Hòa Tan tinh thể CrCl3 trong nước lạnh thì tinh thể tan ra, dd có màu tím nhạt, khi đun nóng thì dd chuyển sang màu xanh nhạt rồi chuyển hẳn sang màu xanh tím. Vì CrCl3 khan không tan trong nước, do đó tinh thể CrCl3 ở trên tồn tại ở dạng hidrat hóa CrCl3.6H2O rất dễ tan trong nước. Khi tan trong nước, CrCl3.6H2O bị thủy phân và tạo phức aquơ. phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ và pH của dd mà thành phần của cation phức aquơ thay đổi từ tím nhạt đến xanh Cr(H2O)6Cl3 Cr(H2O)5ClCl2.H2O Cr(H2O)4Cl2Cl.2H2O (Xanh tím) (xanh nhạt) (xanh thẫm)
ÊN THÍ HIỆM ghiệm 1: ợp chất tiến ĐẠI HỌC HUÊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC BẢN TƯỜNG TRÌNH HĨA HỌC Bản tường trình số 15: CROM-MANGAN Thứ sáu, ngày 30, tháng 05, năm 2014 Họ tên sv:Mai Quang Hoàng HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Hòa Tan tinh thể CrCl3 nước lạnh tinh thể tan ra, dd có màu tím nhạt, đun nóng dd chuyển sang màu xanh nhạt chuyển hẳn sang màu xanh tím Vì CrCl3 khan khơng tan nước, tinh thể CrCl3 tồn dạng hidrat hóa CrCl3.6H2O dễ tan nước Khi tan nước, CrCl3.6H2O bị thủy phân tạo phức aquơ phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ pH dd mà thành phần cation phức aquơ thay đổi từ tím nhạt đến xanh [Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O (Xanh tím) (xanh nhạt) (xanh thẫm) u: thực tập – 103 ghiệm 2: ợp chất tiến u: thực tập ô – 103 Khi cho dd CrCl3 màu xanh lục tác dụng với dd KOH xảy phản ứng trao đổi tạo thành kết tủa Cr(OH)3 màu xanh nhạt CrCl3 + 3KOH → 3KCl + Cr(OH)3 thực chất kêt tủa Crom(III) hidroxit Cr(OH)3 dạng hidrat hóa Cr2O3.xH2O.Cr(OH) polime đa nhân nhóm OH H2O đóng vai trò phối tử, cầu nối nhóm –OH, có cấu trúc lớp Khi x = : Cr2O3.3H2O tức Cr(OH)3 Kết tủa không tan nước (T = 10-32) tan kiềm axit xảy cắt đứt liên kết lớp tan KOH dư tạo thành phức K3[Cr(OH)6] màu lục nhạt Cr(OH)3 + 3KOH →K3[Cr(OH)6] Kết tủa Cr(OH)3 tan axit HCl tạo thành dung dịch màu xanh lục Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O Q trình tạo cation anion phức tóm tắt sau: n[Cr(OH)6]3+ [Cr(OH)3 n[Cr(OH)6]3Cr(OH)3 vừa tác dụng với axit vừa tác dụng với bazo nên hidroxit lưỡng tính ghiệm 3: ợp chất tiến u: thực tập ô – 103 ÊN THÍ HIỆM Khi cho dd Na2S tác dụng với dd CrCl3 thu kết tủa Cr(OH)3 màu xanh nhạt, có khí H2S mùi trứng thối Trong trường hợp khơng xảy phản ứng trao đổi để tạo Crom sunfua Cr 2S3 Cr2S3 khơng bền bị thủy phân nước tạo thành kết tủa Cr(OH) H2S Cr2S3 → 2Cr3+ + 3S2Cr3+ +3OH- Cr(OH)3 S2- + H3O+ H2S + OH3Na2S + 3CrCl3 + 6H2O →2Cr(OH)3 + 6NaCl + 3H2S Crom (III) sunfua Cr2S3 điều chế cho dd muối Crom(III) tác dụng với sunfua tan trình thủy phân xảy Để điều chế Cr2S3 người ta nung hỗn hợp bột Crom bột lưu huỳnh ống kín 2Cr + 3S → Cr2S3 Hoặc cho H2S qua CrCl3 nung đỏ 2CrCl3 + 3H2S → Cr2S3 + 6HCl HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC ghiệm : hất ommat tiến u thực a vơ 105 Khi hòa tan tinh thể K2CrO4 vào nước thu dd có màu vàng K2CrO4 + 12H2O →2[K(H2O)6]+ + CrO42CrO42- nước tạo axit cromic axit trung bình, tồn dd, tách trạng thái tự do, dd tồn cân CrO42- + H+ HCrO4- + H/+ H2CrO4 2HCrO4- H2O + Cr2O72nhỏ vài giọt H2SO4 vào dd chuyển sang màu cam Thêm KOH vào dd chuyển sang màu vàng Trong dd muối cromat tồn cân 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O Vàng da cam Khi thêm H2SO4 vào làm nồng độ H+ tăng lên, cân chuyển dịch theo chiều thuận, chiều tạo dicromat Cr2O72- nên dd có màu cam Khi thêm KOH vào OH- trung hòa với H+ H+ + OH- →H2O làm giảm nồng độ H+ nên cân chuyển dịch theo chiều nghịch, chiều tạo muối cromat nên dd có màu vàng Kali cromat (K2CrO4) tinh thể tà phương, màu vàng, bền ngồi khơng khí, tan nước cho dd màu vàng đậm, cho thêm axit, dd có màu da cam 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O Thêm KOH vào muối dicromat dd có màu vàng K2Cr2O7 + 2KOH 2K2CrO4 + H2O 1.TÊN THÍ NGHIỆM HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm : K2CrO4 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 105 Khi cho dd kali cromat K2CrO4 tác dụng với dd amoni sunfua (NH4)2S xuất kết tủa S màu vàng nhạt, có khí NH3 mùi hắc ra, CrO42- chất oxi hóa mạnh, tác dụng với chất khử (NH4)2S xảy phản ứng oxi hóa khử, Cr+6 oxi hóa Cr+3 (Cr(OH)3 , S-2 khử lên S0 2K2CrO4 + 3NH4)2S + 2H2O → 2Cr(OH)3 + 3S↓ vàng + 6NH3 +4KOH Sau Cr(OH)3 tan KOH Cr(OH)3 + 3KOH →K3[Cr(OH)6] Khi cho KCrO4 tác dụng với H2O2 axit hóa xảy phản ứng Thí nghiệm : oxi hóa khử dd có màu xanh lục muối crom(III), có tượng sủi K2CrO4 bọt khí sing khí O2 Cách tiến Cr+6 + 3e → Cr+3 hành: 3H2O2 + 2e + 2H+ → 4H2O + O2 Tài liệu thực 2K2CrO4 + H2O2 + 5H2SO4→ Cr2(SO4)3 + 2O2+ 2K2SO4 + 6H2O tập hóa vơ trang 105 Khi cho K2CrO4 tác dụng với KI H2SO4 thu dd có màu tím, I- khử lên I2, 2K2CrO4 +6KI +8H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3 I2 +5 K2SO4 + 8H2O Khi cho KCrO4 tác dụng với FeSO4 xảy phản ứng oxi hóa- khử dd có màu xanh lục tạo muối crom(III) 2K2CrO4+6FeSO4 +8H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 +2K2SO4 +8H2O 1.TÊN THÍ NGHIỆM HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm : K2CrO4 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vô trang 105 Khi cho muối K2CrO4 muối K2Cr2O7 tác dụng với dd BaCl2 thu kết tủa trắng lắng xuống K2CrO4 + BaCl2 → BaCrO4 + 2KCl K2Cr2O7 + 2BaCl2 + H2O → 2BaCrO4 + 2KCl + 2HCl Cho dd H2SO4, etylic, K2Cr2O7 vào ống nghiệm chúa H2O2 dd Thí nghiệm : có màu xanh đậm, lúc sau phân lớp, sủi bọt khí Các hợp chất Đầu tiên K2Cr2O7 phản ứng với H2O2 H2SO4 tạo peroxit peoxit K2Cr2O7 + 4H2O2 + H2SO4 → 2[Cr(H2O)O(O2)2]+K2SO4 + 3H2O crom Sau phức peroxit tan rong dung mơi hữu etylic Cách tiến 2[Cr(H2O)O(O2)2] + C2H5OH →[Cr(C2H5OC2H5)O(O2)2] xanh đậm + H2O hành: Sau phức bị phá hủy H2SO4 Tài liệu thực [Cr(C2H5OC2H5)O(O2)2] + H2SO4 → Cr2(SO4)3 +O2 + C2H5OC2H5 + H2O tập hóa vơ trang 106 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm : Tính chất Mn Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 109 1.TÊN THÍ HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Khi nung nóng ống nghiệm chứa tinh thể KMnO tạo thành chất rắn màu đen, sinh khí khơng màu, đưa que đóm cháy vào miệng ống que đóm cháy lạikhơng tắt nhiệt độ cao (2000c) KMnO4 bị nhiệt phân tạo MnO2 màu đen, đồng thời giải phóng khí O2 nên làm que đóm khơng tắt 2KMnO4 →K2MnO4 + MnO2 + O2 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH NGHIỆM Thí nghiệm 10 : Tính chất Mn Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 109 HĨA HỌC Khi cho KMnO4 tác dụng với với dd FeSO4 màu tím dd nhạt dần biến xảy phản ứng oxi hóa khử MnO 4- oxi hóa Mn+2 Fe+2 khử lên Fe+3 Fe2+ + e →Fe3+ E0 = 0,77V MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O E01 = 1,51V Vì E0 < E01 nên phản ứng xảy theo chiều 2KMnO4 + 10FeSO4 +8H2SO4→ 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O Khi cho dd KMnO4 vào dd H2O2 KOH dd từ màu tím chuyển dần sang màu xanh nhạt, sủi bọt khí Trong mơi trường kiềm MnO4- oxi hóa MnO42 ( màu xanh lá) 8KMnO4 + 2H2O2 +8 KOH → 8KMnO4 + 3O2 + 6H2O Các hợp chất +6 mangan không bền, dễ phân hủy để tạo thành hợp chất +7 +4 bền Trong nước tồn cân 3MnO42- + 2H2O 22MnO4- + 4OHVì muối manganat bền mơi trường kiềm, muối Pemanganat bền mơi trường axit Cho KMnO4 tác dụng với Na2SO3 mơi trường axit màu tím biến xảy phản ứng oxi hóa khử MnO4- oxi hóa Mn+2 SO32- khử lên SO42MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O E0 = 1,51V SO32- + 4H+ + 2e → SO42- + H2O E01 = 0,17V Vì E0 > E01 nên phản ứng xảy theo chiều 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O Khi cho KMnO4 tác dụng với Na2SO3 mơi trường trung tính xảy phản ứng oxi hóa, MnO4- oxi hóa MnO2(màu đen) nên màu tím dd nhạt dần, SO32- khử lên SO42MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH Khi cho KMnO4 tác dụng với Na2SO3 môi trường kiềm KOH màu tím nhạt dần chuyển sang màu xanh nhạt, xảy phản ứng oxi hóa-khử MnO4- oxi hóa MnO42MnO4- + e → MnO422KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH → 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O Môi trường đóng vai trò định tạo sản phẩm khử KMnO4 Trong môi trường axit MnO4- bị khử Mn+2 Trong mơi trường trung tính MnO4- bị khử MnO2 Trong môi trường kiềm MnO4- bị khử MnO42- 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 10 : Các hợp chất peoxit crom Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 106 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Cho KMnO4 tác dụng với dd KBr ống nghiệm, ống axit hóa CH3COOH ống nghiệm axit hóa KMnO4 màu tím đậm Trong môi trường axit bị khử Mn+2 2KMnO4- + 16CH3COOH + 10KBr- →2Mn(CH3COO)2 + 5Br2+ 12CH3COOK + 8H2O MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O ; E0 = +1,51V Trong mơi trường trung tính MnO4- bị khử MnO2 2KMnO4 + 6KBr + 4H2O → 2MnO2↓ + 3Br2↑ + 8KOH MnO4- + 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH- ; E01 = +0,60V Ta thấy E0 > E01 nên theo lí thuyết ống nghiệm axit hóa phải màu nhanh hơn, dd phải nhạt màu Nhưng ta có E = E0 + lg = E0 + lg [H+]8 + lg = E0 – PH + lg Mà thời điểm cân [MnO4-]=[Mn2+] nên E = E0 – PH Do E < E0 nên tốc độ mas màu chậm Mặt khác MnO4_ bền môi trường axit nên màu đậm 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 11 : Mg(OH)2 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 106 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Khi cho dd MnSO4 tác dụng với dd NaOH xảy phản ứng trao đổi tạo thành kết tủa Mn(OH)2 màu hồng nhạt MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2 + Na2SO4 Mn(OH)2 để lâu khơng khí bị oxi khơng khí oxi hóa tạo thành chất rắn màu nâu 2Mn(OH)2 + O2 →2[MnO2.H2O] Trong môi trường kiềm Mn(OH) bị O2 khơng khí oxi hóa tạo thành chất màu đen 6Mn(OH)2 + O2 →2MnOMn2O3 + 6H2O Cho kết tủa Mn(OH)2 tác dụng với HCl kết tủa tan xảy phản ứng trung hòa Mn(OH)2 + 2HCl → MnCl2 + 2H2O Cho Mn(OH)2 tác dụng với NaOH khơng có tượng Mn(OH)2 tan kiềm nóng chảy 10 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 12 : Mn(OH)2 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 106 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Cho thứ tự hóa chất vào ống nghiệm ống 1: dd NH3, thêm vài giọt nước, thêm vào vài giọt MnSO4 ống 2: dd NH3, thêm vài giọt NH4Cl , thêm vài giọt MnSO4 ống xuất kết tủa hồng nhạt NH3 bị thủy phân nước tạo môi trường bazo NH3 + H2O → NH4OH Sau NH4OH phản ứng trao đổi với MnSO4 tạo kết tủa hồng nhạt Mn(OH)2 2NH4OH + MnSO4 → Mn(OH)2↓ + (NH4)2SO4 ống lúc đầu xuất kết tủa sau kết tủa tan NH3 + H2O → NH4OH 2NH4OH + MnSO4 → Mn(OH)2↓ + (NH4)2SO4 Vì NH4Cl NH3 tạo thành dd đệm amoni nên có khả hòa tan kết tủa Mn(OH)2 tạo thành phức tan Mn(OH)2 + 2NH4Cl + 4NH3 → [Mn(NH3)6]Cl2 + 2H2O 11 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 13 : Tính khử Mn+2 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 110 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thêm vào ống nghiệm chứa dd Mn(NO3)2 vài giọt KOH xuất kết tủa màu hồng nhạt,do xảy phản ứng trao đổi tạo kết tủa Mn(OH) Mn(NO3)2 + 2KOH → Mn(OH)2↓ + 2KNO3 Sau thêm tiếp vài giọt dd nước brom mơi trường kiềm kết tủa Mn(OH)2 Tạo thành kết tủa màu đen, xảy phản ứng oxi hóa khử Mn+2 khử lên MnO2 có màu đen Mn(OH)2 + Br2 + 2KOH → MnO2↓ + 2KBr + 2H2O cho vào ống nghiệm tinh thể NaBiO 3, thêm nước cất vào cho vài giọt HNO3 đậm đặc, sau cho vài giọt dd Mn(NO3)2 xảy phản ứng oxi hóa khử, Mn+2 khử lên Mn+7 a tạo thành dung dịch màu tim nhạt 2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 → 2HMnO4 + 5NaNO3 + 5Bi(NO3)3 + 7H2O 12 ... 6H2O Các hợp chất +6 mangan không bền, dễ phân hủy để tạo thành hợp chất +7 +4 bền Trong nước tồn cân 3MnO42- + 2H2O 22MnO4- + 4OHVì muối manganat bền mơi trường kiềm, muối Pemanganat bền mơi trường... cho H2S qua CrCl3 nung đỏ 2CrCl3 + 3H2S → Cr2S3 + 6HCl HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC ghiệm : hất ommat tiến u thực a vơ 105 Khi hòa tan tinh thể K2CrO4 vào nước thu dd... vàng K2Cr2O7 + 2KOH 2K2CrO4 + H2O 1.TÊN THÍ NGHIỆM HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm : K2CrO4 Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 105 Khi cho dd