KVALITAN - virtuálne chemické lagoratóriumChróm / Reakcie / Katióny III. triedy / Katióny / Teória
Reakcie chrómu
Reakcie trojmocného chrómu
Alkalické sírniky a sírnik amónny vylučujú z roztokov solí chromitých hydroxid chromitý. Dokonalé vylúčenie nastáva len za prítomnosti soli odvodenej od slabej kyseliny (octan sodný), ktorá paralyzuje účinok pri reakcii vznikajúcej silnej minerálnej kyseliny:
2 CrCl3 + 3 Na2S + 6 H2O ⇔ 2 Cr(OH)3 + 3 H2S + 6 NaCl
2 CrCl3 + 6 H2O ⇔ 2 Cr(OH)3 + 6 HCl
6 HCl + 3 Na2S ⇔ 3 H2S + 6 NaCl
Sirovodík v kyslom prostredí soli chromité nezráža.
Účinkom alkalického hydroxidu vzniká sivozelený hydroxid chromitý, ktorý sa v nadbytku lúhu rozpustí v podobe chromitanu, z ktorého sa po zriedení vodou a dlhšom varení vylúči znova hydroxid chromitý:
2 CrCl3 + 3 NaOH ⇔ Cr(OH)3 + 3 NaCl
Cr(OH)3 + NaOH ⇔ NaCr(OH)3
Amoniakom vzniká sivozelený hydroxid chromitý, ktorý sa v nadbytku činidla za prítomnosti amónnych solí ľahko rozpustí v podobe komplexnej zlúčeniny. Varením sa komplex rozpadne a za unikania amoniaku vylúči sa znova hydroxid chromitý:
CrCl3 + 3 NH4OH ⇔ Cr(OH)3 + 3 NH4Cl
CrCl3 + 6 NH3 ⇔ [Cr(NH3)6]Cl3
Alkalickým uhličitanom vzniká hydroxid chromitý. Prechodne síce vzniká očakávaný uhličitan, ktorý však úplnou, hydrolýzou prejde na hydroxid:
2 CrCl3 + 3 Na2CO3 ⇔ Cr2(CO3)3 + 6 NaCl
Cr2(CO3)3 + 3 H2O ⇔ 2 Cr(OH)3 + 3 CO2
Uhličitan bárnatý zráža z roztokov solí chromitých hydroxid chromitý. Účinkom tiosíranu sodného vypadne z roztokov solí chromitých hydroxid chromitý, zmiešaný so sírou:
2 CrCl3 + 3 Na2S2O3 + 3 H2O ⇔ 2 Cr(OH)3 + 3 S + 6 NaCl + 3 SO2
Účinkom alkalického octanu a octanu amónneho sa v roztokoch solí chromitých vytvorí komplexná zlúčenina [Cr3(OH)2(CH3COO)6]CI, ktorá sa na rozdiel od solí železitých a hlinitých nerozkladá ani varom, takže tieto činidlá soli chromité nezrážajú.
Fosforečnan sodný zráža zelený amorfný fosforečnan chromitý:
2 CrCl3 + 3 Na2HPO4 ⇔ CrPO4 + 3 NaCl + NaH2PO4
Reakcie chrómanového aniónu
Účinkom sírnika amónneho vznikne v roztokoch chrómanov zelený hydroxid chromitý:
2 Na2CrO4 + 5 (NH4)2S ⇔ 2 Cr(OH)3 + 2 Na2S + 2 H2O + 3 S + 10 NH3
Sírovodík redukuje v kyslom prostredí chrómany a dvojchrómany za súčasného vylúčenia síry na zlúčeniny trojmocného chrómu, ktoré roztokom prepožičiavajú zelenú farbu. Sírovodík vylúči z neutrálnych roztokov hnedú zrazeninu, ktorá sa ďalším účinkom sírovodíka premení na sivozelený hydroxid chromitý:
K2Cr2O7 + 3 H2S + 4 H2SO4 ⇔ Cr2(SO4)3 + K2SO4+ 7 H2O + 3 S
2 K2CrO4 + 3 H2S + 5 H2SO4 ⇔ Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4+ 8 H2O + 3 S
2 Na2CrO4 + 3 H2S + 2 H2SO4 ⇔ 2 Cr(OH)3 + 2 Na2SO4+ 2 H2O + 3 S
Kým účinkom alkalického lúhu nevznikne v roztokoch chrómanov nijaká zmena, pri dvojchrómanoch prejde farba roztoku z oranžovo červena do žlta.
Chloridom bárnatým vzniká žltá, v kyseline octovej nerozpustná zrazenina chrómanu bárnatého, ktorý je rozpustný v HCl a kyseline dusičnej:
K2CrO4 + BaCl2 ⇔ BaCrO4+ 2 KCl
Prídavkom octanu olovnatého vypadne z roztokov chrómanov žltá, v kyseline octovej nerozpustná zrazenina, ktorá sa rozpúšťa v alkalických lúhoch a v kyseline dusičnej. V alkalických lúhoch vznikne olovnatan, z ktorého po okyslení kyselinou octovou vypadne znova chróman olovnatý:
Na2CrO4 + (CH3COO)2Pb ⇔ PbCrO4 + 2 CH3COONa
PbCrO4 + 3 NaOH ⇔ NaPb(OH)3+ Na2CrO4
NaPb(OH)3 + Na2CrO4 + 3 CH3COOH ⇔ PbCrO4+ 2 CH3COONa + 3 H2O
Dusičnan strieborný vylučuje z neutrálnych roztokov chrómanov hnedočervený chróman strieborný a z dvojchrómanov červenohnedú zrazeninu dvojchrómanu strieborného:
Na2CrO4 + 2 AgNO3 ⇔ Ag2CrO4 + 2 NaNO3
Na2Cr2O7 + 2 AgNO3 ⇔ Ag2Cr2O7 + 2 NaNO3
Chróman strieborný je rozpustný v amoniaku v podobe komplexnej soli.
Dusičnanom ortuťným sa vylúči za studena hnedý vločkovitý a za varu plameňovočervený kryštalický chróman ortuťný:
Na2CrO4 + Hg2(NO3)2 ⇔ Hg2CrO4 + 2 NaNO3
V roztoku okyslenom kyselinou sírovou oxiduje peroxid vodíka chrómany na modrú kyselinu peroxychrómovú, ktorá pri trepaní s éterom prejde do éterickej vrstvy:
2 K2CrO4 + 7 H2O2 + 2 H2SO4 ⇔ 2 H7CrO10 + 2 K2SO4 + 2 H2O
V neutrálnom prostredí oxiduje peroxid vodíka chrómany na peroxychrómany a roztok sa sfarbí na červeno:
2 K2CrO4 + 7 H2O2 + 2 H2O ⇔ 2 K2HCrO8 + 8 H2O
Červený peroxychromát sa zakrátko rozloží za vývoja kyslíka a premení na žltý chróman:
4 K2HCrO8 + 2 H2O ⇔ 4 K2CrO4 + 4 H2O + 7 O2
Oxidácia katiónu trojmocného chrómu na chróm šesťmocný
Oxidáciu uskutočňujeme mokrou alebo suchou cestou. Pri mokrom spôsobe oxidujeme v kyslom alebo - zásaditom prostredí. V kyslom prostredí oxidujeme kyselinou dusičnou s prídavkom chlorečnanu draselného alebo v prostredí kyseliny sírovej za varu peroxysíránom amónnym. Soli chromité sa dajú oxidovať aj v prostredí kyseliny octovej plynným chlórom alebo brómovou vodou:
2 K3CrO3 + 2 HNO3 + H2SO4 ⇔ 2 K2CrO4 + K2SO4 + 2 NO + 2 H2O
2 K3CrO3 + 6 Br + 2 H2O ⇔ 2 K2CrO4 +2 KBr+ 4 HBr
Zásadité roztoky solí chromitých oxidujeme za varu brómovou vodou, chlórnanmi, peroxidom vodíka, peroxidom sodíka, oxid olovičitým, manganičitým, manganistanom alebo persulfátom draselným:
CrCl3 + 3 Br + 8 NaOH ⇔ Na2CrO4 +3 NaCl + 3 NaBr + 2 H2O
2 K3CrO3 + 3 NaOCl + H2O ⇔ 2 K2CrO4 +3 NaCl + 2 KOH
2 K3CrO3 + 3 H2O2 + H2O ⇔ 2 K2CrO4 +3 H2O + 2 KOH
2 K3CrO3 + 3 PbO2 + H2O ⇔ 2 K2CrO4 +3 PbO + 2 KOH
Pri suchom spôsobe stavíme soli chromité so sódou a, dusičnanom draselným alebo peroxidom sodíka, prípadne so zmesou sódy á chlorečnanu draselného, pričom vznikajú vo vode rozpustné chrómany alkalické:
Cr2O3 + 2 Na2CO3 + 3 KNO3 ⇔ 2 Na2CrO4 +3 KNO2 + 2 CO2
Redukcia solí šesťmocného chrómu na soli chromité
Koncentrovaná HCl alebo sírová redukujú za varu soli šesť-mocného chrómu na soli chromité:
K2CrO4 + 8 HCl ⇔ 2 KCl + CrCl3 + 4 H2O + 3 Cl
K2Cr2O7 + 4 H2SO4 ⇔ K2SO4 + Cr(SO4)3 + 4 H2O + 3 O
Chrómany a dvojchrómany sa redukujú v kyslom prostredí účinkom alkoholu, kyseliny siričitej, siričitanu sodného, kyseliny oxálovej, soli cínatej alebo železnatej:
2 K2Cr04 +3 C2H5OH + 5 H2S04 ⇔ 2 K2S04 + Cr2(S04)3 + 3 C2H40 + 8 H20
2 K2Cr04} +3 H2SO3+ 5 H2S04 ⇒ K2S04 + Cr2(S04)3 + 3 H2S04 + 5 H20
2 K2Cr04 + 6 FeS04 + 8 H2S04 ⇔ 2 K2S04 + Cr2(S04)3 + 3 Fe2(S04)3 + 8 H20
2 K2Cr04 + 3 C02H.C02H + 5 H2S04 ⇔ 2 K2S04 + Cr2(S04)3 + 6 CO2 + 8 H20
2 K2Cr04 + 5 H2SO4 + 3 Na2SO3 ⇔ Cr2(S04)3 + 2 K2S04 + 5 H20 + 3 Na2S04
2 K2Cr04 + 3 SnCI2 + 16 HCI ⇔ 4 KCI + 2 CrCl3 + 3 SnCl4
Jodid draselný redukuje v kyslom prostredí soli šesťmocného chrómu už za studena na soli chromité, pričom sa súčasne odštepuje elementárny jód, ktorý sfarbí reakčné prostredie na hnedo. Po vytrepaní jódu chloroformom sa objaví zelená farba roztoku:
K2Cr2O7 + 6 KJ + 7 H2SO4 ⇔ Cr2(S04)3 + 4 K2SO4 + 3 J2 + 7 H2O
