ОВР соединений хрома Как и марганец, хром также образует

ОВР соединений хрома
Как и марганец, хром также образует соединения, в которых проявляет самые разнообразные
степени окисления. Соединения хрома в низших степенях окисления являются восстановителями, а в
высших – окислителями. Более или менее устойчивыми являются степени окисления 0, +2, +3 и +4
Самая устойчивая из них +3. Как и для марганца, условия протекания окислительно-восстановительных
превращений соединений хрома можно изобразить в виде схемы:
В отличие от перманганат-иона MnO4-, устойчивого как в кислотной, так и в щелочной среде,
хромат-ион CrO42- устойчив только в щелочной и, отчасти, в нейтральной среде. В кислотной среде
хромат-ион превращается в дихромат-ион по реакции:
2CrO42- + 2H3O + = Cr2O72- + 3H2O
Дихромат-ион, в свою очередь, устойчив только в кислотной и, отчасти, в нейтральной среде, а в
щелочной превращается в хромат-ион:
Cr2O72- + 2OH- = 2CrO42- + H2O
Так как в кислотной среде окислительные свойства кислотных остатков оксокислот всегда
проявляются сильнее, чем в щелочной, дихромат-ион значительно более сильный окислитель, чем
хромат-ион. И наоборот, гексагидроксохромат (+3) - ионы, существующие только в щелочной среде,
легко окисляются до хроматов (+6) такими сильными окислителями, как хлор, бром или пероксид
водорода.
Как и металлический марганец, хром проявляет восстановительные свойства, легко окисляясь
ионами оксония (без доступа кислорода – до Cr2+, на воздухе – до Cr3+). Ион Cr2+, в отличие от Mn2+, –
очень сильный восстановитель; он легко окисляется кислородом воздуха, восстанавливает ионы Fe3+ до
Fe2+, а также вступает и в другие ОВР.
Кристаллический оксид хрома (VI) – очень сильный окислитель. Как и оксид марганца (VII), это
кислотный оксид. Он легко реагирует с водой с образованием хромовой кислоты H 2CrO4.
Следовательно, в ОВР он может вступать только в твердом виде. В частности, органические вещества
при соприкосновении с CrO3 окисляются до углекислого газа, сероводород – до SO2, аммиак – до азота.
Составление уравнений ОВР с участием растворов соединений хрома полностью аналогично
составлению уравнений реакций в случае соединений марганца, поэтому здесь приводятся лишь
уравнения полуреакций ионов, содержащих хром:
Cr2O72- + 14H3O+ + 6e– = 2Cr3+ + 21H2O
CrO42- + 4H2O + 3e– = [Cr(OH)6]3- + 2OH[Cr(OH)6]3- + 2OH- – 3e– = CrO42- + 4H2O
Cr2+ – e– = Cr3+
Рассмотрим примеры реакций, которые не являются окислительно - восстановительными:
1. В кислой среде хроматы превращаются в оранжевые дихроматы Cr2O72-:
2K2CrO4 + H2SO4
K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
2. В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:
K2Cr2O7 + 2KOH
2K2CrO4 + H2O
кислая среда
2-
2CrO4 + 2H
+
Cr2O72- + H2O
щелочная среда
CrO3 - кислотный оксид, со щелочами образует жёлтые хроматы CrO42-:
CrO3 + 2KOH
K2CrO4 + H2SO4
K2Cr2O7 + H2SO4
K2CrO4 + H2O
CrO3 + K2SO4 + H2O
2CrO3 + K2SO4 + H2O
Пример 1. Составить уравнение реакции, протекающей при взаимодействии бихромата калия,
серной кислоты и углерода.
K+, Cr2O7 2-, H2O, C0, SO4 2-, H+
В кислой среде бихромат калия образует соли Cr+3:
Cr2O72- + 14H3O+ + 6е- = 2Сr3+ +7H2O
2
C0 + 2H2O – 4e- = CO2 + 4H3O+
3
3C0 + 2Cr2O72- + 28 16H3O+ + 6H2O = 4Сr3+ + 3CO2 + 12H3O+ + 14 8 H2O
3C0 + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 2Сr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 3CO2 + 8H2O
Пример 2. Составить уравнение реакции, протекающей при взаимодействии бихромата калия и
соляной кислоты.
K+, Cr2O7 2-, Cl-, H+
1. В кислой среде бихромат калия образует соли Cr+3:
Cr2О72- + 14 Н+ + 6е- = 2Сr3+ + 7Н2О 1
2Cl- + 2e- = Cl20
3
2. Добавив в обе части уравнения необходимое количество ионов, запишем молекулярное уравнение:
K2Cr2O7 + 14 HCl = 2СrСl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
Пример 3. Составить уравнение реакции, протекающей при взаимодействии бихромата натрия и
гидроксида цезия (реакция не ОВР).
Na+, Cr2O7 2-,Cs+, OHNa2Cr2O7 + 2CsOH = Na2CrO4 + Cs2CrO4 + H2O
Пример 4. Составить уравнение реакции, протекающей при взаимодействии бихромата калия и
концентрированной серной кислотой (реакция не ОВР).
К2Cr2O7 + 2H2SO4 = 2CrO3 + 2КHSO4 + H2O