Ciri-ciri kepentingan biologi kromium dalam kimia. Kursus elektif "Kromium dan Sebatiannya". Sintesis delima tiruan

"Universiti Politeknik Tomsk Penyelidikan Kebangsaan"

Institut Sumber Asli Geoekologi dan Geokimia

Chromium

Mengikut disiplin:

Kimia

Selesai:

pelajar kumpulan 2G41 Tkacheva Anastasia Vladimirovna 29.10.2014

Disemak:

guru Stas Nikolay Fedorovich

Kedudukan dalam jadual berkala

Chromium- unsur subkumpulan sampingan kumpulan ke-6 tempoh ke-4 sistem berkala unsur kimia D. I. Mendeleev dengan nombor atom 24. Ditandakan dengan simbol Cr(lat. Chromium). Bahan mudah kromium- logam keras berwarna putih kebiruan. Chrome kadangkala dikelaskan sebagai logam ferus.

Struktur atom

17 Cl)2)8)7 - rajah struktur atom

1s2s2p3s3p - formula elektronik

Atom terletak dalam tempoh III, dan mempunyai tiga tahap tenaga

Atom terletak dalam kumpulan VII, dalam subkumpulan utama - pada tahap tenaga luar 7 elektron

Sifat unsur

Ciri-ciri fizikal

Chrome ialah logam berkilat putih dengan kekisi berpusat badan padu, a = 0.28845 nm, dicirikan oleh kekerasan dan kerapuhan, dengan ketumpatan 7.2 g/cm 3, salah satu logam tulen yang paling keras (kedua selepas berilium, tungsten dan uranium ), dengan takat lebur 1903 darjah. Dan dengan takat didih kira-kira 2570 darjah. C. Di udara, permukaan kromium ditutup dengan filem oksida, yang melindunginya daripada pengoksidaan selanjutnya. Menambah karbon pada kromium meningkatkan lagi kekerasannya.

Sifat kimia

Kromium ialah logam lengai dalam keadaan biasa, tetapi apabila dipanaskan ia menjadi agak aktif.

Interaksi dengan bukan logam

Apabila dipanaskan melebihi 600°C, kromium terbakar dalam oksigen:

4Cr + 3O 2 = 2Cr 2 O 3.

Bertindak balas dengan fluorin pada 350°C, dengan klorin pada 300°C, dengan bromin pada haba merah, membentuk kromium (III) halida:

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

Bertindak balas dengan nitrogen pada suhu melebihi 1000°C untuk membentuk nitrida:

2Cr + N 2 = 2CrN

atau 4Cr + N 2 = 2Cr 2 N.

2Cr + 3S = Cr 2 S 3.

Bertindak balas dengan boron, karbon dan silikon untuk membentuk borida, karbida dan silisid:

Cr + 2B = CrB 2 (kemungkinan pembentukan Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 4),

2Cr + 3C = Cr 2 C 3 (kemungkinan pembentukan Cr 23 C 6, Cr 7 B 3),

Cr + 2Si = CrSi 2 (kemungkinan pembentukan Cr 3 Si, Cr 5 Si 3, CrSi).

Tidak berinteraksi secara langsung dengan hidrogen.

Interaksi dengan air

Apabila dikisar halus dan panas, kromium bertindak balas dengan air untuk membentuk kromium(III) oksida dan hidrogen:

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

Interaksi dengan asid

Dalam siri voltan elektrokimia logam, kromium terletak sebelum hidrogen; ia menyesarkan hidrogen daripada larutan asid bukan pengoksida:

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2;

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2.

Dengan kehadiran oksigen atmosfera, garam kromium (III) terbentuk:

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O.

Asid nitrik dan sulfurik pekat memasifkan kromium. Kromium boleh larut di dalamnya hanya dengan pemanasan yang kuat; garam kromium (III) dan produk pengurangan asid terbentuk:

2Cr + 6H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

Cr + 6HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Interaksi dengan reagen alkali

Kromium tidak larut dalam larutan alkali berair; ia bertindak balas perlahan-lahan dengan cair alkali untuk membentuk kromit dan membebaskan hidrogen:

2Cr + 6KOH = 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

Bertindak balas dengan leburan alkali agen pengoksida, contohnya kalium klorat, dan kromium ditukar menjadi kalium kromat:

Cr + KClO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O.

Pemulihan logam daripada oksida dan garam

Kromium ialah logam aktif, mampu menyesarkan logam daripada larutan garamnya: 2Cr + 3CuCl 2 = 2CrCl 3 + 3Cu.

Sifat bahan ringkas

Stabil di udara kerana pasif. Atas sebab yang sama, ia tidak bertindak balas dengan asid sulfurik dan nitrik. Pada 2000 °C ia terbakar untuk membentuk kromium(III) oksida hijau Cr 2 O 3, yang mempunyai sifat amfoterik.

Sebatian kromium dengan boron (borida Cr 2 B, CrB, Cr 3 B 4, CrB 2, CrB 4 dan Cr 5 B 3), dengan karbon (karbida Cr 23 C 6, Cr 7 C 3 dan Cr 3 C 2), telah disintesis dengan silikon (silisida Cr 3 Si, Cr 5 Si 3 dan CrSi) dan nitrogen (nitrida CrN dan Cr 2 N).

sebatian Cr(+2).

Keadaan pengoksidaan +2 sepadan dengan oksida asas CrO (hitam). Garam Cr 2+ (larutan biru) diperoleh dengan mengurangkan garam Cr 3+ atau dikromat dengan zink dalam medium berasid (“hidrogen pada masa pembebasan”):

Semua garam Cr 2+ ini adalah agen penurun yang kuat, sehingga apabila berdiri, ia menyesarkan hidrogen daripada air. Oksigen dalam udara, terutamanya dalam persekitaran berasid, mengoksidakan Cr 2+, akibatnya larutan biru cepat bertukar hijau.

Hidroksida coklat atau kuning Cr(OH) 2 memendakan apabila alkali ditambah kepada larutan garam kromium(II).

Kromium dihalid CrF 2, CrCl 2, CrBr 2 dan CrI 2 telah disintesis

sebatian Cr(+3).

Keadaan pengoksidaan +3 sepadan dengan oksida amfoterik Cr 2 O 3 dan hidroksida Cr (OH) 3 (kedua-duanya hijau). Ini adalah keadaan pengoksidaan kromium yang paling stabil. Sebatian kromium dalam keadaan pengoksidaan ini berjulat dalam warna daripada ungu kotor (3+ ion) kepada hijau (anion terdapat dalam sfera koordinasi).

Cr 3+ terdedah kepada pembentukan sulfat berganda dalam bentuk M I Cr(SO 4) 2 12H 2 O (alum)

Kromium (III) hidroksida diperoleh dengan bertindak balas ammonia dengan larutan garam kromium (III):

Cr+3NH+3H2O→Cr(OH)↓+3NH

Anda boleh menggunakan larutan alkali, tetapi lebihan daripadanya kompleks hidrokso larut terbentuk:

Cr+3OH→Cr(OH)↓

Cr(OH)+3OH→

Dengan menggabungkan Cr 2 O 3 dengan alkali, kromit diperoleh:

Cr2O3+2NaOH→2NaCrO2+H2O

Kromium(III) oksida tidak terkalsin larut dalam larutan dan asid beralkali:

Cr2O3+6HCl→2CrCl3+3H2O

Apabila sebatian kromium(III) dioksidakan dalam medium alkali, sebatian kromium(VI) terbentuk:

2Na+3HO→2NaCrO+2NaOH+8HO

Perkara yang sama berlaku apabila kromium (III) oksida bercantum dengan agen alkali dan pengoksida, atau dengan alkali dalam udara (cairan memperoleh warna kuning):

2Cr2O3+8NaOH+3O2→4Na2CrO4+4H2O

Sebatian kromium (+4)[

Dengan penguraian berhati-hati kromium(VI) oksida CrO 3 di bawah keadaan hidroterma, kromium(IV) oksida CrO 2 diperolehi, iaitu feromagnetik dan mempunyai kekonduksian logam.

Antara kromium tetrahalida, CrF 4 adalah stabil, kromium tetraklorida CrCl 4 hanya wujud dalam wap.

Sebatian kromium (+6)

Keadaan pengoksidaan +6 sepadan dengan kromium (VI) oksida berasid CrO 3 dan beberapa asid, di antaranya terdapat keseimbangan. Yang paling ringkas ialah kromium H 2 CrO 4 dan dikromium H 2 Cr 2 O 7 . Mereka membentuk dua siri garam: kromat kuning dan dikromat oren, masing-masing.

Kromium (VI) oksida CrO 3 terbentuk melalui interaksi asid sulfurik pekat dengan larutan dikromat. Oksida berasid biasa, apabila berinteraksi dengan air ia membentuk asid kromik tidak stabil yang kuat: kromik H 2 CrO 4, dikromik H 2 Cr 2 O 7 dan asid isopoli lain dengan formula am H 2 Cr n O 3n+1. Peningkatan tahap pempolimeran berlaku dengan penurunan pH, iaitu peningkatan keasidan.

Pada tahun 1766, profesor kimia dan ketua Makmal Kimia Akademi Sains St. Petersburg I.G. Lehman menerangkan mineral baru yang ditemui di Ural di lombong Berezovsky, yang dipanggil "plumbum merah Siberia", PbCrO 4. Nama moden ialah crocoite. Pada tahun 1797, ahli kimia Perancis L. N. Vauquelin mengasingkan logam refraktori baru daripadanya.
Unsur itu mendapat namanya daripada bahasa Yunani. χρῶμα - warna, cat - kerana kepelbagaian warna sebatiannya.

Mencari dalam alam semula jadi dan memperoleh:

Mineral kromium yang paling biasa ialah bijih besi kromium FeCr 2 O 4 (kromit), deposit yang kaya terdapat di Ural dan Kazakhstan; mineral kedua terpenting ialah crocoite PbCrO 4. Pecahan jisim kromium dalam kerak bumi ialah 0.03%. Kromium asli terdiri daripada campuran lima isotop dengan nombor jisim 50, 52, 53, 54 dan 56; Isotop radioaktif lain juga telah diperoleh secara buatan.
Kuantiti utama kromium diperoleh dan digunakan dalam bentuk aloi dengan besi, ferokrom, dengan mengurangkan kromit dengan kok: FeCr 2 O 4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO
Kromium tulen diperoleh dengan mengurangkan oksidanya dengan aluminium: Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
atau elektrolisis larutan akueus sebatian kromium.

Ciri-ciri fizikal:

Chrome ialah logam berkilat berwarna putih kelabu, serupa dengan rupa keluli, salah satu logam paling keras, r= 7.19 g/cm 3, Tmelt=2130K, Tboil=2945K. Chrome mempunyai semua ciri ciri logam - ia mengalirkan haba dan elektrik dengan baik, dan mempunyai ciri kilauan bagi kebanyakan logam.

Sifat kimia:

Kromium stabil di udara kerana pempasifan - pembentukan filem oksida pelindung. Atas sebab yang sama, ia tidak bertindak balas dengan asid sulfurik dan nitrik pekat. Pada 2000°C ia terbakar untuk membentuk kromium(III) oksida hijau Cr 2 O 3 .
Apabila dipanaskan, ia bertindak balas dengan banyak bukan logam, selalunya membentuk sebatian komposisi bukan stoikiometrik: karbida, borida, silisida, nitrida, dll.
Kromium membentuk banyak sebatian dalam pelbagai keadaan pengoksidaan, terutamanya +2, +3, +6.

Sambungan yang paling penting:

Keadaan pengoksidaan +2- oksida asas CrO (hitam), hidroksida Cr(OH) 2 (kuning). Garam kromium(II) (larutan biru) diperoleh dengan mengurangkan garam kromium(III) dengan zink dalam persekitaran berasid. Ejen pengurangan yang sangat kuat, ia perlahan-lahan teroksida oleh air, melepaskan hidrogen.

Keadaan pengoksidaan +3- keadaan pengoksidaan kromium yang paling stabil, ia sepadan dengan: oksida amfoterik Cr 2 O 3 dan hidroksida Cr (OH) 3 (kedua-duanya kelabu-hijau), garam kromium (III) - kelabu-hijau atau ungu, kromit MCrO2, yang diperoleh dengan menggabungkan kromium oksida dengan alkali, tetra- dan heksahidroksokromat(III) yang diperoleh dengan melarutkan kromium(III) hidroksida dalam larutan alkali (hijau), sebatian kompleks kromium yang banyak.

Keadaan pengoksidaan +6- keadaan pengoksidaan ciri kedua kromium, ia sepadan dengan kromium(VI) oksida berasid CrO 3 (hablur merah, larut dalam air, membentuk asid kromik), kromik H 2 CrO 4, dikromik H 2 Cr 2 O 7 dan asid polikromik , garam yang sepadan : kromat kuning dan dikromat oren. Sebatian kromium(VI) ialah agen pengoksidaan yang kuat, terutamanya dalam persekitaran berasid, dikurangkan kepada sebatian kromium(III).
Dalam larutan akueus, kromat bertukar menjadi dikromat apabila keasidan medium berubah:
2CrO 4 2- + 2H + Cr 2 O 7 2- + H 2 O, yang disertai dengan perubahan warna.

Permohonan

Kromium, dalam bentuk ferrochrome, digunakan dalam pengeluaran keluli aloi (khususnya, keluli tahan karat) dan aloi lain. Aloi kromium: kromium-30 dan kromium-90, sangat diperlukan untuk pengeluaran muncung untuk obor plasma yang berkuasa dan dalam industri aeroangkasa, aloi dengan nikel (nichrome) - untuk pengeluaran unsur pemanasan. Kuantiti kromium yang banyak digunakan sebagai salutan penyaduran kalis haus dan cantik (penyaduran krom).

Peranan biologi dan kesan fisiologi

Kromium adalah salah satu unsur biogenik dan sentiasa dimasukkan ke dalam tisu tumbuhan dan haiwan. Pada haiwan, kromium terlibat dalam metabolisme lipid, protein (sebahagian daripada enzim trypsin), dan karbohidrat. Pengurangan kandungan kromium dalam makanan dan darah membawa kepada penurunan kadar pertumbuhan dan peningkatan kolesterol dalam darah.

Dalam bentuk tulennya, kromium agak toksik; habuk logam kromium merengsakan tisu paru-paru. Sebatian kromium(III) menyebabkan dermatitis. Sebatian Chromium(VI) membawa kepada pelbagai penyakit manusia, termasuk kanser. MPC kromium(VI) dalam udara atmosfera 0.0015 mg/m 3

Kononova A.S., Nakov D.D., Universiti Negeri Tyumen, kumpulan 501(2), 2013

Sumber:
Chromium (elemen) // Wikipedia. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Chrome (tarikh akses: 01/06/2014).
Pustaka unsur kimia popular: Chromium. // URL:

Kerana fakta bahawa ia mempunyai ciri anti-karat yang sangat baik. Penyaduran krom melindungi mana-mana aloi lain daripada karat. Di samping itu, mengaloi keluli dengan kromium memberikan mereka rintangan kakisan yang sama yang merupakan ciri logam itu sendiri.

Jadi, mari kita bincangkan hari ini apakah ciri teknikal dan pengoksidaan bahan kromium, amfoterik utama, sifat pengurangan dan pengeluaran logam juga akan terjejas. Kami juga akan mengetahui apakah kesan kromium pada sifat keluli.

Kromium ialah logam tempoh 4 kumpulan 6 subkumpulan sekunder. Nombor atom 24, jisim atom - 51.996. Ia adalah logam keras dengan warna kebiruan keperakan. Dalam bentuk tulen ia mudah ditempa dan keras, tetapi sedikit pun campuran nitrogen atau karbon memberikannya kerapuhan dan kekerasan.

Kromium sering dikelaskan sebagai logam ferus kerana warna mineral utamanya, bijih besi kromium. Tetapi ia mendapat namanya daripada "warna", "cat" Yunani, terima kasih kepada sebatiannya: garam logam dan oksida dengan pelbagai tahap pengoksidaan dicat dalam semua warna pelangi.

• Di bawah keadaan biasa, kromium adalah lengai dan tidak bertindak balas dengan oksigen, nitrogen atau air.
• Di udara, ia segera dipasifkan - ditutup dengan filem oksida nipis, yang sepenuhnya menghalang oksigen daripada mengakses logam. Atas sebab yang sama, bahan itu tidak berinteraksi dengan asid sulfurik dan nitrik.
• Apabila dipanaskan, logam menjadi aktif dan bertindak balas dengan air, oksigen, asid dan alkali.

Ia dicirikan oleh kekisi padu berpusat badan. Tiada peralihan fasa. Pada suhu 1830 C, peralihan kepada kekisi berpusat muka adalah mungkin.

Walau bagaimanapun, kromium mempunyai satu anomali yang menarik. Pada suhu 37 C, beberapa sifat fizikal logam berubah secara mendadak: rintangan elektrik dan pekali pengembangan linear berubah, modulus elastik menurun kepada minimum dan geseran dalaman meningkat. Ini disebabkan oleh laluan titik Néel: pada suhu ini, bahan menukar sifat antiferromagnetiknya kepada sifat paramagnet, yang mewakili peralihan peringkat pertama dan bermakna peningkatan mendadak dalam volum.

Sifat kimia kromium dan sebatiannya diterangkan dalam video ini:

Sifat kimia dan fizikal kromium

Takat lebur dan didih

Ciri-ciri fizikal logam dipengaruhi oleh kekotoran sehingga takat lebur pun telah terbukti sukar untuk ditentukan.

• Menurut ukuran moden, takat lebur dianggap sebagai 1907 C. Logam adalah bahan refraktori.
• Takat didih ialah 2671 C.

Di bawah ini kami akan memberikan penerangan umum tentang sifat fizikal dan magnet logam kromium.

Sifat am dan ciri kromium

Ciri-ciri fizikal

Kromium adalah salah satu logam yang paling stabil daripada semua logam refraktori.

• Ketumpatan dalam keadaan biasa ialah 7200 kg/meter padu. m, ini kurang daripada .
• Kekerasan pada skala Mohs ialah 5, pada skala Brinell 7–9 Mn/m2. Kromium adalah logam paling keras yang diketahui, kedua selepas uranium, iridium, tungsten dan berilium.
• Modulus elastik pada 20 C ialah 294 GPa. Ini adalah angka yang agak sederhana.

Oleh kerana strukturnya - kekisi berpusat badan, kromium mempunyai ciri seperti suhu tempoh rapuh-mulur. Tetapi apabila ia datang kepada logam ini, nilai ini ternyata sangat bergantung pada tahap ketulenan dan berkisar antara -50 hingga +350 C. Dalam praktiknya, kromium terhablur tidak mempunyai sebarang kemuluran, tetapi selepas penyepuhlindapan dan pengacuan lembut ia menjadi mudah dibentuk.

Kekuatan logam juga meningkat dengan kerja sejuk. Bahan tambahan aloi juga meningkatkan kualiti ini dengan ketara.

Ciri-ciri termofizik

Sebagai peraturan, logam refraktori mempunyai tahap kekonduksian terma yang tinggi dan, dengan itu, pekali pengembangan haba yang rendah. Walau bagaimanapun, kromium berbeza dengan ketara dalam kualitinya.

Pada titik Néel, pekali pengembangan terma membuat lonjakan tajam, dan kemudian terus meningkat dengan ketara dengan peningkatan suhu. Pada 29 C (sebelum lompatan), nilai pekali ialah 6.2 · 10-6 m/(m K).

Kekonduksian terma mematuhi corak yang sama: pada titik Néel ia jatuh, walaupun tidak begitu mendadak dan berkurangan dengan peningkatan suhu.

• Di bawah keadaan biasa, kekonduksian terma bahan ialah 93.7 W/(m K).
• Muatan haba tentu di bawah keadaan yang sama ialah 0.45 J/(g K).

Sifat elektrik

Walaupun "tingkah laku" atipikal kekonduksian terma, kromium adalah salah satu konduktor arus terbaik, kedua selepas perak dan emas dalam parameter ini.

• Pada suhu biasa, kekonduksian elektrik logam ialah 7.9 · 106 1/(Ohm m).
• Kerintangan elektrik – 0.127 (Ohm mm2)/m.

Sehingga titik Néel - 38 C, bahan itu adalah antiferromagnet, iaitu, di bawah pengaruh medan magnet dan jika tiada, tiada sifat magnet muncul. Di atas 38 C, kromium menjadi paramagnet: ia mempamerkan sifat magnet di bawah pengaruh medan magnet luar.

Ketoksikan

Secara semula jadi, kromium hanya terdapat dalam bentuk terikat, jadi kemasukan kromium tulen ke dalam tubuh manusia dikecualikan. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa habuk logam merengsakan tisu paru-paru dan tidak diserap melalui kulit. Logam itu sendiri tidak toksik, tetapi perkara yang sama tidak boleh dikatakan mengenai sebatiannya.

• Kromium trivalen muncul dalam persekitaran semasa pemprosesannya. Walau bagaimanapun, ia juga boleh memasuki tubuh manusia sebagai sebahagian daripada makanan tambahan - kromium picolinate, digunakan dalam program penurunan berat badan. Sebagai unsur mikro, logam trivalen terlibat dalam sintesis glukosa dan penting. Lebihan daripadanya, berdasarkan penyelidikan, tidak menimbulkan bahaya tertentu, kerana ia tidak diserap oleh dinding usus. Walau bagaimanapun, ia boleh terkumpul di dalam badan.
• Sebatian kromium heksavalen toksik lebih daripada 100-1000 kali. Ia boleh memasuki badan semasa pengeluaran kromat, semasa penyaduran krom objek, dan semasa beberapa operasi kimpalan. Sebatian unsur heksavalen ialah agen pengoksidaan yang kuat. Sekali dalam saluran gastrousus, mereka menyebabkan pendarahan perut dan usus, mungkin dengan penembusan usus. Bahan-bahan hampir tidak diserap melalui kulit, tetapi mempunyai kesan menghakis yang kuat - melecur, keradangan, dan ulser mungkin.

Kromium ialah unsur pengaloian wajib apabila menghasilkan bahan tahan karat dan tahan haba. Keupayaannya untuk menahan kakisan dan memindahkan kualiti ini kepada aloi kekal sebagai kualiti logam yang paling dicari.

Sifat kimia sebatian kromium dan sifat redoksnya dibincangkan dalam video ini:

DEFINISI

Chromium terletak dalam tempoh keempat kumpulan VI subkumpulan sekunder (B) jadual Berkala. Jawatan – Kr. Dalam bentuk bahan mudah - logam berkilat putih kelabu.

Chrome mempunyai struktur kekisi padu berpusatkan badan. Ketumpatan - 7.2 g/cm3. Takat lebur dan takat didih ialah 1890 o C dan 2680 o C, masing-masing.

Keadaan pengoksidaan kromium dalam sebatian

Kromium boleh wujud dalam bentuk bahan ringkas - logam, dan keadaan pengoksidaan logam dalam keadaan unsur adalah sama dengan sifar, kerana taburan ketumpatan elektron di dalamnya adalah seragam.

Keadaan pengoksidaan (+2) Dan (+3) kromium muncul dalam oksida (Cr +2 O, Cr +3 2 O 3), hidroksida (Cr +2 (OH) 2, Cr +3 (OH) 3), halida (Cr +2 Cl 2, Cr +3 Cl 3 ), sulfat (Cr +2 SO 4, Cr +3 2 (SO 4) 3) dan sebatian lain.

Kromium juga dicirikan oleh keadaan pengoksidaannya (+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, dsb.

Contoh penyelesaian masalah

CONTOH 1

CONTOH 2

Sasaran: mendalami pengetahuan pelajar tentang tajuk pelajaran.

Tugasan:

• mencirikan kromium sebagai bahan mudah;
• memperkenalkan pelajar kepada sebatian kromium daripada keadaan pengoksidaan yang berbeza;
• menunjukkan pergantungan sifat sebatian pada tahap pengoksidaan;
• menunjukkan sifat redoks sebatian kromium;
• terus membangunkan kemahiran pelajar dalam menulis persamaan tindak balas kimia dalam bentuk molekul dan ionik dan mencipta keseimbangan elektronik;
• terus membangunkan kemahiran untuk memerhati eksperimen kimia.

Borang pelajaran: syarahan dengan unsur kerja bebas pelajar dan pemerhatian eksperimen kimia.

Kemajuan pelajaran

I. Pengulangan bahan daripada pelajaran lepas.

1. Jawab soalan dan selesaikan tugasan:

Apakah unsur yang tergolong dalam subkumpulan kromium?

Tulis formula elektronik atom

Apakah jenis unsur-unsur tersebut?

Apakah keadaan pengoksidaan yang ditunjukkan oleh sebatian itu?

Bagaimanakah jejari atom dan tenaga pengionan berubah daripada kromium kepada tungsten?

Anda boleh meminta pelajar melengkapkan jadual menggunakan nilai terkumpul jejari atom, tenaga pengionan dan membuat kesimpulan.

Jadual contoh:

2. Dengar laporan pelajar mengenai topik "Unsur subkumpulan kromium dalam alam semula jadi, penyediaan dan aplikasi."

II. Syarahan.

Rangka kuliah:

1. Chromium.
2. Sebatian kromium. (2)

• Kromium oksida; (2)
• Kromium hidroksida. (2)

1. Sebatian kromium. (3)

• Kromium oksida; (3)
• Kromium hidroksida. (3)

1. Sebatian kromium (6)

• Kromium oksida; (6)
• Asid kromik dan dikromik.

1. Kebergantungan sifat sebatian kromium pada tahap pengoksidaan.
2. Sifat redoks sebatian kromium.

1. Chrome.

Chrome ialah logam putih berkilat dengan warna kebiruan, sangat keras (ketumpatan 7.2 g/cm3), takat lebur 1890˚C.

Sifat kimia: Kromium ialah logam tidak aktif dalam keadaan biasa. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa permukaannya ditutup dengan filem oksida (Cr 2 O 3). Apabila dipanaskan, filem oksida dimusnahkan, dan kromium bertindak balas dengan bahan mudah pada suhu tinggi:

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

Senaman: buat persamaan untuk tindak balas kromium dengan nitrogen, fosforus, karbon dan silikon; Susun neraca elektronik untuk salah satu persamaan, nyatakan agen pengoksida dan agen penurunan.

Interaksi kromium dengan bahan kompleks:

Pada suhu yang sangat tinggi, kromium bertindak balas dengan air:

• 2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2

Senaman:

Kromium bertindak balas dengan asid sulfurik dan hidroklorik cair:

• Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
• Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Senaman: buat neraca elektronik, nyatakan agen pengoksida dan agen penurunan.

Hidroklorik sulfurik pekat dan asid nitrik memasifkan kromium.

2. Sebatian kromium. (2)

1. Kromium oksida (2)- CrO ialah bahan pepejal merah terang, oksida asas biasa (ia sepadan dengan kromium (2) hidroksida - Cr(OH) 2), tidak larut dalam air, tetapi larut dalam asid:

• CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Senaman: lukiskan persamaan tindak balas dalam bentuk molekul dan ionik untuk interaksi kromium oksida (2) dengan asid sulfurik.

Kromium oksida (2) mudah teroksida dalam udara:

• 4CrO+ O 2 = 2Cr 2 O 3

Senaman: buat neraca elektronik, nyatakan agen pengoksida dan agen penurunan.

Kromium oksida (2) terbentuk melalui pengoksidaan kromium amalgam dengan oksigen atmosfera:

2Сr (amalgam) + O 2 = 2СrО

2. Kromium hidroksida (2)- Cr(OH) 2 ialah bahan kuning, kurang larut dalam air, dengan sifat asas yang jelas, oleh itu ia berinteraksi dengan asid:

• Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O

Senaman: lukiskan persamaan tindak balas dalam bentuk molekul dan ionik untuk interaksi kromium oksida (2) dengan asid hidroklorik.

Seperti kromium(2) oksida, kromium(2) hidroksida teroksida:

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

Senaman: buat neraca elektronik, nyatakan agen pengoksida dan agen penurunan.

Kromium hidroksida (2) boleh didapati dengan tindakan alkali pada garam kromium (2):

• CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Senaman: tulis persamaan ion.

3. Sebatian kromium. (3)

1. Kromium oksida (3)- Cr 2 O 3 – serbuk hijau gelap, tidak larut dalam air, refraktori, hampir dalam kekerasan kepada korundum (kromium hidroksida (3) – Cr(OH) 3) sepadan dengannya. Kromium oksida (3) bersifat amfoterik, tetapi kurang larut dalam asid dan alkali. Tindak balas dengan alkali berlaku semasa pelakuran:

• Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (kromit K)+ H 2 O

Senaman: lukiskan persamaan tindak balas dalam bentuk molekul dan ionik untuk interaksi kromium oksida (3) dengan litium hidroksida.

Sukar untuk berinteraksi dengan larutan pekat asid dan alkali:

• Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]
• Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Senaman: lukiskan persamaan tindak balas dalam bentuk molekul dan ionik untuk interaksi kromium oksida (3) dengan asid sulfurik pekat dan larutan pekat natrium hidroksida.

Kromium oksida (3) boleh didapati daripada penguraian ammonium dikromat:

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

2. Kromium hidroksida (3) Cr(OH) 3 diperoleh dengan tindakan alkali pada larutan garam kromium (3):

• CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Senaman: tulis persamaan ion

Kromium hidroksida (3) ialah mendakan kelabu-hijau, apabila diterima alkali mesti diambil dalam kekurangan. Kromium hidroksida (3) yang diperoleh dengan cara ini, berbeza dengan oksida yang sepadan, mudah berinteraksi dengan asid dan alkali, i.e. mempamerkan sifat amfoterik:

• Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
• Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (hexahydroxochromite K)

Senaman: lukiskan persamaan tindak balas dalam bentuk molekul dan ionik untuk interaksi kromium hidroksida (3) dengan asid hidroklorik dan natrium hidroksida.

Apabila Cr(OH) 3 bercantum dengan alkali, metachromite dan orthochromite diperoleh:

• Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (metachromite K)+ 2H 2 O
• Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (ortokromit K)+ 3H 2 O

4. Sebatian kromium. (6)

1. Kromium oksida (6)- CrO 3 – bahan kristal merah gelap, sangat larut dalam air – oksida berasid biasa. Oksida ini sepadan dengan dua asid:

• CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (asid kromik – terbentuk apabila terdapat lebihan air)
• CrO 3 + H 2 O =H 2 Cr 2 O 7 (asid dikromik - terbentuk pada kepekatan tinggi kromium oksida (3)).

Kromium oksida (6) ialah agen pengoksidaan yang sangat kuat, oleh itu ia berinteraksi secara bertenaga dengan bahan organik:

• C 2 H 5 OH + 4CrO 3 = 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Juga mengoksidakan iodin, sulfur, fosforus, arang batu:

• 3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Senaman: buat persamaan tindak balas kimia kromium oksida (6) dengan iodin, fosforus, arang batu; cipta imbangan elektronik untuk salah satu persamaan, nyatakan agen pengoksidaan dan agen penurunan

Apabila dipanaskan hingga 250 0 C, kromium oksida (6) terurai:

• 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

Kromium oksida (6) boleh didapati dengan tindakan asid sulfurik pekat pada kromat pepejal dan dikromat:

• K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

2. Asid kromik dan dikromik.

Asid kromik dan dikromik hanya wujud dalam larutan akueus dan masing-masing membentuk garam, kromat dan dikromat yang stabil. Kromat dan larutannya berwarna kuning, dikromat berwarna oren.

Kromat - CrO 4 2- ion dan dikromat - Cr 2O 7 2- ion mudah bertukar menjadi satu sama lain apabila persekitaran larutan berubah

Dalam larutan berasid, kromat berubah menjadi dikromat:

• 2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Dalam persekitaran alkali, dikromat bertukar menjadi kromat:

• K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

Apabila dicairkan, asid dikromik bertukar menjadi asid kromik:

• H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Kebergantungan sifat sebatian kromium pada tahap pengoksidaan.

6. Sifat redoks sebatian kromium.

Tindak balas dalam persekitaran berasid.

Dalam persekitaran berasid, sebatian Cr +6 berubah menjadi sebatian Cr +3 di bawah tindakan agen penurun: H 2 S, SO 2, FeSO 4

• K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
• S -2 – 2e → S 0
• 2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Senaman:

1. Samakan persamaan tindak balas menggunakan kaedah imbangan elektronik, nyatakan agen pengoksidaan dan agen penurunan:

• 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. Tambah hasil tindak balas, samakan persamaan menggunakan kaedah imbangan elektronik, nyatakan agen pengoksidaan dan agen penurunan:

• K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 =? +? +H 2 O

Tindak balas dalam persekitaran alkali.

Dalam persekitaran alkali, sebatian kromium Cr +3 berubah menjadi sebatian Cr +6 di bawah tindakan agen pengoksida: J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4:

• 2KCrO 2 +3 Br 2 +8NaOH =2Na 2 CrO 4 + 2KBr +4NaBr + 4H 2 O
• Cr +3 - 3e → Cr +6
• Br2 0 +2e → 2Br -

Senaman:

Samakan persamaan tindak balas menggunakan kaedah neraca elektronik, nyatakan agen pengoksidaan dan agen penurunan:

• NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O

Tambah hasil tindak balas, samakan persamaan menggunakan kaedah imbangan elektronik, nyatakan agen pengoksidaan dan agen penurunan:

• Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? + ?

Oleh itu, sifat pengoksidaan secara konsisten meningkat dengan perubahan dalam keadaan pengoksidaan dalam siri: Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Sebatian kromium (2) ialah agen penurun yang kuat dan mudah teroksida, bertukar menjadi sebatian kromium (3). Sebatian kromium (6) adalah agen pengoksidaan yang kuat dan mudah dikurangkan kepada sebatian kromium (3). Sebatian kromium (3) apabila berinteraksi dengan agen penurun kuat menunjukkan sifat pengoksidaan, bertukar menjadi sebatian kromium (2), dan apabila berinteraksi dengan agen pengoksidaan kuat mereka mempamerkan sifat mengurangkan, bertukar menjadi sebatian kromium (6)

Kepada metodologi kuliah:

1. Untuk meningkatkan aktiviti kognitif pelajar dan mengekalkan minat, adalah dinasihatkan untuk menjalankan eksperimen demonstrasi semasa kuliah. Bergantung pada keupayaan makmal pendidikan, eksperimen berikut boleh ditunjukkan kepada pelajar:

• mendapatkan kromium oksida (2) dan kromium hidroksida (2), bukti sifat asasnya;
• mendapatkan kromium oksida (3) dan kromium hidroksida (3), membuktikan sifat amfoteriknya;
• mendapatkan kromium oksida (6) dan melarutkannya dalam air (penyediaan asid kromik dan dikromik);
• peralihan kromat kepada dikromat, dikromat kepada kromat.

1. Tugasan kerja bebas boleh dibezakan dengan mengambil kira keupayaan pembelajaran sebenar pelajar.
2. Anda boleh melengkapkan kuliah dengan menyelesaikan tugasan berikut: tulis persamaan tindak balas kimia yang boleh digunakan untuk menjalankan transformasi berikut:

.III. Kerja rumah: memperbaiki kuliah (tambah persamaan tindak balas kimia)

1. Vasilyeva Z.G. Kerja makmal dalam kimia am dan bukan organik. -M.: “Kimia”, 1979 – 450 p.
2. Egorov A.S. Tutor Kimia. – Rostov-on-Don: “Phoenix”, 2006.-765 p.
3. Kudryavtsev A.A. Menulis persamaan kimia. - M., "Sekolah Tinggi", 1979. - 295 p.
4. Petrov M.M. Kimia tak organik. – Leningrad: “Kimia”, 1989. – 543 p.
5. Ushkalova V.N. Kimia: tugasan pertandingan dan jawapan. - M.: “Pencerahan”, 2000. – 223 p.