- C+ 4HNO3 = CO2+ 4NO2+ 2H2O
BÀI 4:CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIB A BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:
A. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM:
Chuẩn bị lý thuyết:
1.Giới thiệu về phân nhóm :
- Phân nhóm phụ VIB gồm có các ngun tố chính như: Crom ( Cr ), Molipden ( Mo) , Vonfram ( W ) . Là các nguyên tố phân nhóm phụ. Trong tự nhiên thường tồn tại trong các quặng như Cromit sắt (Fe(CrO2)2 ) , Molipdenit (MoS2 )… 2. Đặc điểm chung của các nguyên tố trong phân nhóm:
- Cấu hình e: (n-1)d2ns1
- Thế điện hóa tăng dần . Tính kim loại giảm dần từ Cr đến W.
- Chúng tồn tại dưới dạng hợp chất.
- Hợp chất bậc 2 có tính bazo, thường tạo cation phức.
- Khi ở số oxi hóa cao các hợp chất của chúng giống hợp kim của các kim loại cơ bản, chất axit, dễ tạo anion phức.
- Kim loại màu xám trắng, có nhiệt độ nóng chảy cao, có lớp màng oxit bền.
3.Tính đặc trưng của các đơn chất trong phân nhóm( vật lí và hóa học): - Lí tính:
+ Thường là các kim loại màu trắng bạc. các nguyên tố này có nhệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi cao và tăng dần từ đầu đến cuối nhóm 6
+ Crom là kim loại rất cứng cắt kính được trong khi Modenlip và Vonfram thì mềm hơn rất nhiều. Riêng Vonfram là kim loại khó nóng chảy, khó bay hơi nhất, lại có độ dẫn điện tốt nên thường được dùng làm dây tóc bóng đèn.
- Hóa tính:
+ Có lớp màng oxit bền vững bảo vệ bề mặt, ít tham gia phản ứng hóa học.
+ Khi đun nóng ở dạng bột phản ứng với nhiều kim loại, hoạt tính giảm dần từ Cr đến W.
+ Cr tan trong HCl, H2SO4 lỗng cịn Mo, W chỉ tan trong axit khi đun nóng.
+ Tan trong kiềm nóng chảy có mặt chất oxi hóa.
+ Cr bị thụ động trong HNO3, H2SO4 đặc, nguội.
4. Các hợp chất đặc trưng của các nguyên tố trong phân nhóm và tính chất của chúng
*Hợp chất
- Đối với nguyên tố nhóm VIB chủ yếu ta xét đối với hợp chất các Crom Hợp chất Cr2+
- Các hợp chất bậc 2 của Crom (+2) như CrO, CrS (đen), CrCl2, hay Cr(OH)2… là các hợp chất có tính bazo
Cr(OH)2 + HCl à CrCl2 + H2O - Có tính khử mạnh
CrCl2 + O2 + HCl à CrCl3 + H2O
- Các muối hidrat kết tinh từ dung dịch cũng có màu xanh CrCl2.2H2O… Các
muối halogen của crom +2 hấp phụ dễ dàng NH3 tạo thành phức cation ammicat [Cr(NH3)6]2+
Hợp chất Cr3+
- Trên thực tế chỉ có hợp chất Crom +3 là bền và có giá trị nhất. Thường có số phối trí là 6 và có màu sậm
* Dạng oxit Cr2O3
- Là chất rắn màu xanh thẫm và thường rát khó nóng chảy
- Tính lưỡng tính chỉ thể hiện khi nóng chảy với chất tương ứng: 2KOH + Cr2O3 à KCrO2 + H2O
- Thường được điều chế bằng cách nhiệt phân Cr(OH)3 hay (NH4)2Cr2O7 Cr(OH)3 à Cr2O3 + O2
* Dạng hidroxit Cr(OH)3
- Là hợp chất có màu xanh xám
- Tính lưỡng tính:
Cr(OH)3 +HCl à CrCl3 +H2O Cr(OH)3 +KOH à KCrO2 + H2O
- Ở nhiệt đô khác nhau sẽ nhiệt phân ra những sản phẳm khác nhau Ở 1000C
Ở 400-10000C
- Cr(OH)3 tan không đáng kể trong dung dịch NH3 nhưng tan đang kể trong ammoniac lỏng tạo phức hxaammin
Cr(OH)3 + 6NH3L à [Cr(NH3)6](OH)3
-Ngồi ra cồn thể hiện tính khử bị oxi hóa tạo thành cromat màu vàng khi tác dụng với các chất oxi hóa cao như Na2O2, Br2 ,,..
* Dạng muối Cr3+
- Các dung dịch muối thường có màu tím xanh, đó là màu của phức [Cr(H2O)6]3+
- Màu của phức còn phụ thuộc vào sự phân bố phối tử Cl và H2O
KOH +Cr(OH)3 à KCrO2 +H2O KCl + CrCl3 à K3[CrCl6]
- Các muối Cr3+ khá phổ biến, đa số dễ tan trong nước và bị thủy phân mạnh. Trong số các muối đó thì quan trọng nhất là phèn crom K2SO4.Cr2SO4.24H2O được
dùng làm thuộc da, mạ crom, chất câm màu… Hợp chất Cr6+
-Thường có số phối trí đặc trưng là 4, các hợp chất này có tính oxi hóa mạnh * Dạng oxit CrO3
- Là những tinh thể hình kim màu đỏ thẫm, hút ẩm mạnh và rât độc với người
- Kém bền, bị nhiệt phân ở 2000C 4CrO3 à 2Cr2O3 + 3O2
- Là hợp chất oxi hóa mạnh
CrO3 +3H2S à 2Cr(OH)3 +3S
-Rựợu etylic bốc cháy khi tiếp xúc trực tiếp với tinh thẻ CrO3, và tan dẽ trong nước tạo nên axit cromic không bền
* Dạng muối Cr6+
- Các muối này thường khó tan trong nước
- Trong các policromat thì quan tọng nhất là bicromat và nó có sự chuyển màu trong môi trường axit và bazo
CrO42- +2H+ à Cr2O72- +H2O Vàng chanh da cam
Cr2O72- +OH- à CrO42- + H2O Da cam vàng chanh
- Là chất oxi hóa mạnh và dễ bị chuyển thành Cr3+
- Các muối này tác dụng trong môi trường khác nhau sẽ cho ra sản phẳm khác nhau
K2Cr2O7 + (NH4)2S +H2O à 2 Cr(OH)3 + 3S +6NH3 +2 KOH
Thí nghiệm 1 : Điều chế phèn crom- kali Cr2(SO4)3.K2SO4.24H2O
I. Mục đích thí nghiệm:
Điều chế phèn crom- kali Cr2(SO4)3.K2SO4.24H2O
II. Nội dung thí nghiệm: 1. Hóa chất:
- K2Cr2O7 tinh thể
- Dd H2SO4 đậm đặc - Cồn 960
- Nước cất.
2.Dụng cụ: becher, đũa thủy tinh, đèn cồn, đá lạnh, pypet, bóp cao su, giấy lọc. 3.Cách tiến hành thí nghiệm:
Hịa tan 5g K2Cr2O7 tinh thể với 10ml nước cất trong becher 250ml khuấy bằng đũa thủy tinh và đun nóng nếu cần.
Tiếp theo cho từng giọt đến 8ml H2SO4 đậm đặc vào cóc và lắc đều. Do là axit H2SO4 đậm đặc nên sẽ có hiện tượng tỏa nhiệt là cốc nóng lên. Để nguội hẳn và ngâm becher vào trong nước.
Tiếp tục cho từ từ cồn 4ml 960 và becher và lắc đều. Lúc này cần lưu ý cho cồn thật chậm, khơng để khói trắng bay lên hay phản ứng nổ phát tia lửa xảy ra. Để yên trong 15 phút
Đem lọc và làm khơ ở nhiệt độ phịng.