Chrom i jego związki – JR

Chrom i jego związki

Chrom to metal, położony w bloku d. Ma 24 elektrony. Z układu okresowego wiadomo, że znajduje się w 4 okresie – a więc posiada 4 powłoki elektronowe.

Chrom jest srebrzystym metalem odpornym na korozję (ulega pasywacji) – dlatego wykonuje się z niego powłoki ochronne (na pewno kojarzysz „powierzchnię chromowaną“). Ma przepiękny połysk, dzięki czemu nadaje elegancki wygląd pokrytym przez niego elementom np. w samochodach czy urządzeniach łazienkowych.

Nazwę chrom zawdzięcza temu, że jego związki wykazują różnorodność kolorów. W zależności od stopnia utlenienia chromu, możemy podziwiać różne soczyste kolory (w języku greckim chroma, znaczy barwa).

Stopnie utlenienia chromu:

stopień utlenieniaIIIIIIV*V*VI
tlenekCrOCr2O3CrO2(czarny; dobry ferromagnetyk)CrO3
przykładowe związkiCr(OH)2Cr(OH)3↓CrCl3K3CrO3K2CrO4K2Cr2O7
charakter chemicznyzasadowyamfoterycznykwasowy
jonyCr2+(nietrwały)Cr3+CrO33-Cr2O72-CrO42-

*Związki chromu na IV i V stopniu utlenienia są nietrwałe i występują tylko w postaci stałej. Próba rozpuszczenia ich w wodzie kończy się tym, że związki te ulegają dysproporcjonacji i chrom zmienia stopień utlenienia na III i VI.

Najważniejsze reakcje związków chromu:

 

Chrom na VI stopniu

Te związki mają właściwości silnie utleniające. Mówi się także o ich rakotwórczym działaniu. Choć jest to pierwiastek należących do grupy mikroelementów, czyli niezbędny dla naszego organizmu, to spożyty w nadmiarze może powodować silne zatrucia.

Chromiany(VI)

Związki chromu na VI stopniu utlenienia są bardzo dobrymi utleniaczami. W obu związkach chrom jest na VI stopniu! Różni je budowa przestrzenna. Jeden związek występuje i jest trwały w środowisku kwaśnym, a drugi w zasadowym.

Jeśli zmienimy środowisko, jony przekształcą się w bardziej trwałą formę (pasującą do danego środowiska).

Jeśli dodamy kwas do roztworu chromianu(VI) (który jest trwały w środowisku zasadowym), przekształci się on w dichromian (trwały w środowisku kwaśnym), dzięki czemu roztwór zmieni barwę z żółtej na pomarańczową:

2CrO42 + 2H+ → Cr2O72 + H2O

I odwrotnie:

Cr2O72-+ 2OH → 2CrO42 + H2O

Obie te reakcje są tylko zmianą budowy cząsteczki – nie jest to reakcja redoks!

chromian (VI) potasu —> trwały w środowisku zasadowym – K2CrO4

dichromian (VI) potasu —> trwały w środowisku kwaśnym – K2Cr2O7

Tlenek chromu (VI)

CrO3ma barwę ciemnoczerwoną i jest higroskopijny. W wodzie rozpuszcza się z utworzeniem słabego kwasu chromowego (VI) H2CrO4. Trwalsze od tego kwasu są jego sole.

Tlenek ten stosowany jest również w reakcjach utleniania niektórych związków organicznych.

„Chromianka”

Jest to bardzo silnie utleniająca (i żrąca) mieszanina dichromianu(VI) potasu ze stężonym kwasem siarkowym(VI).

W analityce służy np. do oznaczania zawartości związków redukujących.

Stosuje się ją także do mycia szkła laboratoryjnego zabrudzonego pozostałościami związków organicznych, zanieczyszczeń i wszelkich nieodpornych na utlenianie osadów (metoda ta jest stosowana coraz rzadziej z uwagi na rakotwórczość związków chromu).

Chrom na III stopniu

Związki te mają charakter amfoteryczny – reagują zarówno z zasadami jak i kwasami. I oczywiście są toksyczne z uwagi na obecność chromu.

Tlenek chromu(III) Cr2O3

Szarozielone ciało stałe, amfoteryczne. Rozpuszcza się pod wpływem mocnych zasad, np. NaOH:

Cr2O3 + 6 NaOH + 3 H2O → 2 Na3[Cr(OH)6]

Rozpuszcza się także w kwasach, np HCl, z utworzeniem jonu Cr3+, który nadaje roztworom barwę zieloną:

Cr2O3 + HCl → CrCl3 + H2O

Wodorotleniek chromu(III) Cr(OH)3

Amfoteryczny. Szarozielony osad, który rozpuszcza się pod wpływem nadmiaru zasady:

Cr(OH)3↓ + 3NaOH → Na3[Cr(OH)6]

Siarczan (VI) chromu(III) Cr2(SO4)3

Różowe ciało stałe. Po rozpuszczeniu w wodzie przechodzi w formę fioletową.

Jako złożona sól zasadowa Cr(OH)SO4 · Na2SO4 jest stosowana w garbarstwie (wyprawianie skór) pod nazwą chromal. Ma właściwości higroskopijne.

Chlorek chromu(III) CrCl3

Rozpuszczalny w wodzie, ciemnozielony. Znalazł on zastosowanie w farbiarstwie; w metodach chromowania powierzchni (metodą galwaniczną) oraz do otrzymywania innych związków chromu.

Inne związki chromu

Tlenek chromu(IV) CrO2

Jest to czarne ciało stałe, o bardzo dobrych właściwościach ferromagnetycznych. Zastępowano nim nawet ferryt przy produkcji magnetycznych taśm do zapisu dźwięku, ze względu na lepsze właściwości.