Кислородные соединения элементов VI группы побочной подгруппы

Название	Степень окисления	Оксиды	Гидроксиды	Соли
Формула	Характер	Формула	Название	Формула иона	Название
Cr	+2	CrO	основный	Cr(OH)2	Гидроксид хрома (II)	Сr2+	Соли хрома (II)
+3		амфотерный		Гидроксид хрома (III) Хромистая кислота		Соли хрома (III)   Хромиты
+6		кислотный		Хромовая кислота Дихромовая кислота		Хроматы   Дихроматы
Mo	+6		кислотный		Молибденовая кислота		Молибдаты
W	+6		кислотный		Вольфрамовая кислота		Вольфраматы

При растворении хрома в соляной кислоте образуется раствор голубого цвета, содержащий хлорид хрома (II) . Если к этому раствору добавить раствор щелочи, то выпадает желтый осадок гидроксида хрома (II) Cr(OH)₂.

Бинарные соединения хрома (II), а также Cr(OH)₂ про­являют восстановительные свойства. Оксид хрома (II) получить трудно. Гидроксид Cr(OH)₂ (желтый) взаимодействуй только с кислотами:

,

образующиеся при этом аквакомплексы имеют синий цвет, такую же окраску имеют кристаллогидраты, например, .

Являясь сильными окислителями, соли хрома (II) в растворах легко окисляются кислородом воздуха:

а при отсутствии окислителя даже восстанавливают воду:

В.

Оксид хрома (III) получают при прокаливании , , . Например:

Оксид хрома (III) – темно-зеленый порошок, а в кри­сталлическом состоянии – черный с металлически блеском.

Оксид хрома (III) тугоплавок ( ), химически инертен; в воде, кислотах, щелочах не растворяется. Его амфотерные свойства проявляются при сплавлении с соответству­ющими соединениями. При сплавлении с щелочами и соответствующими основными оксидами образуются хромиты. Например:

При сплавлении с силикатами оксид хрома (III) окраши­вает их в зеленый цвет, поэтому применяется для окраски стекла и фарфора.

Гидроксид хрома (III) образуется при взаимодействии со­лей хрома (Ш) раствором щелочи:

Гидроксид хрома (III) амфотерен. Взаимодействует с растворами щелочей:

Гидроксид хрома (III) имеет переменный состав . Это многоядерный слоистый полимер, и котором роль лигандов играют группы ОН- и Н₂О, а роль мостиков – ОН-группы. Свежеприготовленный гидроксид хрома (III) – аморфный осадок. Хо­рошо растворяется в растворах кислот и щелочей:

(сине-фиолетовый раствор)

(изумрудно-зеленый раствор)

Получение гидроксида хрома (III) и его переход в катионные и анионные комплексы можно выразить суммарным уравнением:

Соединения хрома (III) проявляют восстановительные свойства:

Аквакомплекс входит в состав ряда кристал­логидратов, например, в хромокалиевые квасцы .

Оксиды хрома (VI), молибдена (VI), вольфрама (VI) – кристаллические вещества. – темно-красный), – белый, – желтый.

При нагревании легко разлагается, выделяя кислород, а и в газовую фазу переходят без разло­жения.

Оксид хрома (VI) – окислитель; со мно­гими окисляющимися веществами он реагирует со взрывом. Ядовит.

Оксид хрома (VI) в отличие от и легко рас­творяется в воде, образуя хромовую кислоту, то есть является кис­лотным оксидом:

Кислотный характер оксидов молибдена (VI) и вольфрама (VI) проявляется при раство­рении в щелочах:

Тетраоксохромат (VI) водорода в свободном со­стоянии не выделен. В водном растворе – это сильная кис­лота; она называется хромовой.

Растворимы в воде оксохроматы (VI), оксомолибдаты (VI) и оксовольфраматы (VI) s-элементов I группы, а также магния и кальция. Ионы имеют желтую окраску, ионы и – бесцветны.

Для Мо (VI) и W (VI) известны многочисленные произ­водные полимерных оксоанионов весьма сложного состава и строения. Способность к полимеризации иона вы­ражена менее отчетливо, тем не менее известны, например, – дихромат, – трихромат, – тетрахромат.

Полихроматы образуются при действии кислот на хроматы. Так, если на концентрированный раствор хромата калия по­действовать кислотой, то его окраска сначала станет красно-оранжевой, потом станет более темной за счет образования дихроматов, затем трихроматов и т.д.:

В результате подкисления раствора дихромата калия кон­центрированной серной кислотой при охлаждении выделя­ются темно-красные кристаллы оксида хрома (VI):

Если же действовать на растворы полихроматов щелочью, процесс идет в обратном направлении и, в конечном счете, получается снова хромат. Взаимные переходы хромата и ди­хромата можно выразить уравнением обратимой реакции:

Соединения хрома (VI) – сильные окислители, они пере­ходят в окислительно-восстановительных процессах в про­изводные хрома (III). В нейтральной среде образуется гидроксид хрома (III):

в кислой среде – производные катионного комплекса :

в щелочной среде – производные анионного комплекса :

Наибольшая окислительная активность оксохроматов (VI) наблюдается в кислой среде:

В.

Окислительная способность соединений хрома (VI) ис­пользуется в химическом анализе и органическом синтезе.

Окислительные свойства производных Мо (VI) и W (VI) проявляются лишь при взаимодействии с наиболее сильными восстановителями, например с водородом, в момент его вы­деления.

Из производных хрома и его аналогов применяются глав­ным образом соединения самого хрома. Так, оксид хрома (III) используется для приготовления красок в качестве ката­лизатора, – для электролитического получения хрома и хромированных изделий.

Биологическая роль хрома, молибдена, вольфрама

Хром, молибден, вольфрам – микроэлементы живых ор­ганизмов. Хром обнаруживается в растительных и животных организ­мах. В организме взрослого человека содержится примерно 6 г хрома (0,1%).

Металлический хром нетоксичен, в соединениях хром (III) и хром (VI) опасны для здоровья. Они вызывают раздражение кожи, что приводит к дерматитам. 0,25 – 0,3 г дихромата калия вы­зывают летальный исход. Соединения хрома (VI) применя­ются как фунгициды. Соединения хрома (III) благоприятно влияют на рост растений.

Молибден относится к металлам жизни и является одним из важнейших биоэлементов.

В биохимических процессах молибден участвует в степе­нях окисления V и VI. В этом состоянии он создает устойчи­вые оксоформы.

Молибден образует устойчивые оксокомплексы: , поэтому входит в состав ферментов, обеспечивающих перенос оксогрупп. В крови преобладает Мо (VI); если лигандом будет кислород, образуются устойчи­вые изополимолибдат-ионы: , , , .

Избыточное содержание молибдена в пище нарушает мета­болизм Са²⁺ и РО₄^3–, вызывая снижение прочности костей.

Молибден является важнейших микроэлементом растений. По сравнению с другими промышленно важными металлами молибден мало­токсичен. Потребление молибдена с продуктами питания со­ставляет 0,1 – 0,3 мг/сут, но необходимое дневное поступление не установлено.

Роль этого микроэлемента в организме че­ловека изучена недостаточно. Анионная форма вольфрама легко адсорбируется в желудочно-кишечном тракте. Метал­лический вольфрам и его катионные формы не адсорбиру­ются в организме человека.

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 555; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!