Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Июля 2013 в 17:42, лабораторная работа
В данной работе изложены лабораторные работы и различные материалы по предмету неорганической химии.
Лабораторная работа №1. Текстовый редактор Word для Windows 9x.
Лабораторная работа №25. ЦИНК. КАДМИЙ.
Лабораторная работа№ 21. МАРГАНЕЦ.
Лабораторная работа №22. ХРОМ.
Работа №27. Олово
Лабораторная работа по химии №9. "Определение рН растворов"
Опыт №1. Окраска кислотно-щелочных индикаторов в кислой и щелочной среде.
Опыт №4. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре.
Опыт 5. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре
Опыт №1.Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции.
Лабораторная работа по общей и неорганической химии №8. “Химическое равновесие и его смещение”
Опыт№1.Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на смещение химического равновесия
Лабораторная работа по общей и неорганической химии №5. Комплексные соединения. Получение и свойства.
Теоретическое введение
Природный хром состоит из четырех стабильных изотопов, молибден — из семи, вольфрам — из пяти. Большое число радиоактивных изотопов получено искусственно. В виде простых веществ хром, молибден и вольфрам — серовато-белые блестящие металлы. Устойчивые в обычных условиях модификации Сг, Мо и W имеют структуру объемно-центрированного куба.
Вольфрам является самым тугоплавким из металлов. В ряду Сг—Мо—W наблюдается повышение температуры плавления и теплоты атомизации (возгонки), что объясняют усилением в металлическом кристалле ковалентной связи, возникающей за счет d-электронов. На свойства металлов в большой степени влияют примеси. Так, технический хром — один из самых твердых металлов, в то время как чистый хром пластичен.
Как и в других подгруппах d-элементов, с ростом порядкового номера элемента в ряду Сг—Мо—W химическая активность заметно понижается. Так, хром вытесняет водород из разбавленных НС1 и H2S04, тогда как вольфрам растворяется лишь в горячей смеси плавиковой и азотной кислот:
Э + 2HN03 + 8HF = H2WO4 + 2NO + 4Н20
За счет образования анионных комплексов ЭО42-| молибден и вольфрам взаимодействуют также при сплавлении со щелочами в присутствии окислителя:
Э + 3NaN03 + 2NaOH = Na2Э04 + 3NaN02 + H20
В концентрированных HN03 и H2S04 хром пассивируется. При нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии, Сг, Мо и W довольно легко окисляются многими неметаллами, например сгорают в кислороде:
2Сг (к) + 3/202 (г) = Сг203 (к), .
При этом образуются оксид хрома (III) и оксиды молибдена (VI) и вольфрама (VI), что соответствует устойчивым степеням окисления Сг и Мо, W.
Хром легко пассивируется, поэтому широко используется в качестве гальванических защитных покрытий и для получения коррозионностойких сталей. Молибден применяется для изготовления химической аппаратуры, вольфрам — в электротехнической промышленности (в частности, для производства ламп накаливания). Молибден и вольфрам применяются в качестве катализаторов.
Соединения Cr
d-элементы, особенно элементы 4-го периода, переменной валентности и поэтому образуют несколько различных оксидов и гидроксидов. Хром образует три сравнительно устойчивых оксида: СгО, Сг203, Сг03 и три соответствующих им гидроксида: Сг(ОН)2 Сг(ОН)3, Н2Сг04. Степень окисления (заряд) иона хрома в ряду гидроксидов последовательно увеличивается, а радиус уменьшается: Сг2+— 0,83; Сг3+—0,64, Сг6+—0,52.
В результате увеличения заряда и уменьшения радиуса поляризующие свойства иона хрома увеличиваются, связи Сг—0 все более переходят из ионной в ковалентную полярную (самый ковалентный характер носит связьCr—О в Cr03 и Н2СгО4); поэтому основной характер оксидов и гидроксидов ослабевает, а кислотный — усиливается. Действительно, Сг(ОН)2—типичное основание, Сг(ОН)3 — амфотерный гидроксид, а Н2Сг04—типичная кислота.
Соединения Сr (III)
У хрома степень окисления +3 является наиболее устойчивой. Координационное число хрома (III) равно шести, поэтому его комплексы (структурные единицы) имеют форму октаэдра. Большинство соединений Сг (III) интенсивно окрашено.
Оксид хрома (III) Сг203 —темно-зеленый порошок, а в кристаллическом состоянии — черный с металлическим блеском. Структура Сг203 соответствует октаэдро-тетраэдрической координации атомов Оксид хрома (III) тугоплавок (т. пл. 2265° С), химически инертен. В воде, кислотах и щелочах не растворяется. Его амфотерная природа проявляется при сплавлении с соответствующими соединениями. Так, при сплавлении Сг203 с дисульфатом калия образуется сульфат хрома (III):
Cr203 + 3K2S207 = Cr2(S04)3 + 3K2S04
А при сплавлении Cr203 со щелочами и соответствующими основными оксидами образуются оксохроматы (III), называемые хромитами:
2КОН + Cr2O3 = 2КСг02 + Н20
Оксохроматы (III) d-элементов типа М (Сг02)2 являются координационными полимерами, т. е. смешанными оксидами (типа шпинели), В их кристаллах атомы М (II) находятся в тетраэдричеcком, а атомы Сг (III) в октаэдрическом окружении атомов кислорода. Смешанным оксидом Сг (III) и Fe (II) является природный хромит — хромистый железняк FeCr204.
Осаждаемый из растворов серо-синий гидроксид Сг(ОН)3
Сг3+ + ЗОН- = Cr(OH)3
имеет переменный состав Сг203-nН20.
Свежеполученный Сг(ОН)3 (т. е. Сг203-nН20) хорошо растворяется в присутствии кислот и щелочей, которые вызывают разрыв связей в слоистом полимере:
Сг(ОН)3 + НЗО+ = [Сг(Н2О)6]3+
Сг(ОН)3 + ЗОН- = [Cr(OH)6]3-
Соединения Cr (III)
Элементы VI группы со степенью окисления 6+ способны образовывать гидроксиды различного состава. Так, окислу СгО3 соответствуют два гидроксида:
Сг03 + Н20 = Н2Сг04 — хромовая кислота
2Сг03 + Н20 = Н2Сг207— двухромовая кислота
Хромовая кислота образует хроматы, а двухромовая — бихроматы.
Хроматы (желтые) могут переходить в дихроматы (оранжевые) и обратно при изменении реакции среды
2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O – оранжевая
K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O – желтая
Хроматы устойчивы в щелочной среде, а бихроматы в кислой.
Двухромовая кислота относится к изополикислотам. В молекулах этого вещества имеется связь Сг—О—Сг. Подобные кислоты образуют и другие d-элементы, в частности Mo, W, а также некоторые f-элементы (В, Si, Ридр.).
Сильные окислительные свойства проявляют соединения Сг6+, в частности К2СгО4 и К2Сг2О7
К2Сг207 + 6KJ + 7H2S04 = Cr2(S04)3 + 3J2 + 4K2S04 + 7H20
Хроматы и бихроматы применяются в промышленности как окислители и электролиты для хромирования, при дублении кож и т. д. Хроматы, бихроматы - замедлители коррозии металлов в нейтральной водной среде. Действие этих замедлителей основано на том, что, будучи сильными окислителями, они переводят защищаемый металл в пассивное состояние.
Опыт №1. Получение оксида хрома (III).
На метлахскую плитку насыпали горкой небольшое количество мелкокристаллического дихромата аммония (NH4)2Cr2O7. Нагрели тонкий железный стержень и горячий конец стержня поместили в оранжевую соль. Через некоторое время наблюдали самопроизвольное разложение соли с образованием темно-зеленого порошка – оксида хрома (III).
(NH4)2Cr2O7=Cr2O3+N2+H2O
Опыт №2. Получение и свойства гидроксида хрома (III).
Смешали в пробирке 4 капли раствора сульфата хрома (III) с 3 каплями раствора гидроксида калия. Выпал осадок грязно-зеленого цвета.
Cr2(SO4)3+6NaOH=2Cr(OH)3+3Na2S
Половину осадка вместе с раствором перенесли в другую пробирку. В одну пробирку добавили несколько капель серной кислоты, к другой – гидроксида натрия. В обеих пробирках осадки растворились.
2Cr(OH)3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+6H2O
Cr(OH)3+ NaOH=Na[Cr(OH)4]
Опыт №3. Переход хромата в дихромат и обратно.
К 5 каплям хромата калия прибавили несколько капель 2н. раствора серной кислоты до изменения желтой окраски на оранжевую. Потом прилили к этому раствору раствор едкого калия и наблюдали изменение окраски обратно на желтую.
2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O – оранжевая
K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O – желтая
Опыт №4. Переход хрома (III) в хром (VI).
В пробирку с 5-6 каплями сульфата хрома(III) прилили 2-3 капли раствора серной кислоты и 1 микрошпатель висмутата натрия. Все тщательно перемешали и нагрели. Наблюдали появление оранжевой окраски дихромата натрия.
2Cr2(SO4)3 + 6NaBiO3 + 4H2SO4 = 2Na2Cr2O7 + 3Bi2(SO4)3 + Na2SO4 + 4H2O
Опыт № 5. Окислительные свойства соединений хрома с окислительным числом +6
а) Окисление йодида калия
В пробирку налили растворы: дихромата калия, серной кислоты, йодида калия. В результате образовался сульфат хрома (III), йод, сульфат калия и вода.
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O
б) Окисление соляной кислоты
К раствору дихромата калия прибавили концентрированной соляной кислоты. Далее пробирку нагрели до перехода оранжевой окраски в зеленую.
K2Cr2O7 + 14HCl = 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O + 3Cl2
Информация о работе Лабораторные работы по "Неорганической химии"