BÀI 34: CROM VÀ HỢP CHẤT CROM

BÀI 34: CROM VÀ HỢP CHẤT CROM

A. CROM

I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN – CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

-  Crom ở ô thứ 24, thuộc nhóm VIB, chu kỳ 4 của bảng tuần hoàn

-  Phân bố  electron theo mức năng lượng: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵  ==> nguyên tố d.

-  Cấu hình electron nguyên tử : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ hay [Ar]3d⁵4s¹    

-  Số electron hóa trị : 6 ==> Cr có số oxi hóa từ +1 → +6, phổ biến là +2, +3, +6

-  Cr có cấu tạo mạng lập phương tâm khối..

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ:

- Crom màu trắng ánh bạc, rất cứng ( rạch được thủy tinh ) độ cứng chỉ thua kim cương.

- Khối lượng riêng lớn : D = 7,2g/cm³ ==> Cr là kim loại nặng.

-Nhiệt độ nóng chảy cao.: 1890^oC

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC:  Crom có tính khử mạnh hơn sắt.

         1. Tác dụng  với phi kim:

·        Ở nhiệt độ thường, crom không phản ứng với oxi vì tạo màng mỏng Cr₂O₃ mịn, đặc chắc và bền vững bảo vệ Cr.  Cr chỉ phản ứng với Flo.

·        Ở nhiệt độ cao:  phi kim oxi hóa Cr đến số oxi hóa +3:

   2. Tác dụng với nước:  không  tác dụng với nước do có màng oxit bảo vệ.

         3. Tác dụng với axit:

                  a. Với HCl, H₂SO₄ loãng, nóng:    Cr  +  2H⁺ →   Cr²⁺ +  H₂     

Chú ý: Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nguội.

                  IV. ỨNG DỤNG – SẢN XUẤT :

         1. Ứng dụng:  * Sản xuất thép không gỉ, thép siêu cứng

                                 * mạ crom lên đồ vật bằng thép để bảo vệ kim loại và tạo vẻ đẹp.

         2. Sản xuất:  Nguyên liệu : Quặng cromit : FeO.Cr₂O₃ có lẫn Al₂O₃ và SiO₂

          Tách Cr₂O₃ từ quặng, điều chế Crom bằng phương pháp nhiệt nhôm

                               2Al  +   Cr₂O₃  →   2Cr   +  Al₂O₃ ( độ tinh khiết 97 – 99% )

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CROM.

I. HỢP CHẤT CROM (III): Cr₂O₃, Cr(OH)₃, CrCl₃, NaCrO₂, KCrO₂.

         1. Crom (III)oxit: Cr₂O₃ : chất rắn, màu lục thẫm, không tan trong nước

                  Crom (III) oxit có tính lưỡng tính: tan trong dung dịch axit và kiềm đặc. Cr₂O₃ dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh.

                                    Cr₂O₃  +     HCl    →    3H₂O           + 2CrCl₃

                          Cr₂O₃  +   NaOH ( đặc)  →   2NaCrO₂ + H₂O.( giống Al₂O₃)

                                                                              Natri cromit ( lục đậm )

         2. Crom (III) hidroxit Cr(OH)₃ : rắn dạng keo, màu lục xám, không tan trong nước.

                  Cr(OH)₃ là một hidroxit lưỡng tính, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm

                               Cr(OH)₃ +  NaOH  →   NaCrO­₂+2H₂O

                               Cr(OH)₃ +      HCl   →   CrCl₃+3H₂O

         3. Hợp chất crom (III) vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.

Giải thích:  Vì ở trạng thái số oxi hóa trung gian, ion Cr³⁺ trong dung dịch vừa có tính oxi hóa ( trong môi trường axit), vừa có tính khử (trong môi trường baz).

                  Thí dụ:   2CrCl₃  +  Zn   →  ZnCl₂  +   2CrCl₂

                                   2 Cr³⁺  +  Zn  →   2Cr²⁺  +  Zn²⁺

                 2 NaCrO₂ +  3Br₂ +  8NaOH →  2Na₂CrO₄  +  6NaBr  +  4H₂O

                     2CrO₂⁻  +  3Br₂  +  8OH⁻  →  2CrO₄²⁻  +  6Br⁻ +  4H₂O

II. HỢP CHẤT CROM (VI):  CrO₃ , muối cromat Na₂CrO₄, K₂CrO₄; muối dicromat K₂Cr₂O_7, Na₂Cr₂O₇ .

         1. Crom (VI) oxit: chất rắn màu đỏ thẫm

                  CrO₃ là oxit axit :  CrO₃ +  H₂O  →  H₂CrO₄ ( axit cromic)

                                                  2CrO₃  +  H₂O →  H₂Cr₂O₇ ( axit dicromic)

                     2 axit này chỉ tồn tại trong dung dịch,không tách ra được ở dạng tự do.

                  CrO₃ là chất oxi hóa mạnh.  S, P, C, NH₃, C₂H₅OH bốc cháy khi tiếp xúc với CrO₃

                                                     2CrO₃ +  2NH₃  →   Cr₂O₃ +  N₂ + 3H₂O

         2. Muối cromat:  CrO₄ ²⁻  màu vàng, bền trong môi trường baz. Trong môi trường axit, chuyển đổi thành muối dicromat Cr₂O₇²⁻ màu da cam : 

2Na₂CrO₄  +  H₂SO₄ →  Na₂Cr₂O₇  +  Na₂SO₄ +  H₂O

         3. Muối Dicromat:  Cr₂O₇²⁻ da cam , bền trong môi trường axit. Trong môi trường baz, chuyển đổi thành muối cromat CrO₄ ²⁻ vàng.       

Na₂Cr₂O₇  + 2NaOH  →  2Na₂CrO₄ + H₂O

                         ( vàng)                                ( da cam)

         Các muối cromat CrO₄²⁻ và dicromat Cr₂O₇²⁻ có tính oxi hóa mạnh. Trong môi trường axit, muối crom (VI) bị khử thành muối crom (III): 

          K₂Cr₂O₇  +  6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ +  7H₂O