Общая характеристика элементов VIВ группы. Хром. Физические и химические свойства. Кислотно-основные и окислительно – восстановительные свойства соединений хрома. Применение хрома.

Общая характеристика элементов VIВ группы

VIБ-группу составляют элементы (переходные металлы) – хром, молибден и вольфрам. Эти редкие металлы находятся в природе в небольшом количестве. Однако благодаря целому ряду полезных химических и физических свойств, широко применяются не только в машиностроении и химической технологии, но и в медицинской практике (сплав Сr – Со - Мо используется в хирургии и стоматологии, молибден и его сплавы применяются как детали рентгеновских трубок, из вольфрама изготовляют аноды рентгеновских трубок, сплавы вольфрама – основа экранов для зашиты от г-лучей.

Сумма валентных электронов хрома, молибдена, вольфрама равна 6, что и определяет их положение в VIБ-группе. Соединения металлов группы VIБ характеризуются набором степеней окисления от +2 до +6. В группе d-элементов проявляется общая тенденция: с увеличением порядкового номера увеличивается устойчивость соединений с высшей степенью окисления. Самым сильным окислителем в состоянии Э⁶⁺ является хром. В низших валентных состояниях, следуя все той же тенденции, более сильные восстановительные свойства проявляет Сг²⁺.Характерной особенностью соединений этой группы является склонность к полимеризации (конденсации) кислородных форм элементов VI группы. Это свойство усиливается при движении по группе сверху вниз.

Хром.

Физические свойства

Хром - твердый, тяжелый, тугоплавкий металл. Один из самых твердых чистых металлов (уступает только бериллию, вольфраму и урану).Чистый Хром пластичен. По результатам современных измерений температура плавления равняется 1907° С. Температура кипения хрома 2671°С. На воздухе поверхность хрома покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от окисления.

Химические свойства

1) Взаимодействие с неметаллами

4Сr + 3O₂ = 2Сr₂O₃

2Cr + 3Cl₂ = 2CrCl₃

Cr + S = CrS

2Cr + N₂ = 2CrN

2) Взаимодействие с разбавленными растворами НСI и H₂SO₄

Сr + 2HCl = СrСl2 + Н2↑

Сr + H2SO4 = CrSO4 + Н2↑

3) Действие концентрированных HNO₃ и H₂SO₄

Простое вещество Cr БЕЗ НАГРЕВАНИЯ не реагирует с серной и азотной концентрированными кислотами

Сr + 6HNO_3(к) = Cr(NO₃)₃ + 3NO₂↑ + 3H₂O При нагревании!

2Сr + 6H₂SO_4(к) = Cr₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O При нагревании!

4) Вытеснение малоактивных металлов из водных растворов солей

Сr + CuSO₄ = CrSO₄ + Сu

Сr + Pb(NO₃)₂ = Cr(NO₃)₂ + Pb

Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений хрома.

Соединения Cr (+2) — сильные восстановители, т.к. Хром в минимальной степени окисления.

CrCl₂ + 4HCl + O₂ = 4СrСl₃ + 2Н₂О

Соединения Cr (+3) — могут являться и окислителями и восстановителями, т.к. Хром в данных соединениях имеет промежуточную степень окисления.

Сr₂O₃ + 2Al = 2Сr + Аl₂O₃

Сr – окислитель

Cr₂(SO₄)₃ + 3Cl₂ +16NaOH=2NaCI+6Na₂SO₄ + 3Na₂CrO₄ + 8Н₂O

Cr – восстановитель

Соединения хрома (+6) — сильные окислители, т.к. Хром находится в максимальной степени окисления.

K₂Cr₂O₇ + 14HCl = 2CrCl₃ + 3Cl₂↑ + 2KCl +7Н₂О

Применение хрома

1) Хромирование. Слой хрома наносится для декоративных целей, для обеспечения защиты от коррозии или для увеличения твердости поверхности. Хромированные изделия становятся устойчивыми к внешним воздействиям (влаге, воздуху) и не ржавеют.

2) Хром применяется для получения различных сортов специальных сталей. Стали, содержащие более 13 % хрома, почти не ржавеют и применяются для изготовления подводных частей кораблей, в частности, для постройки корпусов подводных лодок.

3) «Нержавейка»—сталь, отлично противостоящая коррозии и окислению, содержит примерно 17—19% хрома и 8—13% никеля. Содержание углерода в нержавеющей стали должно быть минимальным (не более 0,1%).

4) При высоких температурах сталь может покрываться «чешуей» окалины. В некоторых машинах детали нагреваются до сотен градусов. Чтобы сталь, из которой сделаны эти детали, не «страдала» окалинообразованием, в нее вводят 25—30% хрома. Такая сталь выдерживает температуры до 1000°С!

5) Соединения хрома широко используются в производстве красителей.

Вопрос 18.