← Хром

Химические свойства хрома

На холоду хром пассивируется, при нагревании реагирует — и продукт зависит от условий.

4. Химические свойства простого вещества

При обычных условиях хром химически инертен из-за прочной оксидной пленки (пассивация). Реагирует только при нагревании.

Взаимодействие с неметаллами

С галогенами
Реакция требует нагревания. Хром энергично сгорает в хлоре с образованием фиолетово-красных кристаллов хлорида хрома(III):
2Cr + 3Cl2 t°→ 2CrCl3
С кислородом
Только при сильном нагревании хром сгорает, образуя прочный оксид хрома(III). При обычных условиях реакция не идет из-за пассивации:
4Cr + 3O2 t°→ 2Cr2O3
С серой
Реакция протекает при сильном нагревании (~700°C) с образованием черного сульфида хрома(III):
2Cr + 3S t°→ Cr2S3
С азотом
При температуре около 1000°C хром реагирует с азотом, образуя тугоплавкий нитрид. Из-за высокой прочности молекулы N₂ нужны экстремальные условия:
2Cr + N2 1000°C→ 2CrN

Взаимодействие со сложными веществами

Свойство Уравнения реакций
С водой
(в раскаленном состоянии)
Пассивирующая пленка препятствует реакции с водой при обычных условиях. Только пропуская пары воды над раскаленным до красна хромом, можно окислить металл до оксида хрома(III), вытеснив водород:
2Cr + 3H2O(пар) t°→ Cr2O3 + 3H2
С кислотами-неокислителями
(HCl, разб. H2SO4)
Хром растворяется в разбавленных кислотах (левее водорода в ряду напряжений). Сначала вытесняется водород и образуются голубые соли хрома(II), тут же окисляющиеся кислородом воздуха:
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2↑
С кислотами-окислителями
(конц. H2SO4, HNO3)
На холоде хром пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами из-за образования прочной оксидной пленки. При сильном нагревании пленка растворяется, и металл окисляется:
2Cr + 6H2SO4(конц.) t°→ Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Cr + 6HNO3(конц.) t°→ Cr(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
С солями
(вытеснение металлов)
Хром способен вытеснять менее активные металлы из растворов их солей (правее него в ряду напряжений), при этом сам переходит в степень окисления +3:
2Cr + 3CuCl2 → 2CrCl3 + 3Cu
С окислителями в щелочной среде
При сплавлении с сильными окислителями (ClO₃⁻, NO₃⁻, O₂) в присутствии щелочей хром окисляется сразу до максимальной степени +6, образуя желтые расплавы хроматов:
Cr + KClO3 + 2KOH t°→ K2CrO4 + KCl + H2O
Переходит в степень окисления +6 (хроматы)

Важно

Соли Cr2+ — это "химические хамелеоны-камикадзе". Голубой раствор CrCl2 жадно поглощает кислород из воздуха, мгновенно окисляясь и превращаясь в зеленый CrCl3:
4CrCl2 + 4HCl + O2 → 4CrCl3 + 2H2O

Вопрос 1: Взаимодействие простого вещества с кислотами и неметаллами (Уравнения)

Проверка

Допишите уравнения реакций хрома и расставьте коэффициенты:

  1. $Cr + HCl \rightarrow \dots + \dots\uparrow$ (без доступа воздуха)
  2. $Cr + H_2SO_4(разб) \rightarrow \dots + \dots\uparrow$ (без доступа воздуха)
  3. $Cr + H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t^\circ} \dots + \dots\uparrow + \dots$
  4. $Cr + Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} \dots$
  5. $Cr + S \xrightarrow{t^\circ} \dots$

Ответ:

  1. $Cr + 2HCl \rightarrow CrCl_2 + H_2\uparrow$
  2. $Cr + H_2SO_4(разб) \rightarrow CrSO_4 + H_2\uparrow$
  3. $2Cr + 6H_2SO_4(конц.) \xrightarrow{t^\circ} Cr_2(SO_4)_3 + 3SO_2\uparrow + 6H_2O$
  4. $2Cr + 3Cl_2 \xrightarrow{t^\circ} 2CrCl_3$
  5. $2Cr + 3S \xrightarrow{t^\circ} Cr_2S_3$

Пояснение: В неокислительных кислотах без кислорода хром растворяется с образованием солей Cr(II) (голубого цвета). При нагревании с сильными кислотами-окислителями или сильными неметаллами он окисляется до устойчивых солей Cr(III).