Хром хлор 3 плюс вода

Соли хрома: химические свойства и получение

Соли хрома

Соли хрома (II)

Все соли хрома (II) – сильные восстановители. В растворах окисляются даже кислородом воздуха.

Например , хлорид хрома (II) окисляется кислородом в растворе в присутствии щелочи до соединений хрома (III):

Концентрированные кислоты-окислители (азотная и серная) также окисляют соединения хрома (II):

Соли хрома (III)

Хром с валентностью III образует два типа солей:

• Соли, в которых хром (III) является катионом. Например , хлорид хрома (III) CrCl₃.
• Соли, в которых хром (III) входит в состав кислотного остатка – хромиты и гидроксокомплексы хрома (III) . Например , хромит калия, KCrO₂. или гексагидроксохромат (III) калия K₃[Cr(OH)₆].

1. Соли хрома (III) проявляют слабые восстановительные свойства . окисляются под действием сильных окислителей в щелочной среде.

Например , бром в присутствии гидроксида калия окисляет хлорид хрома (III):

2CrCl₃ + 3Br₂ + 16KOH → 2K₂CrO₄ + 6KBr + 6KCl + 8H₂O

или сульфат хрома (III):

Пероксид водорода в присутствии щелочи также окисляет соли хрома (III):

Даже перманганат калия в щелочной среде окисляет соли хрома (III):

Комплексные соли хрома (III) также окисляются сильными окислителями в присутствии щелочей.

Например , гексагидроксохроматы окисляются бромом в щелочи:

Оксид свинца (IV) также окисляет хромиты:

2. Соли хрома (III) в щелочной среде образуют гидроксид хрома (III), который сразу растворяется, образуя гидроксокомплекс.

2CrCl₃ + 6KOH → 2Cr(OH)₃ + 6KCl

3. Более активные металлы вытесняют хром (III) из солей.

Например , цинк реагирует с хлоридом хрома (III):

Гидролиз солей хрома (III)

Растворимые соли хрома (III) и сильных кислот гидролизуются по катиону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: Cr 3+ + H₂O = CrOH 2+ + H +

II ступень: CrOH 2+ + H₂O = Cr(OH )₂ + + H +

Однако сульфиды, сульфиты, карбонаты хрома (III) и их кислые соли гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой в момент образования.

Например , при сливании растворов солей хрома (III) и сульфита, гидросульфита, карбоната или сульфида натрия протекает взаимный гидролиз:

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Хромиты

Соли, в которых хром (III) входит в состав кислотного остатка (хромиты) — образуются из оксида хрома (III) при сплавлении с щелочами и основными оксидами:

Для понимания свойств хромитов их удобно мысленно разделить на два отдельных вещества.

Например , хромит натрия мы поделим мысленно на два вещества: оксид хрома (III) и оксид натрия.

NaСrO₂ разделяем на Na₂O и Cr₂O₃

При этом очевидно, что хромиты реагируют с кислотами. При недостатке кислоты образуется гидроксид хрома (III):

NaCrO₂ + HCl _{(недостаток)} + H₂O → Cr(OH)₃ + NaCl

В избытке кислоты гидроксид хрома (III) не образуется:

NaCrO₂ + 4HCl _{(избыток)} → CrCl₃ + NaCl + 2H₂O

NaCrO₂ + 4HCl → CrCl₃ + NaCl + 2H₂O

Под действием избытка воды хромиты гидролизуются:

Соли хрома (VI)

Оксиду хрома ( VI ) соответствуют две кислоты – хромовая Н₂ CrO ₄ и дихромовая Н₂ Cr ₂ O ₇. Поэтому хром в степени окисления +6 образует два типа солей: хроматы и дихроматы.

Например , хромат калия K₂CrO₄ и дихромат калия K₂Cr₂O₇.

1. Различить эти соли довольно легко: хроматы желтые, а дихроматы оранжевые. Хроматы устойчивы в щелочной среде, а дихроматы устойчивы в кислой среде.

При добавлении к хроматам кислот они переходят в дихроматы.

Например , хромат калия взаимодействует с серной кислотой и разбавленной соляной кислотой с образованием дихромата калия:

И наоборот: дихроматы реагируют с щелочами с образованием хроматов.

Например , дихромат калия взаимодействует с гидроксидом калия с образованием хромата калия:

Видеоопыт взаимных переходов хроматов и дихроматов при добавлении кислоты или щелочи можно посмотреть здесь.

2. Хроматы и дихроматы проявляют сильные окислительные свойства. При взаимодействии с восстановителями они восстанавливаются до соединений хрома (III).

В нейтральной среде хроматы и дихроматы восстанавливаются до гидроксида хрома (III).

Например , дихромат калия реагирует с сульфитом натрия в нейтральной среде:

Хромат калия окисляет сульфид аммония:

При взаимодействии с восстановителями в щелочной среде хроматы и дихроматы образуют комплексные соли.

Например , хромат калия окисляет гидросульфид аммония в щелочной среде:

Хромат натрия окисляет сернистый газ:

Хромат натрия окисляет сульфид натрия:

При взаимодействии с восстановителями в кислой среде хроматы и дихроматы образуют соли хрома (III).

Например , дихромат калия окисляет сероводород в присутствии серной кислоты:

Дихромат калия окисляет йодид калия, фосфид кальция, соединения железа (II), сернистый газ, концентрированную соляную кислоту:

Источник

Хром (III) хлорид — Chromium(III) chloride

• 10025-73-7Y
• 10060-12-5 (гексагидрат) Y

• ЧЕБИ: 53351Y

• ChEMBL1200528N

• 4954736Y

• Z310X5O5RPY
• KB1PCR9DMW (гексагидрат) Y

CrCl ₃ Молярная масса 158,36 г / моль (безводный)
266,45 г / моль (гексагидрат) Появление фиолетовый (безводный), темно-зеленый (гексагидрат) Плотность 2,87 г / см 3 (безводный)
1,760 г / см 3 (гексагидрат) Температура плавления 1152 ° C (2106 ° F, 1425 K) (безводный)
83 ° C (гексагидрат) Точка кипения 1300 ° С (2370 ° F, 1570 К) разлагается малорастворимый (безводный)
585 г / л (гексагидрат) Растворимость нерастворим в этаноле
нерастворим в эфире , ацетоне Кислотность (p K _a ) 2,4 (0,2 М раствор) + 6890,0 · 10 −6 см 3 / моль Состав Восьмигранный Опасности Паспорт безопасности ICSC 1316 (безводный)
ICSC 1532 (гексагидрат) Пиктограммы GHS Сигнальное слово GHS Опасность

точка возгорания Не воспламеняется Смертельная доза или концентрация (LD, LC): 1870 мг / кг (перорально, крыса) NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): 250 мг / м 3 Родственные соединения N проверить ( что есть ?) Y N Ссылки на инфобоксы

Хлорид хрома (III) (также называемый хлоридом хрома ) описывает любое из нескольких соединений формулы CrCl ₃ • x H ₂ O , где x может быть 0, 5 и 6. Безводное соединение с формулой CrCl ₃ имеет фиолетовый цвет. твердый. Наиболее распространенная форма трихлорида является темно — зеленый гекса гидрата , циклический ₃ • 6 Н ₂ О . Хлориды хрома находят применение в качестве катализаторов и предшественников красителей для шерсти.

СОДЕРЖАНИЕ

Состав

Безводный хлорид хрома (III) принимает структуру YCl ₃ , при этом Cr 3+ занимает одну треть октаэдрических пустот в чередующихся слоях псевдокубической плотноупакованной решетки ионов Cl — . Отсутствие катионов в чередующихся слоях приводит к слабой связи между соседними слоями. По этой причине кристаллы CrCl ₃ легко раскалываются по плоскостям между слоями, что приводит к чешуйчатому ( слюдистому ) виду образцов хлорида хрома (III).

Модель заполнения пространства кубической плотной упаковки хлорид-ионов в кристаллической структуре CrCl ₃

Гидраты хлорида хрома (III)

Хлориды хрома (III) демонстрируют несколько необычное свойство присутствия в ряде различных химических форм (изомеров), которые различаются количеством хлорид-анионов, координированных с Cr (III) и кристаллизационной водой . Различные формы существуют как в твердом виде, так и в водных растворах. Известно несколько членов ряда [CrCl _{3− n} (H ₂ O) _n ] z + . Основной гексагидрат может быть более точно описан как [циклическими ₂ (Н ₂ O) ₄ ] Cl 2 • H ₂ O . Он состоит из катиона транс- [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ] + и дополнительных молекул воды и хлорид-аниона в решетке. Известны два других гидрата: бледно-зеленый [CrCl (H ₂ O) ₅ ] Cl ₂ • H ₂ O и фиолетовый [Cr (H ₂ O) ₆ ] Cl ₃ . Аналогичное поведение наблюдается и с другими соединениями хрома (III).

Подготовка

Безводный хлорид хрома (III) , могут быть получены путем хлорирования из хрома металла непосредственно или косвенно путем карботермического хлорирования оксида хрома (III) при 650-800 ° С

Дегидратация триметилсилилхлоридом в ТГФ дает сольват:

Его также можно получить обработкой гексагидрата тионилхлоридом :

Гидратированные хлориды получают обработкой хромата соляной кислотой и метанолом.

Реакции

Низкие скорости реакции обычны для комплексов хрома (III). Низкую реакционную способность иона d 3 Cr 3+ можно объяснить с помощью теории кристаллического поля . Одним из способов раскрытия CrCl ₃ до замещения в растворе является уменьшение даже следовых количеств до CrCl ₂ , например, с использованием цинка в соляной кислоте . Это соединение хрома (II) легко подвергается замещению, и оно может обмениваться электронами с CrCl ₃ через хлоридный мостик, позволяя всему CrCl ₃ быстро реагировать.

Однако в присутствии некоторого количества хрома (II) твердый CrCl ₃ быстро растворяется в воде. Точно так же реакции замещения лигандов в растворах [CrCl ₂ (H ₂ O) ₄ ] + ускоряются хромовыми (II) катализаторами.

С расплавленными хлоридами щелочных металлов, такими как хлорид калия , CrCl ₃ дает соли типа M ₃ CrCl ₆ и K ₃ Cr ₂ Cl ₉ , которые также являются октаэдрическими, но в которых два хрома связаны тремя хлоридными мостиками.

Комплексы с органическими лигандами

CrCl ₃ представляет собой кислоту Льюиса , классифицируемую как «твердая» в соответствии с теорией твердой-мягкой кислоты-основания . Он образует множество аддуктов типа [CrCl ₃ L ₃ ] z , где L — основание Льюиса . Например, он реагирует с пиридином ( C
5 ЧАС
5 N ) с образованием аддукта:

Обработка триметилсилилхлоридом в ТГФ дает безводный комплекс ТГФ:

Предшественник хроморганических комплексов

Хлорид хрома (III) используется в качестве предшественника многих хроморганических соединений , например бис (бензол) хрома , аналога ферроцена :

Комплексы фосфина, полученные из CrCl _3, катализируют тримеризацию этилена до 1-гексена .

Использование в органическом синтезе

Одно из применений ниши циклических ₃ в органическом синтезе является для на месте получения хрома хлорида (II) , реагент для уменьшения алкилгалогенидов и для синтеза ( Е ) -алкенили галогениды. Реакцию обычно проводят, используя два моля CrCl ₃ на моль алюмогидрида лития , хотя, если подходят водные кислотные условия, цинка и соляной кислоты может быть достаточно.

Хлорид хрома (III) также использовался в качестве кислоты Льюиса в органических реакциях, например, для катализа нитрозо- реакции Дильса-Альдера .

Красители

Ряд хромсодержащих красителей используется в коммерческих целях для шерсти. Типичными красителями являются триарилметаны, состоящие из производных орто-гидроксилбензойной кислоты.

Меры предосторожности

Хотя трехвалентный хром гораздо менее ядовит, чем шестивалентный , соли хрома обычно считаются токсичными.

Источник