Występowanie i otrzymywanie
Chrom najczęściej występuje w postaci chromitu, czyli tlenku chromu i żelaza: FeCr2O4 Aby otrzymać pierwiastkowy chrom, należy przetworzyć chromit w tlenek chromu, a następnie zredukować za pomocą glinu w metodzie aluminotermicznej:Cr_{2}O_{3} + 2 Al \rightarrow Al_{2}O_{3} + 2 Cr
Mangan występuje w postaci dwóch rud: hausmanitu Mn3O4 oraz braunsztynu MnO2. Podobnie jak chrom, czysty mangan można otrzymać metodą aluminotermiczną:
3 Mn_{3}O_{4} + 8 Al \rightarrow 4 Al_{2}O_{3} + 9 Mn
Stopy chromu i manganu z żelazem zwane odpowiednio ferrochromem i żelazomanganem są stosowane jako dodatki do stali.
Charakterystyka chromu i manganu
Chrom jest srebrzystym, twardym metalem, który dobrze przewodzi prąd i ciepło. W powietrzu chrom ulega procesowi pasywacji (pokrywa się swoim tlenkiem), co zapobiega dalszym reakcjom. Ten sam proces zachodzi, gdy chrom poddamy działaniu kwasu azotowego(V), dlatego nie reaguje z nim na zimno. Chrom wypiera wodór z kwasów dwustopniowo. Najpierw tworzy nietrwałe jony Cr2+, które następnie przechodzą w jony Cr3+.Cr + 2 HCl \rightarrow CrCl_{2} + H_{2}\uparrow\\ Cr + 2 H^{+} \rightarrow Cr^{2+} + H_{2}\uparrow\\ 2 CrCl_{2} + 2 HCl \rightarrow 2 CrCl_{3} + H_{2}\uparrow\\ 2 Cr^{2+} + 2 H^{+} \rightarrow 2 Cr^{3+} + H_{2}\uparrow
Chrom występuję na +II, +III i +VI stopniu utlenienia, przy czym +III jest najtrwalszy. Związki chromu są silnymi utleniaczami, mają też intensywne barwy:
Stopień utlenienia chromu | Barwa soli | Charakter chemiczny tlenku |
---|---|---|
Cr(II) | granatowoniebieska | zasadowy |
Cr(III) | od zielonej do fioletowej | amfoteryczny |
Cr(VI) | żółta, pomarańczowa lub czerwona | kwasowy |
Mangan jest kruchym, twardym, srebrzystoszarym metalem. Wypiera wodór z kwasów nieutleniających:
Mn + 2 HCl \rightarrow MnCl_{2} + H_{2}\uparrow\\
Mn + 2 H^{+} \rightarrow Mn^{2+} + H_{2}\uparrow
Stopień utlenienia manganu | Barwa soli | Charakter chemiczny tlenku |
---|---|---|
Mn(II) | jasnoróżowa | zasadowy |
Mn(IV) | nietrwała | amfoteryczny (brunatny osad) |
Mn(VII) | fioletowa | kwasowy |
Właściwości związków chromu i manganu
Zarówno związki chromu i manganu (na wyższym stopniu utlenienia) są silnymi utleniaczami. Dichromiany(VI) są wstanie utleniać zarówno związki organiczne, jak i nieorganiczne: 2 K_{2}Cr_{2}O_{7} + 3 CH_{3}OH + 8 H_{2}SO_{4} \rightarrow \\2 Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 3 HCOOH + 2 K_{2}SO_{4} + 11 H_{2}O\\ 2 Cr_{2}O_{7}^{2-} + 3 CH_{3}OH + 16 H^{+} \rightarrow 4 Cr^{3+} + 3 HCOOH + 11 H_{2}O\\ K_{2}Cr_{2}O_{7} + 6 KI + 7 H_{2}SO_{4} \rightarrow Cr_{2}(SO_{4})_{3} + 3 I_{2} + 4 K_{2}SO_{4} + 7 H_{2}O\\ Cr_{2}O_{7}^{2-} + 6 I^{-} + 14 H^{+} \rightarrow 2 Cr^{3+} + 3 I_{2} + 7 H_{2}O
Jony manganu są utleniaczami, jednak przebieg procesu utleniania zależy od pH roztowru, w którym jony się znajdują.
środowisko kwaśne |
---|
2 KMnO_{4} + 5 K_{2}SO_{3} + 3 H_{2}SO_{4} \rightarrow 2 MnSO_{4} + 6 K_{2}SO_{4} + 3 H_{2}O\\
2 MnO_{4}^{-} + 5 SO_{3}^{2-} + 6 H^{+} \rightarrow 2 Mn^{2+} + 5 SO_{4}^{2-} + 3 H_{2}O
Jon MnO4^- redukuje się do jonu Mn^2+, zaś roztwór zmienia barwę z fioletowego na bezbarwny (jasnoróżowy, ale tego naprawdę nie widać).
|
środowisko obojętne |
---|
2 KMnO_{4} + 3 K_{2}SO_{3} + H_{2}O \rightarrow 2 MnO_{2}\downarrow + 3 K_{2}SO_{4} + 2 KOH\\
2 MnO_{4}^{-} + 3 SO_{3}^{2-} + H_{2}O \rightarrow 2 MnO_{2} + 3 SO_{4}^{2-} + 2 OH^{-}
Jon MnO4^- redukuje się do jonu MnO2, wytrąca się brunatny osad.
|
środowisko zasadowe |
---|
2 KMnO_{4} + K_{2}SO_{3} + 2 KOH \rightarrow 2 K_{2}MnO_{4} + K_{2}SO_{4} + H_{2}O\\
2 MnO_{4}^{-} + SO_{3}^{2-} + 2 OH^{-} \rightarrow 2 MnO_{4}^{2-} + SO_{4}^{2-} + H_{2}O
Jon MnO4^- redukuje się do jonu MnO42-, zaś roztwór zmienia barwę z fioletowego na zieloną.
|
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz