Download miễn phí Chuyên đề Nhôm – crom – kẽm
Kẽm là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IIB, chu kì 4, có số hiệu nguyên tử là 30 trong bảng tuần hoàn. Trong các hợp chất, Zn có số oxi hóa là +2. Đây cũng là số oxi hóa cao nhất của kẽm vì kẽm không thể mất thêm điện tử d sau khi mất 2 điện tử ns2. Ngoài ra, Zn còn có tầng áp chót chứa 18 điện tử. Tầng này tương đối bền. (do sự gia tăng một proton ở nhân làm cho tầng này bị giữ lại chặt).
Kẽm là một trong những nguyên tố đứng cuối cùng trong ba dãy nguyên tố d. Nguyên tử của nó có các obitan d đã điền đủ 10 electron , cấu hình tương đối bền.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
phương gồm những ion Cr3+ chiếm 2/3 lỗ trống bát diện được tạo nên giữa hai mặt phẳng đó. Các lớp lên kết với nhau bằng lực Van-de-van nên tinh thể dễ bóc thành lớp.Cấu tạo của một lớp tinh thể CrCl3 tạo nên bằng các nhóm bát diện CrCl6 nối với nhau qua ba cạnh chung
Mô hình đóng gói chặt chẽ của ion Clorua trong cấu trúc tinh thể của CrCl3
Muối khan khó tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng nhưng tan rất nhanh khi có mặt ion Cr2+. Điều này giải thích là trong quá trình tan, ion Cr2+ ở trong dung dịch chuyển electron qua cầu nối clo đến Cr3+ nằm ở bề mặt tinh thể. Ion Cr2+ vừa tạo nên rời bề mặt tinh thể và sẽ tiếp tục tương tác với ion Cr3+ mới nằm ở bề mặt tinh thể…
Từ dung dịch nước, muối crom (III) clorua kết tinh dưới dạng hidrat tinh thể CrCl3.6H2O. Hidrat này có 3 dạng đồng phân khác nhau về cấu tạo, màu sắc và độ dẫn điện mol. Các hình thức phổ biến nhất của CrCl3 là một hexahydrate có màu xanh đậm với công thức [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O. Hai hydrat khác được biết, màu xanh nhạt [CrCl(H2O)5]Cl2.H2O và tím [Cr(H2O)6]Cl3.
a) b)
Crom (III) clorua
Crom (III) clorua khan
Crom (III) clorua dyhidrat
Hexaaquacrom(III) clorua [Cr(H2O)6]Cl3 là những tinh thể màu tím xanh, tan trong nước cho dung dịch màu tím, khó tan trong rượu, ete và axeton. Nó không mất nước khi sấy khô trên axit sunfuric đặc những cả ba ion Cl- đều tạo ngay kết tủa với ion Ag+.
Cloropentaaquacrom(III) clorua [CrCl(H2O)5]Cl2.H 2O là những tinh thể màu lục, hút ẩm mất một phân tử H2O khi sấy trên axit sunfuaric đặc và có hai ion Cl- tạo ngay kết tủa với ion Ag+.
Diclorrotetraaquacrom(III) clorua [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O là những tinh thể màu lục thẫm, hút ẩm mất hai phân tử H2O khi sấy trên axit sunfuaric đặc và có một ion Cl- tạo ngay kết tủa với ion Ag+
Trong dung dịch nước có cân bằng giữa ba dạng đồng phân của CrCl3.6H2O:
[Cr(H2O)6]Cl3 [CrCl(H2O)5]Cl2.H 2O [CrCl2(H2O)4]Cl.2H2O.
Cân bằng này phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của dung dịch. Trong dung dịch loãng và nguội, dạng màu tím bền còn trong dung dịch đặc nóng, dạng màu lục bền. Gần đây bằng phương pháp sắc ký trao đổi ion người ta đã tách được dạng đồng phân thứ tư có màu đỏ và công thức là [Cr(H2O)3Cl3].3H2O nhưng chưa nghiên cứu nhiều như ba dạng đông phân trên.
Tinh thể hidrat CrCl3.6H2O khi đun nóng trên 250oC ở trong khí quyển Cl2 hay HCl sẽ mất hết nước biến thành muối khan.
Trong dung dịch, crom (III) clorua có thể kết hợp với clorua kim loại kiềm tạo nên phức chất màu đỏ-hồng.
Ví dụ:
CrCl3 + 3KCl K3[CrCl]6
Clorua crom (III) được sử dụng như là tiền thân của nhiều hợp chất vô cơ của crom, ví dụ crom dibenzen (0) , một chất tương tự của ferrocen :
Trong phòng thí nghiệm, CrCl3 khan được điều chế bằng tác dụng trực tiếp của khí clo và crom kim loại ở 600oC hay tác dụng với khí clo với hỗn hợp của CrCl3 và than ở 800oC hay tác dụng của CCl4 với Cr2O3 ở 700-800oC:
2Cr + 3Cl2 2CrCl3
Cr2O3 + 3C + 3CCl4 4CrCl3 + 3CO
2Cr2 O3 + 3CCl4 4CrCl3 + 3CO2
IV. HỢP CHẤT CỦA CROM (VI):
1. Crom (VI) oxit:
Crom (VI) oxit hay crom trioxit (CrO3) là những tinh thể hình kim màu đỏ sẫm, hút mạnh và rất độc đối với con người. Đây là chất polime có cấu tạo mạch thẳng tạo nên bới tứ diện CrO4 nối với nhau qua hai nguyên tử O chung.
Cấu tạo của CrO3
Mạng tinh thể CrO3
Khác với Cr2O3, crom trioxit kém bền, ở trên nhiệt độ nóng chảy đã mất bớt oxi tạo nên một số oxit trung gian và đến 450oC biến thành Cr2O3:
CrO3 Cr3O8 Cr2O5 CrO2 Cr2O3
CrO3 nóng chảy ở 197oC, phân hủy ở 220oC. Độ tan trong nước: 61,7 g/100 ml (0°C) , 63 g/100 ml (25°C) , 67,45 g/100 ml (100°C). Crom (VI) có thể hòa tan trong axit sulfuric , axit nitric , etyl alcohol , etyl ete, axit axetic , axeton. Crom trioxit là chất oxi hóa rất mạnh, nó oxi hóa được I2, S, P, C, CO, HBr, HI,… và nhiều hợp chất hữu cơ; phản ứng thường gây nổ. Rượu etylic bốc cháy khi tiếp xúc với tinh thể CrO3. Trong tổng hợp hữu cơ, người ta thường dùng dung dịch của CrO3 trong axit axetic băng để làm chất oxi hóa
Vd:
2CrO3 + 2NH3 → Cr2O3 + N2+ 3H2O
2CrO3 + 3RCH 2OH → Cr2O3 + 3RCHO + 3H2O
Crom trioxit bốc cháy trong etanol
CrO3 phân hủy ở 450oC:
4CrO3 2Cr2O3 + 3O2
CrO3 là anhidric axit, tan trong nước cho axit: dung dịch loãng có màu vàng chứa axit cromic (H2CrO4) và dung dịch đặc có màu từ da cam đến đỏ chứa axit policromic (đicromic, tricromic, tetracromic):
CrO3 + H2O → H2CrO4
2CrO3 + H2O → H2Cr2O7
3CrO3 + H2O → H2Cr3O10
4CrO3 + H2O → H2Cr4O13
Vì vậy khi no tác dụng với dung dịch kiềm nó có thể tạo nên cac muối cromat, đicromat, tricromat,…
Crom trioxit còn là một nguyên liệu để điều chế Pyridinium dichromate bằng cách cho pyridine tác dụng với crom trioxit trong nước:
Điều chế: Crom trioxit tạo nên khi cho axit sunfuric đặc tác dụng với dung dịch bão hòa của cromat hay đicromat kim loại kiềm rồi để nguội để tác tinh thể ra.
K2Cr2O7 + H2SO4 → 2CrO3 + K2SO4 + H2O
Phòng thí nghiệm hóa hoc thường dùng hỗn hợp sunfocromic gồm hai thể tích bằng nhau của axit sunfuric đặc và dung dịch K2Cr2O7 bão hòa để rửa sạch chất hữu cơ bám trên thành những công cụ thủy tinh như bình cầu, ống sinh hàn, cốc,… Công cụ rửa đó dựa vào khả năng oxi hóa mạnh của CrO3 được tạo nên trong hỗn hợp.
Để tinh chế CrO3 người ta kết tinh lại từ dung dịch nước và sấy khô ở 70oC.
2. Axit cromic và axit policromic:
Dung dịch axit cromic H2CrO4 có màu vàng, dung dịch axit đicromic H2Cr2O7 có màu da cam, dung dịch axit tricromic H2Cr3O10 và axit tetracromic H2Cr4O13 có màu đỏ. Tất cả nhũng axit này chỉ tồn tại ở trong dung dịch. Muối của chúng bền hơn, có thể tách ra dưới dạng tinh thể. Các axit và muối đều rất đôc với người.
Axit đicromic H2Cr2O7 Axit cromic H2CrO4
Na2CrO4 có màu vàng
Axit cromic có độ mạnh trung bình, muối của nó được gọi là cromat. Muối cromat kim loại kiềm, amoni và magie tan nhiều trong nước cho dung dịch màu vàng, các muối cromat của kim loại kiềm thổ và kim loại nặng đều ít tan, ít tan nhất là Ag2CrO4 (tinh thể màu đỏ), BaCrO4 (tinh thể màu vàng), PbCrO4 (tinh thể màu vành, tích số tan là 1,8.10-14).
Khi được axit hóa, dung dịch cromat biến thành đicromat, nếu được oxi hóa mạnh hơn nữa dung dịch đậm đặc đicromat biến thành tricromat rồi tetracromat, nghĩa là quá trình ngưng tụ tăng lên khi giảm pH của dung dịch:
2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
3Cr2O72- + 2H+ 2Cr3O102- + H2O
Khi được kiềm hóa, dung dịch policromat lần lượt biến trở ngược lại và sau cùng thành cromat.
Axit cromic là chất oxi hóa mạnh, oxi hóa được SO2, H2S, SnCl2, FeSO4, HCl,…
Muối cromat bền trong môi trường kiềm nhưng oxi hóa mạnh trong môi trường axit:
2CrO42- + 16H+ + 6e 2Cr3+ + 8H2O Eo = 1,33V
CrO42- + 4H2O + 3e Cr(OH)3 + 5OH- Eo = -0,13V
Phương pháp chung để điều chế cromat là oxi hóa hợp chất crom (III) trong môi trường kiềm (dung dịch hay thể nóng chảy) hay tác dụng của CrO3 với dung dịch kiềm.
Những muối cromat và đicromat thường gặp nhất là Na2CrO4, K2CrO4, Na2Cr2O7 K2Cr2O7 và (NH4)2Cr2O7.
3. Kali cromat và kali đicromat:
Kali cromat là chất ở dạng những tinh thể tà phương màu vàng, đồng hình với K2SO4 và nóng chảy ở 968oC. Trong không khí ẩm, kali cromat không chảy rữa như Na2CrO4, tan nhiều trong nước (63g ở 20oC) cho dung dịch màu vàng (màu của ion CrO42-), tan trong SO2 lỏng, không tan trong rượu etylic và ete.
Khi tác dụng với axit, kali cromat biến thành đicromat rồi tricromat và tetracromat theo các phản ứng:
2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + K2SO4 ...