислот – представляет собой ярко-красные кристаллы, растворимые в воде. Он также реагирует со щелочами, образуя желтые хроматы : CrO₃ + 2KOH = K₂CrO₄ + H₂O

В кислой среде ион превращается в ион . В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

Дихроматы (как и хроматы) проявляют ярко выраженные окислительные свойства, восстанавливаясь при этом в соли хрома (+3):

6KI + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ = 3I₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

3(NH₄)₂S + 8K₂CrO₄ + 8H₂O = 8K[Cr(OH)₄] + 3N₂ + 3S + 8KOH

Таким образом, в ряду соединений Сr²⁺ – Сr³⁺ – усиливается окислительная способность, еще одна закономерность в этом же ряду гидроксидов – ослабление основных и усиление кислотных свойств гидроксидов. Такая закономерность характерна для гидроксидов всех переходных металлов.

Чистый хром получают алюмотермическим методом. Хромом (и никелем) легируют железо, чтобы получить нержавеющую сталь.