Проблема исследования: при прокаливании кристаллогидрат не обезвоживается, а переходит в другие координационные изомеры. При прокаливании выше 300 градусов образуется оксид хрома.
Я растерла в ступке кристаллогидрат CrCl 3 *6H 2 O до порошка. В лаборатории он присутствовал в виде изомера темно-зеленого цвета Cl*2H 2 O. Порошок я прокаливала на горелке в фарфоровом тигле. Сначала при 110 градусах вещество плавится. При 200 оно начинает кипеть и переходить в другой изомер фиолетового цвета, образующийся сверху пленкой:
2H 2 O = 3 + + 2Cl –
Не допускаем увеличения температуры выше t кипения, чтобы не образовался оксид хрома (III):
Cl*2H 2 O = Cr 2 O 3 + 6HCl + 9H 2 O
Заканчиваем прокаливание после затвердевания расплава. Счищаем из полученного продукта фиолетовую «корочку».
Продукт может содержать основную соль, т.к. происходит обратимый гидролиз:
CrCl 3 + H 2 O = Cr(OH)Cl 2 + HCl
Константа гидролиза: 1,12*10 −4
Далее насыпаем фиолетовую «корочку» в лодочку, которую помещаем в реакционную трубку. Пропускаем через трубку до появления ярко-фиолетовой окраски безводного хлорида хрома (III) сухой хлороводород, полученный в колбе Вюрца по реакции
H 2 SO 4 + NaCl = HCl + NaHSO 4
HCl смещает равновесие гидролиза влево, так как HCl – продукт гидролиза CrCl 3
Выводы:
1. Получить в лаборатории безводный хлорид хрома (III) непросто
2. Безводный CrCl 3 долго растворяется в воде, так как должен образоваться сначала гидратный комплекс. Но мой растворился за 5 секунд, значит, большинство продукта состояло из кристаллогидрата
3. Изучены температуры перехода координационных изомеров CrCl 3 *6H 2 O
4. Появилась гипотеза, что безводный CrCl 3 лучше получать при низких температурах (0 ̊С)
Оксид хрома (III) Cr 2 O 3 . Зеленые гексагональные микрокристаллы. t пл =2275°С, t кип =3027°С, плотность равна 5,22 г/см 3 . Проявляет амфотерные свойства. Антиферромагнитны ниже 33°С и парамагнитны выше 55°С. Растворяется в жидком диоксиде серы. Мало растворим в воде, разбавленных кислотах и щелочах. Получают прямым взаимодействием элементов при повышенной температуре, нагреванием CrO на воздухе, прокаливанием хромата или бихромата аммония, гидроксида или нитрата хрома (III), хромата ртути (I), бихромата ртути. Применяют в качестве зеленого пигмента в живописи и для окрашивания фарфора и стекла. Кристаллический порошок используется в качестве абразивного материала. Применяют для получения искусственных рубинов. Служит катализатором процесса окисления аммиака на воздухе, синтеза аммиака из элементов и других.
Таблица 6. .
Его можно получить при непосредственном взаимодействии элементов, прокаливанием нитрата хрома(III) или хромового ангидрида, разложением хромата или дихромата аммония, нагреванием хроматов металлов с углем или серой:
4Cr + 3O 2 → 2Cr 2 O 3
4Cr(NO 3) 3 → 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2
K 2 Cr 2 O 7 + S → Cr 2 O 3 + K 2 SO 4
K 2 Cr 2 O 7 + 2C → Cr 2 O 3 + K 2 CO 3 + CO .
Оксид хрома(III) проявляет амфотерные свойства, но весьма инертен и его трудно растворить в водных кислотах и щелочах. При сплавлении с гидроксидами или карбонатами щелочных металлов переходит в соответствующие хроматы:
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 →2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O.
Твердость кристаллов оксида хрома(III) соизмерима с твердостью корунда, поэтому Cr 2 O 3 является действующим началом многих шлифовальных и притирочных паст в машиностроении, оптической, ювелирной и часовой промышленности. Его также применяют в качестве зеленого пигмента в живописи и для окрашивания некоторых стекол, как катализатор гидрирования и дегидрирования некоторых органических соединений. Оксид хрома(III) довольно токсичен. Попадая на кожу, способен вызывать экзему и другие кожные заболевания. Особенно опасно вдыхание аэрозоля оксида, так как это может вызвать тяжелые заболевания. ПДК 0,01 мг/м3. Профилактика – использование средств индивидуальной защиты.
Гидроксид хрома (III) Cr(OH) 3 . Обладает амфотерными свойствами. Мало растворим в воде. Легко переходит с коллоидное состояние. Растворяется в щелочах и кислотах. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 795,9 Cм.см 2 /моль. Получают в виде студнеобразного зеленого осадка при обработке солей хрома (III) щелочами, при гидролизе солей хрома (III) с карбонатами щелочных металлов или сульфидом аммония.
Таблица 7. .
Фторид хрома (III) CrF 3 . Парамагнитные зеленые ромбические кристаллы. t пл =1200°С , t кип =1427°С, плотность равна 3,78 г/см 3 . Растворяется в плавиковой кислоте и мало растворим в воде. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 367,2 см 2 /моль. Получают действием плавиковой кислоты на оксид хрома (III), пропусканием фтороводорода над нагретым до 500-1100 о С хлоридом хрома (III). Водные растворы используют в производстве шелка, при переработке шерсти и фторировании галогенпроизводных этана и пропана.
Хлорид хрома (III) CrCl 3 . Гексагональные парамагнитные кристаллы имеют окраску цветов персикового дерева. Расплываются на воздухе. t пл =1150°С, плотность равна 2,87 г/см 3 . Безводный CrCl 3 мало растворим в воде, спирте, эфире, ацетальдегиде, ацетоне. Восстанавливается при высокой температуре до металлического хрома кальцием, цинком, магнием, водородом, железом. Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 430,05 см 2 /моль. Получают прямым взаимодействием элементов при нагревании, действием хлора на нагретую до 700-800 о С смесь оксида хрома (III) с углем или на нагретый до красного каления сульфид хрома (III). Применяют в качестве катализатора в реакциях органического синтеза.
Таблица 8.
в безводном состоянии кристаллическое вещество, имеющее окраску цветов персикового дерева (близкая к фиолетовой), трудно растворимое в воде, спирте, эфире и пр. даже при кипячении. Однако в присутствии следовых количеств CrCl 2 растворение в воде наступает быстро с большим выделением тепла. Может быть получен при взаимодействии элементов при температуре красного каления, обработкой хлором смеси оксида металла и угля при 700–800°С, или взаимодействием CrCl 3 с парами CCl 4 при 700-800°С:
Cr 2 O 3 + 3C + 3Cl 2 → 2CrCl 3 + 3CO
2Cr 2 O 3 + 3CCl 4 → 4CrCl 3 + 3CO 2 .
Образует несколько изомерных гексагидратов, свойства которых зависят от числа молекул воды, находящихся во внутренней координационной сфере металла. Хлорид гексааквахрома (III) (фиолетовый хлорид Рекура) Cl 3 – кристаллы серовато-синего цвета, хлорид хлорпентааквахрома(III) (хлорид Бьеррума) Cl 2 H 2 O – гигроскопичное светло-зеленое вещество; хлорид дихлортетрааквахрома (III) (зеленый хлорид Рекура) Cl 2H 2 O – темно-зеленые кристаллы. В водных растворах устанавливается термодинамическое равновесие между тремя формами, зависящее от многих факторов. Структуру изомера можно определить по количеству осаждаемого им хлорида серебра из холодного азотнокислого раствора AgNO 3 , так как хлорид-анион, входящий во внутреннюю сферу, с катионом Ag + не взаимодействует. Безводный хлорид хрома применяется для нанесения покрытий хрома на стали химическим осаждением из газовой фазы, является составной частью некоторых катализаторов. Гидраты CrCl 3 – протрава при крашении тканей. Хлорид хрома(III) токсичен.
Бромид хрома (III) CrBr 3 . Зеленые гексагональные кристаллы. t пл =1127°С, плотность равна 4,25 г/см 3 . Сублимируется при 927°С. Восстанавливается до CrBr 2 водородом при нагревании. Разлагается щелочами и растворяется в воде только в присутствии солей хрома (II). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 435,3 см 2 /моль. Получают действием паров брома в присутствии азота на металлический хром или на смесь оксида хрома (III) с углем при высокой температуре.
Иодид хрома (III) CrI 3 . Фиолетово-черные кристаллы. Устойчив на воздухе при обычной температуре. При 200°С реагирует с кислородом с выделением йода. Растворяется в воде в присутствии солей хрома (II). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 431,4 см 2 /моль. Получают действием паров йода на нагретый до красного каления хром.
Оксифторид хрома (III) CrOF. Твердое зеленое вещество. Плотность равна 4,20 г/см3 . Устойчив при повышенной температуре и разлагается при охлаждении. Получают действием фтороводорода на оксид хрома (III) при 1100 о С.
Сульфид хрома (III) Cr 2 S 3 . Парамагнитные черные кристаллы. Плотность равна 3,60 г/см 3 . Гидролизуется водой. Плохо реагирует с кислотами, но окисляется азотной кислотой, царской водкой или расплавами нитратов щелочных металлов. Получают действием паров серы на металлический хром при температуре выше 700 о С, сплавлением Cr 2 O 3 с серой или K 2 S, пропусканием сероводорода над сильно нагретыми Cr 2 O 3 или CrCl 3 .
Сульфат хрома (III) Cr 2 (SO 4 ) 3 . Парамагнитные фиолетово-красные кристаллы. Плотность равна 3,012 г/см 3 . Безводный сульфат хрома (III) мало растворим в воде и кислотах. При высокой температуре разлагается. Водные растворы окрашены в фиолетовый цвет на холоду и в зеленый - при нагревании. Известны кристаллогидраты CrSО 4 nН 2 О (n=3, 6, 9, 12, 14, 15, 17, 18). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 882 см 2 /моль. Получают дегидратацией кристаллогидратов или нагреванием Cr 2 O 3 с метилсульфатом при 160-190 о С. Применяют при дублении кож и в качестве протравы при крашении в ситценабивном производстве.
Ортофосфат хрома (III) CrPO 4 . Черный порошок. t пл =1800°С, плотность равна 2,94 г/см 3 . Мало растворим в воде. Медленно взаимодействует с горячей серной кислотой. Известны кристаллогидраты CrРО 4 nН 2 О (n=2, 3, 4, 6). Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 о С равна 408 см 2 /моль. Получают дегидратацией кристаллогидратов.
Хромокалиевые квасцы K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O , темно-фиолетовые кристаллы, довольно хорошо растворимые в воде. Могут быть получены при выпаривании водного раствора, содержащего стехиометрическую смесь сульфатов калия и хрома, или восстановлением дихромата калия этанолом:
Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O →K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4) 3 24H 2 O↓ (при выпаривании)
K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2 H 5 OH + 4H 2 SO 4 + 17H 2 O→K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4) 3 24H 2 O↓ + 3CH 3 CHO
Хромокалиевые квасцы применяются главным образом в текстильной промышленности, при дублении кожи.
При осторожном разложении оксида хрома(VI) CrO 3 в гидротермальных условиях получают оксид хрома( IV ) CrO 2 , который является ферромагнетиком и обладает металлической проводимостью .
Хлорид хрома(III) - CrCl 3 .
Свойства
Хлорид хрома(III) представляет собой фиолетовые кристаллы. При 600 °C возгоняется в токе хлора и разлагается в его отсутствие на хлор и CrCl 2 . В воде растворим в присутствии восстановителей (Cr 2+ , Fe 2+).
Получение
В технике получают высокотемпературным хлорированием хрома , феррохрома , а также хромовой руды в присутствии угля с раздельной конденсацией образующихся в двух последних случаях хлоридов хрома и железа . Безводный хлорид хрома(III) может быть получен хлорированием из металлического хрома прямо или косвенно, путём хлорирования оксида хрома(III) в присутствии углерода при температуре 800 °C, окись углерода в данном случае будет являться побочным продуктом реакции:
Применение
Применяют при электролитическом и металлотермическом получении хрома.
Меры предосторожности
Хоть и считается что трехвалентный хром гораздо менее ядовит, чем шестивалентный, однако хромовые соли, как правило, считаются токсичными.
Напишите отзыв о статье "Хлорид хрома(III)"
Отрывок, характеризующий Хлорид хрома(III)
Дело Пьера с Долоховым было замято, и, несмотря на тогдашнюю строгость государя в отношении дуэлей, ни оба противника, ни их секунданты не пострадали. Но история дуэли, подтвержденная разрывом Пьера с женой, разгласилась в обществе. Пьер, на которого смотрели снисходительно, покровительственно, когда он был незаконным сыном, которого ласкали и прославляли, когда он был лучшим женихом Российской империи, после своей женитьбы, когда невестам и матерям нечего было ожидать от него, сильно потерял во мнении общества, тем более, что он не умел и не желал заискивать общественного благоволения. Теперь его одного обвиняли в происшедшем, говорили, что он бестолковый ревнивец, подверженный таким же припадкам кровожадного бешенства, как и его отец. И когда, после отъезда Пьера, Элен вернулась в Петербург, она была не только радушно, но с оттенком почтительности, относившейся к ее несчастию, принята всеми своими знакомыми. Когда разговор заходил о ее муже, Элен принимала достойное выражение, которое она – хотя и не понимая его значения – по свойственному ей такту, усвоила себе. Выражение это говорило, что она решилась, не жалуясь, переносить свое несчастие, и что ее муж есть крест, посланный ей от Бога. Князь Василий откровеннее высказывал свое мнение. Он пожимал плечами, когда разговор заходил о Пьере, и, указывая на лоб, говорил:– Un cerveau fele – je le disais toujours. [Полусумасшедший – я всегда это говорил.]
– Я вперед сказала, – говорила Анна Павловна о Пьере, – я тогда же сейчас сказала, и прежде всех (она настаивала на своем первенстве), что это безумный молодой человек, испорченный развратными идеями века. Я тогда еще сказала это, когда все восхищались им и он только приехал из за границы, и помните, у меня как то вечером представлял из себя какого то Марата. Чем же кончилось? Я тогда еще не желала этой свадьбы и предсказала всё, что случится.
Анна Павловна по прежнему давала у себя в свободные дни такие вечера, как и прежде, и такие, какие она одна имела дар устроивать, вечера, на которых собиралась, во первых, la creme de la veritable bonne societe, la fine fleur de l"essence intellectuelle de la societe de Petersbourg, [сливки настоящего хорошего общества, цвет интеллектуальной эссенции петербургского общества,] как говорила сама Анна Павловна. Кроме этого утонченного выбора общества, вечера Анны Павловны отличались еще тем, что всякий раз на своем вечере Анна Павловна подавала своему обществу какое нибудь новое, интересное лицо, и что нигде, как на этих вечерах, не высказывался так очевидно и твердо градус политического термометра, на котором стояло настроение придворного легитимистского петербургского общества.
