Formula cu sulfură de crom. Compuși trivalenți ai cromului
Oxid de crom (III) Cr 2 O 3 . Microcristale hexagonale verzi. tpl = 2275°C, t fierbere = 3027°C, densitatea este de 5,22 g/cm3. Prezintă proprietăți amfotere. Antiferomagnetic sub 33°C și paramagnetic peste 55°C. Se dizolvă în dioxid de sulf lichid. Puțin solubil în apă, acizi diluați și alcalii. Se obține prin interacțiunea directă a elementelor la temperaturi ridicate, încălzirea CrO în aer, calcinarea cromatului sau dicromatului de amoniu, hidroxidului sau nitratului de crom (III), cromatului de mercur (I), dicromatul de mercur. Folosit ca pigment verde în pictură și pentru colorarea porțelanului și a sticlei. Pulberea cristalină este folosită ca material abraziv. Folosit pentru a produce rubine artificiale. Servește ca catalizator pentru oxidarea amoniacului în aer, sinteza amoniacului din elemente și altele.
Tabelul 6.
Se poate obține prin interacțiunea directă a elementelor, prin calcinarea azotatului de crom(III) sau a anhidridei cromice, descompunerea cromatului sau dicromatului de amoniu, încălzirea cromaților metalici cu cărbune sau sulf:
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.
Oxidul de crom (III) prezintă proprietăți amfotere, dar este foarte inert și greu de dizolvat în acizi apos și alcalii. Când este fuzionat cu hidroxizi sau carbonați de metale alcaline, se transformă în cromații corespunzători:
Cr 2 O 3 + 4KOH + KClO 3 → 2K 2 CrO 4 + KCl + 2H 2 O.
Duritatea cristalelor de oxid de crom (III) este comparabilă cu duritatea corindonului, prin urmare, Cr 2 O 3 este principiul activ al multor paste de șlefuit și de șlefuit în industria mecanică, optică, bijuterii și ceasuri. De asemenea, este folosit ca pigment verde în pictură și pentru colorarea unor pahare, ca catalizator pentru hidrogenarea și dehidrogenarea anumitor compuși organici. Oxidul de crom (III) este destul de toxic. Dacă ajunge pe piele, poate provoca eczeme și alte boli ale pielii. Inhalarea aerosolului de oxid este deosebit de periculoasă, deoarece poate provoca boli grave. MPC 0,01 mg/m3. Prevenire – utilizarea echipamentului individual de protecție.
Hidroxid de crom (III) Cr(OH) 3 . Are proprietăți amfotere. Puțin solubil în apă. Se transformă cu ușurință într-o stare coloidală. Se dizolvă în alcalii și acizi. Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 795,9 S.cm 2 /mol. Se obține sub formă de precipitat verde gelatinos la tratarea sărurilor de crom (III) cu alcalii, în timpul hidrolizei sărurilor de crom (III) cu carbonați de metale alcaline sau sulfură de amoniu.
Tabelul 7.
Fluorura de crom (III) CrF 3 . Cristale rombice paramagnetice verzi. t pl = 1200°C, t fierbere = 1427°C, densitatea este de 3,78 g/cm3. Este solubil în acid fluorhidric și ușor solubil în apă. Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 367,2 cm 2 /mol. Se obtine prin actiunea acidului fluorhidric asupra oxidului de crom (III), prin trecerea acidului fluorhidric peste clorura de crom (III) incalzita la 500-1100 o C. Soluțiile apoase sunt folosite la producerea mătăsii, la prelucrarea lânii și la fluorurarea derivaților halogenați ai etanului și propanului.
Clorura de crom(III) CrCl 3 . Cristalele paramagnetice hexagonale au culoarea piersicului. Se dizolvă în aer. tpl = 1150°C, densitatea este de 2,87 g/cm3. CrCl3 anhidru este ușor solubil în apă, alcool, eter, acetaldehidă și acetonă. Este redus la temperaturi ridicate la crom metalic de calciu, zinc, magneziu, hidrogen și fier. Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 430,05 cm 2 /mol. Se obține prin interacțiunea directă a elementelor la încălzire, prin acțiunea clorului asupra unui amestec de oxid de crom (III) încălzit la 700-800 o C cu cărbune sau pe sulfură de crom (III) încălzită la căldură roșie. Folosit ca catalizator în reacțiile de sinteză organică.
Tabelul 8.
în stare anhidră, o substanță cristalină cu culoarea florilor de piersic (aproape de violet), puțin solubilă în apă, alcool, eter etc., chiar și la fiert. Cu toate acestea, în prezența unor urme de CrCl 2, dizolvarea în apă are loc rapid cu o eliberare mare de căldură. Poate fi obținut prin interacțiunea elementelor la o temperatură încinsă, prin tratarea unui amestec de oxid de metal și cărbune cu clor la 700–800°C, sau prin reacția CrCl 3 cu vapori de CCl 4 la 700-800°C:
Cr 2 O 3 + 3C + 3Cl 2 → 2CrCl 3 + 3CO
2Cr 2 O 3 + 3CCl 4 → 4CrCl 3 + 3CO 2.
Formează mai mulți hexahidrați izomeri, ale căror proprietăți depind de numărul de molecule de apă situate în sfera de coordonare internă a metalului. Clorura de hexaacvacrom (III) (clorură de Recourt violet) Cl 3 - cristale de culoare gri-albastru, clorură de cloropentaacvacrom (III) (clorura de Bjerrum) Cl 2 H 2 O - substanță verde deschis higroscopică; clorură de diclortetraacvacrom (III) (clorura de Recourt verde) Cl 2H 2 O – cristale de culoare verde închis. În soluțiile apoase se stabilește un echilibru termodinamic între cele trei forme, în funcție de mulți factori. Structura izomerului poate fi determinată de cantitatea de clorură de argint pe care o precipită dintr-o soluție rece de azotat de AgNO 3, deoarece anionul clorură inclus în sfera interioară nu interacționează cu cationul Ag +. Clorura de crom anhidru este utilizată pentru aplicarea acoperirilor de crom pe oțel prin depunere chimică de vapori și este o componentă a unor catalizatori. Hidrații de CrCl 3 sunt un mordant pentru vopsirea țesăturilor. Clorura de crom (III) este toxică.
Bromură de crom (III) CrBr 3 . Cristale hexagonale verzi. tpl = 1127°C, densitatea este de 4,25 g/cm3. Se sublimează la 927°C. Redus la CrBr 2 de hidrogen atunci când este încălzit. Se descompune prin alcalii și se dizolvă în apă numai în prezența sărurilor de crom (II). Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 435,3 cm 2 /mol. Se obtine prin actiunea vaporilor de brom in prezenta azotului asupra cromului metalic sau asupra unui amestec de oxid de crom (III) cu carbune la temperatura ridicata.
Iodură de crom (III) CrI 3 . Cristale violet-negru. Stabil în aer la temperaturi normale. La 200°C reacţionează cu oxigenul pentru a elibera iod. Se dizolvă în apă în prezența sărurilor de crom (II). Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 431,4 cm 2 /mol. Se obține prin acțiunea vaporilor de iod asupra cromului încălzit la căldură roșie.
Oxifluorura de crom (III) CrOF. Substanță verde solidă. Densitatea este de 4,20 g/cm3. Stabil la temperaturi ridicate și se descompune când este răcit. Se obține prin acțiunea fluorurii de hidrogen asupra oxidului de crom (III) la 1100 o C.
Sulfura de crom(III) Cr 2 S 3 . Cristale negre paramagnetice. Densitatea este de 3,60 g/cm3. Se hidrolizează cu apă. Reacționează slab cu acizii, dar este oxidat de acid azotic, acva regia sau nitrați de metale alcaline topite. Se obține prin acțiunea vaporilor de sulf asupra cromului metal la temperaturi peste 700 o C, prin topirea Cr 2 O 3 cu sulf sau K 2 S, prin trecerea hidrogenului sulfurat peste Cr 2 O 3 sau CrCl 3 foarte încălzit.
Sulfat de crom (III) Cr 2 (ASA DE 4 ) 3 . Cristale paramagnetice violet-rosu. Densitatea este de 3,012 g/cm3. Sulfatul de crom (III) anhidru este ușor solubil în apă și acizi. Se descompune la temperaturi ridicate. Soluțiile apoase sunt violet când sunt reci și verzi când sunt încălzite. Hidraţii cristalini de CrS04nH20 sunt cunoscuţi (n=3, 6, 9, 12, 14, 15, 17, 18). Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 882 cm 2 /mol. Se obține prin deshidratarea hidraților cristalini sau încălzirea Cr 2 O 3 cu sulfat de metil la 160-190 o C. Se folosește pentru tăbăcirea pieilor și ca mordant pentru vopsire în producția de tipar calico.
Ortofosfat de crom (III) CrPO 4 . Pudra neagra. tpl = 1800°C, densitatea este de 2,94 g/cm3. Puțin solubil în apă. Reacționează lent cu acid sulfuric fierbinte. Hidraţii cristalini de CrP04nH2O sunt cunoscuţi (n=2, 3, 4, 6). Conductivitatea electrică molară la diluție infinită la 25 o C este de 408 cm 2 /mol. Obținut prin deshidratarea hidraților cristalini.
Alaun de crom-potasiu K 2 ASA DE 4 Cr 2 (ASA DE 4 ) 3 24 ore 2 O, cristale violet închis, destul de solubile în apă. Poate fi obținut prin evaporarea unei soluții apoase care conține un amestec stoechiometric de sulfați de potasiu și crom sau prin reducerea dicromatului de potasiu cu etanol:
Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 24H 2 O →K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4) 3 24H 2 O↓ (prin evaporare)
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
Alaunul crom-potasic este folosit mai ales în industria textilă, pentru tăbăcirea pieilor.
Prin descompunerea atentă a oxidului de crom(VI) CrO 3 în condiții hidrotermale, se obține oxidul crom( IV ) CrO 2, care este feromagnetic și are conductivitate metalică.
1) Oxid de crom (III).
Oxidul de crom poate fi obținut:
Descompunerea termică a dicromatului de amoniu:
(NH 4 ) 2 C 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Reducerea dicromatului de potasiu cu carbon (cocs) sau sulf:
2K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2
K 2 Cr 2 O 7 + S Cr 2 O 3 + K 2 SO 4
Oxidul de crom (III) are proprietăți amfotere.
Oxidul de crom (III) formează săruri cu acizi:
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O
Când oxidul de crom (III) este fuzionat cu oxizi, hidroxizi și carbonați ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase, se formează cromați (III) (cromiți):
Сr 2 O 3 + Ba(OH) 2 Ba(CrO 2) 2 + H 2 O
Сr 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaCrO 2 + CO 2
Cu topituri alcaline de agenți oxidanți – cromați (VI) (cromați)
Cr 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O
Cr 2 O 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 5H 2 O
Cr 2 O 3 + O 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O
Cr 2 O 3 + 3O 2 + 4Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 4CO 2
Сr 2 O 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2 CO 3 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 + 3NaNO 2
Cr 2 O 3 + KClO 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + KCl + 2CO 2
2) Hidroxid de crom (III).
Hidroxidul de crom (III) are proprietăți amfotere.
2Cr(OH)3 = Cr2O3 + 3H2O
2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O
3) Săruri de crom (III).
2CrCl 3 + 3Br 2 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 6KCl + 8H 2 O
2CrCl 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Br 2 + 16NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6KMnO 4 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6K 2 MnO 4 + 3K 2 SO 4 + 8H 2O.
2Na 3 + 3Br 2 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O
2K 3 + 3Br 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O
2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O
Cr 2 S 3 + 30HNO 3 (conc.) = 2Cr(NO 3) 3 + 3H 2 SO 4 + 24NO 2 + 12H 2 O
2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2
Cromații (III) reacționează ușor cu acizii:
NaCrO 2 + HCl (deficit) + H 2 O = Cr(OH) 3 + NaCl
NaCrO 2 + 4HCl (exces) = CrCl 3 + NaCl + 2H 2 O
K 3 + 3CO 2 = Cr(OH) 3 ↓ + 3NaHCO 3
În soluție, ele suferă hidroliză completă
NaCrO 2 + 2H 2 O = Cr(OH) 3 ↓ + NaOH
Majoritatea sărurilor de crom sunt foarte solubile în apă, dar sunt ușor hidrolizate:
Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +
СrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl
Sărurile formate din cationi de crom (III) și un anion acid slab sau volatil sunt complet hidrolizate în soluții apoase:
Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
Compuși ai cromului (VI).
1) Oxid de crom (VI).
Oxid de crom (VI). Foarte otravitor!
Oxidul de crom(VI) poate fi preparat prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra cromaților sau dicromaților uscați:
Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O
Oxid acid care interacționează cu oxizi bazici, baze, apă:
CrO 3 + Li 2 O → Li 2 CrO 4
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
Cr03 + H20 = H2Cr04
2CrO3 + H2O = H2Cr2O7
Oxidul de crom (VI) este un agent oxidant puternic: oxidează carbonul, sulful, iodul, fosforul, transformându-se în oxid de crom (III).
4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.
4CrO 3 + 3S = 2Cr 2 O 3 + 3SO 2
Oxidarea sărurilor:
2CrO 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 3K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Oxidarea compușilor organici:
4CrO 3 + C 2 H 5 OH + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 2 + 2CO 2 + 9H 2 O
Agenții oxidanți puternici sunt sărurile acizilor cromici - cromații și dicromații. Produșii de reducere ai căror produse sunt derivați de crom (III).
Într-un mediu neutru, se formează hidroxidul de crom (III):
K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2KOH
2K 2 CrO 4 + 3(NH 4) 2 S + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 6NH 3 + 4KOH
În alcaline – hidroxocromați (III):
2K 2 CrO 4 + 3NH 4 HS + 5H 2 O + 2KOH = 3S + 2K 3 + 3NH 3 H 2 O
2Na 2 CrO 4 + 3SO 2 + 2H 2 O + 8NaOH = 2Na 3 + 3Na 2 SO 4
2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 S + 8H 2 O = 3S + 2Na 3 + 4NaOH
În săruri acide – crom (III):
3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O
8K 2 Cr 2 O 7 + 3Ca 3 P 2 + 64HCl = 3Ca 3 (PO 4) 2 + 16CrCl 3 + 16KCl + 32H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3KNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3KNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 7H 2 O + 2KCl
K 2 Cr 2 O 7 + 3SO 2 + 8HCl = 2KCl + 2CrCl 3 + 3H 2 SO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + 16HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 8H 2 O + 4KCl
Produsul de recuperare în diverse medii poate fi reprezentat schematic:
Precipitat de H20Cr(OH)3 gri-verde
K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)
OH – 3 – soluție verde smarald
K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ soluție albastru-violet
Săruri ale acidului cromic – cromați – Culoarea galbena, iar sărurile acidului dicromic - dicromații - sunt portocalii. Prin schimbarea reacției soluției, este posibil să se realizeze conversia reciprocă a cromaților în dicromați:
2K 2 CrO 4 + 2HCl (diluat) = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 O + CO 2 = K 2 Cr 2 O 7 + KHCO 3
2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O
mediu alcalin
Crom. Compușii cromului.
1. Sulfura de crom (III) a fost tratată cu apă, a fost eliberat gaz și a rămas o substanță insolubilă. La această substanță s-a adăugat o soluție de hidroxid de sodiu și s-a trecut clor gazos, iar soluția a căpătat o culoare galbenă. Soluția a fost acidulată cu acid sulfuric, ca urmare culoarea s-a schimbat în portocaliu; Gazul eliberat atunci când sulfura a fost tratată cu apă a fost trecut prin soluția rezultată, iar culoarea soluției s-a schimbat în verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
2. După încălzirea scurtă a unei substanțe pulverulente necunoscute a unei substanțe portocalii, o substanță de culoare portocalie începe o reacție spontană, care este însoțită de o schimbare a culorii în verde, eliberarea de gaz și scântei. Reziduul solid a fost amestecat cu hidroxid de potasiu și încălzit, substanța rezultată a fost adăugată la soluția diluată de acid clorhidric, se formează un precipitat verde, care se dizolvă în exces de acid. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
3. Două săruri transformă flacăra în violet. Una dintre ele este incoloră și, atunci când este ușor încălzită cu acid sulfuric concentrat, lichidul în care se dizolvă cuprul este distilat; ultima transformare este însoțită de eliberarea de gaz maro. Când se adaugă o a doua sare a unei soluții de acid sulfuric în soluție, culoarea galbenă a soluției se schimbă în portocaliu, iar când soluția rezultată este neutralizată cu alcali, culoarea inițială este restabilită. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
4. Hidroxidul de crom trivalent a fost tratat cu acid clorhidric. La soluția rezultată s-a adăugat potasiu, precipitatul care s-a format s-a separat și s-a adăugat la o soluție concentrată de hidroxid de potasiu, ca urmare a căreia precipitatul s-a dizolvat. După adăugarea în exces de acid clorhidric, s-a obținut o soluție verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
5. Când s-a adăugat acid clorhidric diluat la soluția de sare galbenă, care colorează violetul de flacără, culoarea s-a schimbat în roșu-portocaliu. După neutralizarea soluției cu alcali concentrat, culoarea soluției a revenit la culoarea inițială. Când se adaugă clorură de bariu la amestecul rezultat, se formează un precipitat galben. Precipitatul a fost filtrat şi s-a adăugat o soluţie de azotat de argint la filtrat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
6. Soda a fost adăugată la soluția de sulfat de crom trivalent. Precipitatul rezultat a fost separat, transferat într-o soluţie de hidroxid de sodiu, brom a fost adăugat şi încălzit. După neutralizarea produșilor de reacție cu acid sulfuric, soluția capătă o culoare portocalie, care dispare după trecerea dioxidului de sulf prin soluție. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
7) Pulberea de sulfură de crom (III) a fost tratată cu apă. Precipitatul cenușiu-verde rezultat a fost tratat cu apă cu clor în prezență de hidroxid de potasiu. La soluția galbenă rezultată a fost adăugată o soluție de sulfit de potasiu și s-a format din nou un precipitat gri-verde, care a fost calcinat până când masa a fost constantă. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
8) Pulberea de sulfură de crom (III) a fost dizolvată în acid sulfuric. În același timp, s-a eliberat gaz și s-a format o soluție. La soluția rezultată a fost adăugat un exces de soluție de amoniac și gazul a fost trecut printr-o soluție de azotat de plumb. Precipitatul negru rezultat a devenit alb după tratarea cu peroxid de hidrogen. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
9) Bicromat de amoniu descompus la încălzire. Produsul solid de descompunere a fost dizolvat în acid sulfuric. La soluţia rezultată s-a adăugat o soluţie de hidroxid de sodiu până la formarea unui precipitat. După adăugarea suplimentară de hidroxid de sodiu la precipitat, acesta s-a dizolvat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
10) Oxidul de crom (VI) a reacţionat cu hidroxidul de potasiu. Substanța rezultată a fost tratată cu acid sulfuric și din soluția rezultată a fost izolată o sare portocalie. Această sare a fost tratată cu acid bromhidric. Substanța simplă rezultată a reacționat cu hidrogen sulfurat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
11. Cromul a fost ars în clor. Sarea rezultată a reacţionat cu o soluţie care conţine peroxid de hidrogen şi hidroxid de sodiu. La soluția galbenă rezultată s-a adăugat acid sulfuric în exces, iar culoarea soluției s-a schimbat în portocaliu. Când oxidul de cupru (I) a reacționat cu această soluție, culoarea soluției a devenit albastru-verde. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
12. Azotat de sodiu a fost fuzionat cu oxid de crom (III) în prezența carbonatului de sodiu. gazul eliberat a reacţionat cu un exces de soluţie de hidroxid de bariu cu formarea unui precipitat alb. Precipitatul s-a dizolvat într-un exces de soluţie de acid clorhidric şi s-a adăugat azotat de argint la soluţia rezultată până când s-a oprit precipitarea. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
13. Potasiul a fost fuzionat cu sulf. Sarea rezultată a fost tratată cu acid clorhidric. Gazul eliberat a fost trecut printr-o soluție de dicromat de potasiu în acid sulfuric. substanţa galbenă precipitată a fost filtrată şi topită cu aluminiu. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
14. Cromul a fost ars într-o atmosferă de clor. S-a adăugat hidroxid de potasiu prin picurare la sarea rezultată până când precipitarea a încetat. Precipitatul rezultat a fost oxidat cu peroxid de hidrogen în hidroxid de sodiu și evaporat. La reziduul solid rezultat s-a adăugat un exces de soluţie fierbinte de acid clorhidric concentrat. Scrieți ecuațiile reacțiilor descrise.
Crom. Compușii cromului.
1) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 3S↓ + 7H 2 O
2) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Cr2O3 + 2KOH 2KCrO2 + H2O
KCrO 2 + H 2 O + HCl = KCl + Cr(OH) 3 ↓
Cr(OH)3 + 3HCI = CrCI3 + 3H2O
3) KNO 3 (tv.) + H 2 SO 4 (conc.) HNO 3 + KHSO 4
4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
4) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
2CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl
Cr(OH)3 + 3KOH = K3
K 3 + 6HCl = CrCl 3 + 3KCl + 6H 2 O
5) 2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O
K 2 CrO 4 + BaCl 2 = BaCrO 4 ↓ + 2 KCl
KCl + AgNO3 = AgCl↓ + KNO3
6) Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4
2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O
7) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S
2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 8H 2 O
2K 2 CrO 4 + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 2 + 3K 2 SO 4 + 4KOH
2Cr(OH)3Cr2O3 + 3H2O
8) Cr 2 S 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S
Cr 2 (SO 4 ) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3(NH 4) 2 SO 4
H2S + Pb(N03)2 = PbS + 2HNO3
PbS + 4H2O2 = PbS04 + 4H20
9) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O
Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3
10) CrO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (diluat) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr = 3Br 2 + 2CrBr 3 + 7H 2 O + 2KBr
Br2 + H2S = S + 2HBr
11) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
2CrCl 3 + 10NaOH + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O
2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 Cr 2 O 7 + 3Cu 2 O + 10H 2 SO 4 = 6CuSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 10H 2 O
12) 3NaNO 3 + Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 2CO 2
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + H2O
BaCO3 + 2HCI = BaCl2 + CO2 + H2O
BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Ba(NO 3) 2
13) 2K + S = K 2 S
K2S + 2HCI = 2KCI + H2S
3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
3S + 2Al = Al2S3
14) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3
CrCl 3 + 3KOH = 3KCl + Cr(OH) 3 ↓
2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O
2K 2 CrO 4 + 16HCl = 2CrCl 3 + 4KCl + 3Cl 2 + 8H 2 O
Nemetale.
Grupa IV A (carbon, siliciu).
Carbon. Compuși de carbon.
I. Carbon.
Carbonul poate prezenta atât proprietăți reducătoare, cât și oxidante. Carbonul prezintă proprietăți reducătoare cu substanțe simple formate din nemetale cu o valoare de electronegativitate mai mare în comparație cu acesta (halogeni, oxigen, sulf, azot), precum și cu oxizi metalici, apă și alți agenți oxidanți.
Când este încălzit cu exces de aer, grafitul arde pentru a forma monoxid de carbon (IV):
atunci când există o lipsă de oxigen, puteți obține CO
Carbon amorf deja la temperatura camerei reacţionează cu fluorul.
C + 2F 2 = CF 4
Când este încălzit cu clor:
C + 2Cl 2 = CCl 4
Cu o încălzire mai puternică, carbonul reacționează cu sulful și siliciul:
Sub acțiunea unei descărcări electrice, carbonul se combină cu azotul, formând diacina:
2C + N 2 → N ≡ C – C ≡ N
În prezența unui catalizator (nichel) și la încălzire, carbonul reacționează cu hidrogenul:
C + 2H2 = CH4
Cu apa, cocsul fierbinte formează un amestec de gaze:
C + H20 = CO + H2
Proprietățile reducătoare ale carbonului sunt utilizate în pirometalurgie:
C + CuO = Cu + CO
Când este încălzit cu oxizi de metale active, carbonul formează carburi:
3C + CaO = CaC2 + CO
9C + 2Al2O3 = Al4C3 + 6CO
2C + Na2SO4 = Na2S + CO2
2C + Na2CO3 = 2Na + 3CO
Carbonul este oxidat de agenți oxidanți puternici precum acizii sulfuric și azotic concentrați și alți agenți oxidanți:
C + 4HNO 3 (conc.) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 (conc.) = 2SO 2 + CO 2 + 2H 2 O
3C + 8H 2 SO 4 + 2K 2 Cr 2 O 7 = 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 3CO 2 + 8H 2 O
În reacțiile cu metale active, carbonul prezintă proprietățile unui agent oxidant. În acest caz, se formează carburi:
4C + 3Al = Al4C3
Carburele suferă hidroliză, formând hidrocarburi:
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4
CaC2 + 2H20 = Ca(OH)2 + C2H2
Convertor de lungime și de distanță Convertor de masă Convertor de măsuri de volum ale produselor vrac și produse alimentare Convertor de zonă Convertor de volum și unități de măsură în rețetele culinare Convertor de temperatură Convertor de presiune, stres mecanic, modul de Young Convertor de energie și lucru Convertor de putere Convertor de forță Convertor de timp Convertor liniar de viteză Unghi plat Convertor eficiență termică și eficiență a combustibilului Convertor de numere în diverse sisteme numerice Convertor de unități de măsură a cantității de informații Rate valutare Îmbrăcăminte pentru femei și mărimi de pantofi Îmbrăcăminte pentru femei și mărimi de pantofi Îmbrăcăminte pentru bărbați și mărimi de pantofi Convertor de viteză unghiulară și frecvență de rotație Convertor de accelerație Convertor de accelerație unghiulară Convertor de densitate Convertor de volum specific Convertor de moment de inerție Convertor de moment de forță Convertor de cuplu Convertor de căldură specifică de ardere (în masă) Densitatea energiei și căldură specifică de ardere Convertor (în volum) Convertor de diferență de temperatură Convertor de coeficient de dilatare termică Convertor de rezistență termică Convertor de conductivitate termică Convertor de capacitate termică specifică Convertor de putere de expunere la energie și radiații termice Convertor de densitate a fluxului de căldură Convertor de coeficient de transfer de căldură Convertor de debit volumic Convertor de debit de masă Convertor de debit molar Convertor de densitate de flux de masă Convertor de concentrație molară Concentrație de masă în soluție Convertor Dinamic (absolut) convertor de vâscozitate Convertor de vâscozitate cinematic Convertor de tensiune superficială Convertor de permeabilitate la vapori Convertor de densitate de curgere a vaporilor de apă Convertor de nivel sonor Convertor de sensibilitate microfon Convertor de nivel de presiune acustică (SPL) Convertor de nivel de presiune acustică cu presiune de referință selectabilă Convertor de luminozitate Convertor de intensitate luminoasă Convertor de iluminare Convertor de rezoluție grafica pe computer Convertor de frecvență și lungime de undă Putere dioptrică și lungime focală Convertor de putere dioptrică și mărire a lentilei (×) incarcare electrica Convertor liniar de densitate de sarcină Convertor de densitate de încărcare de suprafață Convertor de densitate de încărcare volum Convertor de curent electric Convertor de densitate de curent liniar Convertor de densitate de curent de suprafață Convertor de intensitate a câmpului electric Convertor de potențial electrostatic și tensiune Convertor de rezistență electrică Convertor de rezistivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Convertor de conductivitate electrică Capacitate electrică Convertor de inductanță Fir american Convertor de măsurare Niveluri în dBm (dBm sau dBmW), dBV (dBV), wați și alte unități Convertor de forță magnetomotoare Convertor de intensitate a câmpului magnetic Convertor de flux magnetic Convertor de inducție magnetică Radiație. Convertor de viteză de doză absorbită de radiații ionizante Radioactivitate. Convertor de dezintegrare radioactivă Radiație. Convertor de doză de expunere Radiație. Convertor de doză absorbită Convertor de prefix zecimal Transfer de date Convertor de tipografie și unități de procesare a imaginii Convertor de unități de volum de lemn Calculul masei molare Tabel periodic al elementelor chimice de D. I. Mendeleev
Formula chimica
Masa molară a Cr 2 S 3, sulfură de crom (III). 200.1872 g/mol
51,9961 2+32,065 3
Fracțiile de masă ale elementelor din compus
Folosind Calculatorul de masă molară
- Formulele chimice trebuie introduse cu distincție între majuscule și minuscule
- Indicele sunt introduse ca numere obișnuite
- Punctul de pe linia mediană (semnul de multiplicare), folosit, de exemplu, în formulele hidraților cristalini, este înlocuit cu un punct obișnuit.
- Exemplu: în loc de CuSO₄·5H₂O în convertor, pentru ușurința introducerii, se folosește ortografia CuS04,5H2O.
Calculator de masă molară
Cârtiță
Toate substanțele sunt formate din atomi și molecule. În chimie, este important să se măsoare cu precizie masa substanțelor care reacționează și sunt produse ca rezultat. Prin definiție, molul este unitatea SI de cantitate a unei substanțe. Un mol conține exact 6,02214076×10²³ particule elementare. Această valoare este egală numeric cu constanta lui Avogadro N A când este exprimată în unități de mol⁻¹ și se numește numărul lui Avogadro. Cantitatea de substanță (simbol n) a unui sistem este o măsură a numărului de elemente structurale. Un element structural poate fi un atom, moleculă, ion, electron sau orice particulă sau grup de particule.
Constanta lui Avogadro N A = 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Numărul lui Avogadro este 6,02214076×10²³.
Cu alte cuvinte, un mol este o cantitate de substanță egală ca masă cu suma maselor atomice ale atomilor și moleculelor substanței, înmulțită cu numărul lui Avogadro. Unitatea de măsură a unei substanțe, mol, este una dintre cele șapte unități SI de bază și este simbolizată de mol. Din moment ce numele unității și a acesteia simbol coincid, trebuie remarcat faptul că simbolul nu este refuzat, spre deosebire de numele unității, care poate fi refuzat conform regulilor obișnuite ale limbii ruse. Un mol de carbon-12 pur este egal cu exact 12 g.
Masă molară
Masa molară este o proprietate fizică a unei substanțe, definită ca raportul dintre masa acestei substanțe și cantitatea de substanță în moli. Cu alte cuvinte, aceasta este masa unui mol dintr-o substanță. Unitatea SI a masei molare este kilogram/mol (kg/mol). Cu toate acestea, chimiștii sunt obișnuiți să folosească unitatea mai convenabilă g/mol.
masa molara = g/mol
Masa molară a elementelor și compușilor
Compușii sunt substanțe formate din diferiți atomi care sunt legați chimic unul de celălalt. De exemplu, următoarele substanțe, care pot fi găsite în bucătăria oricărei gospodine, sunt compuși chimici:
Masa molară a unui element chimic în grame pe mol este numeric aceeași cu masa atomilor elementului exprimată în unități de masă atomică (sau daltoni). Masa molară a compușilor este egală cu suma maselor molare ale elementelor care alcătuiesc compusul, ținând cont de numărul de atomi din compus. De exemplu, masa molară a apei (H₂O) este de aproximativ 1 × 2 + 16 = 18 g/mol.
Masa moleculara
Masa moleculară (denumirea veche este greutatea moleculară) este masa unei molecule, calculată ca suma maselor fiecărui atom care alcătuiește molecula, înmulțită cu numărul de atomi din această moleculă. Greutatea moleculară este fără dimensiuni o mărime fizică egală numeric cu masa molară. Adică, masa moleculară diferă de masa molară ca dimensiune. Deși masa moleculară este adimensională, aceasta are totuși o valoare numită unitatea de masă atomică (amu) sau dalton (Da), care este aproximativ egală cu masa unui proton sau neutron. Unitatea de masă atomică este, de asemenea, numeric egală cu 1 g/mol.
Calculul masei molare
Masa molară se calculează după cum urmează:
- determina masele atomice ale elementelor conform tabelului periodic;
- determinați numărul de atomi ai fiecărui element din formula compusă;
- determina masa molara prin adaugarea maselor atomice ale elementelor incluse in compus inmultit cu numarul acestora.
De exemplu, să calculăm masa molară a acidului acetic
Se compune din:
- doi atomi de carbon
- patru atomi de hidrogen
- doi atomi de oxigen
- carbon C = 2 × 12,0107 g/mol = 24,0214 g/mol
- hidrogen H = 4 × 1,00794 g/mol = 4,03176 g/mol
- oxigen O = 2 × 15,9994 g/mol = 31,9988 g/mol
- masa molara = 24,0214 + 4,03176 + 31,9988 = 60,05196 g/mol
Calculatorul nostru efectuează exact acest calcul. Puteți introduce formula acidului acetic în ea și puteți verifica ce se întâmplă.
Vi se pare dificil să traduceți unitățile de măsură dintr-o limbă în alta? Colegii sunt gata să vă ajute. Postați o întrebare în TCTermsși în câteva minute vei primi un răspuns.
Stabilitatea sulfurilor metalelor din a șasea grupă crește odată cu scăderea proprietăților de oxidare ale atomului de metal, adică pe măsură ce starea de oxidare scade și la deplasarea în jos a grupului. Imposibilitatea obținerii calcogenurilor de crom(VI) se explică prin capacitatea mare de oxidare a cromului în cea mai mare stare de oxidare, în timp ce astfel de compuși sunt cunoscuți pentru molibden și wolfram.
Când cromul este fuzionat cu sulf, se formează o masă neagră strălucitoare, constând dintr-un amestec de sulfuri - pe lângă CrS și Cr 2 S 3, conține și faze intermediare de sulfură Cr 3 S 4, Cr 5 S 6, Cr 7 S 8 (Fig. 5.33 Diagrama de fază a sistemului Cr–S). (Notă de subsol: Disulfura de crom CrS 2 este, de asemenea, cunoscută: A. Lafond, C. Deudon și colab., Eur. J. Solid State Inorg. Chem., 1994, 31, 967) Sulfura de crom (II) neagră poate fi precipitată dintr-o soluție apoasă. soluție de sare de crom (II) cu sulfură de sodiu sau obținută prin trecerea hidrogenului sulfurat peste clorură de crom (II) anhidru la 440 ºC, reducând sulfura de crom (III) cu hidrogen și monoxid de carbon. Ca și sulfurile altor cationi dublu încărcați, are structura arseniură de nichel. În schimb, sulfura de crom (III) nu poate fi precipitată din soluții apoase din cauza hidrolizei complete ireversibile. Cr 2 S 3 cristalin pur se obține prin trecerea unui curent de hidrogen sulfurat uscat peste clorură de crom anhidru:
3H2S + 2CrCI3 = Cr2S3 + 6HCI.
Sulfura obținută în acest fel este cristale de culoare hexagonală de culoare neagră, ca sulfura de crom (II), insolubile în apă și acizi neoxidanți. Ambele sulfuri sunt descompuse prin soluții concentrate de alcalii, acid azotic și acva regia:
Cr2S3 + 24HNO3 = 2Cr(NO3)3 + 18NO2 + 3SO2 + 12H2O.
De asemenea, sunt cunoscute tiosărurile de crom (III), care sunt de fapt sulfuri amestecate. În soluții apoase sunt stabili doar în mediu alcalin și în exces de ioni de sulfură. Pulbere de tiocromat(III) de sodiu de culoare gri închis NaCrS 2 se obține prin reducerea cromatului cu sulf în carbonat de sodiu topit la 800 °C sau prin topirea oxidului de crom (III) cu sulf și carbonat de sodiu:
Cr 2 O 3 + 6S + Na 2 CO 3 = 2NaCrS 2 + 2SO 2 + CO 2
Substanța are o structură stratificată în care straturi de octaedre CrS 6, legate prin margini, sunt separate de ioni de sodiu. Un derivat similar de litiu LiCrS2 are (B. van Laar, D. J. W. Ijdo, J. Solid State Chem., 1971, 3, 590). La fierbere soluții alcaline de tiocromați de metale alcaline cu săruri de fier (II), cobalt, nichel, argint, zinc, cadmiu, mangan (II) și alte metale, precipită tiocromații M I CrS 2 și M II Cr 2 S 4. Tiocromatul de cadmiu (III) se formează și prin reacția tioureei cu o sare de crom (III) și amoniacul de cadmiu:
2Cr 3 + Cd(NH 3) 4 2+ + 4(NH 2) 2 CS + 8OH – = CdCr 2 S 4 + 4CH 2 N 2 + 8H 2 O + 4NH 3.
(R. S. Mane, B. R. Sankapal, K. M. Gadave, C. D. Lokhande, Mater. Res. Bull. 1999, 34, 2035).
Tiocromații (III) sunt semiconductori cu proprietăți antiferomagnetice și pot fi utilizați ca materiale magneto-optice, ale căror proprietăți optice se modifică sub influența unui câmp magnetic.
Pentru molibden și wolfram sunt descrise sulfuri în diferite stări de oxidare de la +2 la +6. Când hidrogenul sulfurat este trecut prin soluții slab acidificate de molibdați și tungstate, hidrații de trisulfură maro precipită:
(NH4)6Mo7O24 + 21H2S + 3H2SO4 = 7MoS3¯ + 3(NH4)2SO4 + 24H2O.
Structura acestor compuși nu a fost încă studiată. Într-un mediu puternic acid, soluția devine albastră sau maro din cauza reducerii ionilor de molibdat. Dacă la soluția inițială de molibdat se adaugă alcali, atomii de oxigen din ionii de molibdat sunt înlocuiți succesiv cu atomi de sulf MoO 4 2–, MoSO 3 2–, MoS 2 O 2 2–, MoS 3 O 2–, MoS 4 2–. – soluție În același timp, mai întâi se îngălbenește și apoi devine roșu închis. La rece, cristale roșii de tiosăre, de exemplu, (NH4)2MoS4, pot fi izolate din acesta. Ca și alte tiosăruri, tiomolibdații și tioungstații sunt stabili doar într-un mediu neutru și alcalin, iar la acidificare se descompun, eliberând hidrogen sulfurat și transformându-se în sulfuri:
(NH 4 ) 2 MoS 4 + 2HCl = MoS 3 ¯ + 2NH 4 Cl + H 2 S.
Ionii de tiomolibdat și tioungstat au forma unui tetraedru obișnuit.
Ionii MoS 4 2–, datorită prezenței atomilor de sulf, sunt capabili să acționeze ca liganzi de punte, formând complecși cu metale de tranziție care au o structură polimerică, de exemplu, n n – . În mod interesant, tioanalogii de izopolimolibdate și izopolitungstate nu au fost încă obținuți.
Energiile orbitalilor d ai Mo și W sunt mai apropiate ca energie de orbitalii p ai sulfului decât ai oxigenului, prin urmare legătura M=S se dovedește a fi covalentă și mai puternică decât legătura M=O (M = Mo, W) datorită legăturii puternice pp-dp. Acest lucru explică faptul că bazele moi, de exemplu, S 2 - formează compuși puternici cu molibden și wolfram, care sunt acizi moi.
Trisulfurile anhidre se formează prin încălzirea blândă a tiosărurilor de amoniu:
(NH 4 ) 2 MoS 4 = MoS 3 + 2NH 3 + H 2 S.
Când sunt încălzite puternic, pierd sulf:
MoS 3 ¾¾→ MoS 2 + S.
Tiometalații sunt utilizați pentru sinteza tiocomplexelor complexe, de exemplu, cubani care conțin un cluster M4S4.
Se cunosc şi selenometalaţii, formaţi prin interacţiunea triselenidei de potasiu K 2 Se 3 cu hexacarbonilii de molibden şi wolfram M(CO) 6 . Nu s-au obținut compuși care conțin ioni.
Când molibdenul sau wolframul interacționează cu sulful într-un interval larg de temperatură, cea mai stabilă fază sunt disulfurile MS 2 cu straturi duble de atomi de sulf, în centrul cărora atomii de molibden sunt localizați în goluri prismatice trigonale (Fig. 5.34. Structura cristalină a MoS). 2: (a) forma generala, (b, c) proiecții de-a lungul planurilor de coordonate) (V.L. Kalikhman, Izv. AN SSSR, Materiale anorganice, 1983, 19(7), 1060). Straturile duble sunt conectate între ele doar prin forțe slabe van der Waals, ceea ce provoacă o anizotropie puternică în proprietățile substanței - este moale, ca grafitul și se împarte ușor în fulgi individuali. Structura stratificată și inerția chimică explică asemănarea MoS 2 cu grafitul și proprietățile sale ca lubrifiant solid. La fel ca grafitul, disulfurile formează compuși intercalați cu metale alcaline, de exemplu, Li x MoS 2. În apă, intercalații se descompun, formând o pulbere fină de disulfură de molibden.
Molibdenitul mineral natural MoS 2 este atât de moale încât poate lăsa urme pe o foaie de hârtie. Datorită coeficientului său scăzut de frecare, pulberea sa este folosită ca componentă a lubrifianților motorului combustie interna, lagăre de alunecare, unități de instrumente care funcționează sub sarcini mari. Disulfurile sunt substanțe refractare (T mp. MoS 2 2100 o C) și destul de inerte care se descompun numai sub acțiunea alcalinelor și a acizilor oxidanți - aqua regia, acid sulfuric concentrat la fierbere, un amestec de acizi azotic și fluorhidric. Când sunt puternic încălzite în aer, ele ard, oxidându-se la oxizi mai mari:
2MoS 2 + 7O 2 = 2MoO 3 + 4SO 2,
iar într-o atmosferă de clor - la clorurile MoCl 5 și WCl 6.
Metode convenabile pentru producerea disulfurilor sunt fuziunea oxizilor de MO 3 cu excesul de sulf în prezența potasiului K 2 CO 3
2WO 3 + 7S = 2WS 2 + 3SO 2
interacțiunea pentaclorurii de molibden cu sulfura de sodiu (P.R. Bonneau și colab., Inorg. Synth. 1995, 30, 33):
2MoCl5 + 5Na2S = 2MoS2 + 10NaCl + S.
Căldura este necesară pentru a iniția această reacție, dar apoi eliberarea de căldură face ca amestecul de componente să ardă foarte repede.
Din soluții care conțin ioni de molibden(V), de exemplu, sulfura 2–, Mo 2 S 5 poate fi precipitată cu hidrogen sulfurat. Monosulfura de MoS se formează prin încălzirea cantităților stoechiometrice de molibden și sulf într-o fiolă evacuată.
Plus. Fazele Chevreul și alte clustere de tiomoliben. Sulfura de Mo 3 S 4 este un compus în cluster constând din grupări Mo 6 S 8 în care atomii de molibden sunt localizați la vârfurile unui octaedru foarte distorsionat. Motivul distorsiunii Mo 6 S 8 este natura sa deficientă de electroni - lipsesc patru electroni pentru a umple toți orbitalii de legătură. De aceea, acest compus reacționează ușor cu metalele donatoare de electroni. În acest caz, se formează fazele Chevreul M x Mo6S8, unde M este un d- sau p-metal, de exemplu, Cu, Co, Fe, Pb, Sn. Multe dintre ele au o rețea cristalină de tip CsCl, la nodurile căreia se află cationi metalici și anioni cluster 2 - (Fig. 5.35. Structura fazei Chevreul PbMo 6 S 8). Tranziția electronică Mo 6 S 8 + 2e - ¾® 2 - conduce la întărirea structurii cristaline și la întărirea legăturii Mo-Mo. Fazele Chevreul prezintă un interes practic datorită proprietăților lor semiconductoare - păstrează supraconductivitate până la o temperatură de 14 K în prezența câmpurilor magnetice puternice, ceea ce le permite să fie utilizate pentru fabricarea magneților ultra-puternici. Sinteza acestor compuși se realizează de obicei prin recoacere a unor cantități stoechiometrice de elemente:
Pb + 6Mo + 8S ¾¾® PbMo 6 S 8
Substanțe similare s-au obținut în cazul seleniului și teluriului, dar analogii de wolfram ai fazelor Chevreul sunt în prezent necunoscuți.
Număr mare clusterele de tiomolibden au fost obținute în soluții apoase în timpul reducerii tiomolibdaților. Cel mai cunoscut este clusterul tetranuclear 5+, în care atomii de sulf și molibden ocupă vârfuri opuse ale cubului (Fig. 5.36. n+). Sfera de coordonare a molibdenului este completată cu până la șase molecule de apă sau alți liganzi. Gruparea Mo4S4 se păstrează în timpul oxidării și reducerii:
E – – e –
4+ ¾ 5+ ¾® 6+ .
Atomii de molibden pot fi înlocuiți cu atomi ai altor metale, de exemplu, cupru sau fier, cu formarea de clustere heterometalice precum [Mo 3 CuS 4 (H 2 O) 10 ] 5+. Astfel de tioclustere sunt centrii activi ai multor enzime, de exemplu, ferodoxină (Fig. 5.37. Centrul activ al ferodoxinei). Studierea compușilor pe care îi conțin va dezvălui mecanismul de acțiune al azotazei, o enzimă fier-molibden care joacă rol vital când azotul din aer este fixat de bacterii.
SFÂRȘIT AL ANNEXULUI
5.11. Carburi, nitruri și boruri ale elementelor din grupa 6
Cu carbon, crom, molibden și wolfram, ca și alte metale d, formează carburi - compuși duri și cu punct de topire ridicat (2400-2800 o C) cu legături metalice delocalizate. Ele sunt obținute prin interacțiunea unor cantități adecvate de substanțe simple la temperaturi ridicate (1000-2000 o C), precum și prin reducerea oxizilor cu carbon, de exemplu,
2MoO 3 + 7C = Mo 2 C + 6CO.
Carburele sunt compuși nestoichiometrici cu o gamă largă de omogenitate (până la mai multe at.% C). La carburile de tip M 2 C, atomii de metal formează o împachetare strânsă hexagonală, în golurile octaedrice ale cărora sunt încorporați statistic atomii C. Monocarburile MC aparțin tipului structural NiAs și nu sunt faze interstițiale. Alături de rezistența excepțională la căldură și refractaritatea, carburile au o rezistență ridicată la coroziune. De exemplu, WC nu se dizolvă nici măcar într-un amestec de acizi azotic și fluorhidric; până la 400 o C nu reacționează cu clorul. Pe baza acestor substanțe se produc aliaje superdure și refractare. Duritatea monocarburei de wolfram este apropiată de duritatea diamantului, deci este folosit pentru a face partea de tăiere a frezelor și burghiilor.
Nitrururile MN și M 2 N se obțin prin reacția metalelor cu azotul sau amoniacul, iar fosfurile MP 2 , MP 4 , M 2 P se obțin din substanțe simple, precum și prin încălzirea halogenurilor cu fosfină. Ca și carburile, acestea sunt substanțe nestoichiometrice, foarte dure, inerte din punct de vedere chimic și refractare (2000-2500 o C).
Boruri de metale din grupa a șasea, în funcție de conținutul de bor, pot conține izolate (M 2 B), lanțuri (MB) și rețele (MB 2) și cadre tridimensionale (MB 12) de atomi de bor. De asemenea, se caracterizează prin duritate ridicată, rezistență la căldură și rezistență chimică. Termodinamic sunt mai puternice decât carburile. Borurile sunt folosite pentru fabricarea pieselor de motoare cu reacție, palete de turbine cu gaz etc.