Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, результаты проведения реакций, ответы на вопросы.

Лабораторная работа № 11. VI в группа. Подгруппа хрома

Цель работы: изучение химических свойств элементов подгруппы хрома.

Общие сведения

В побочную подгруппу шестой группы периодической системы входят металлы хром, молибден, вольфрам и уран. Все эти элементы существуют в нескольких валентных состояниях.

По отношению к воздуху, воде при обычных условиях металлы подгруппы хрома очень устойчивы. При сильном нагревании способны взаимодействовать со многими неметаллами. От хрома к вольфраму химическая активность металла падает. Металлический хром реагирует с обычными кислотами, молибден только с ксилотами-окислителями, вольфрам растворяется только в смеси концентрированных плавиковой и азотной кислот.

Характерной особенностью элементов подгруппы хрома является наличие нечетных валентностей наряду с четными. Для хрома устойчивыми степенями окисления являются +3 и +6, для остальных представителей подгруппы - +4 и +6.

Общим для элементов шестой группы в целом, кроме максимальной валентности шесть, является однозначно кислотный характер трехокисей состава ЭО₃, которые являются ангидридами соответствующих кислот. Сила кислот составаH₂MeO₄падает от хрома (хромовая кислота относится к разряду сильных кислот) к вольфраму (урану). Хромовая кислота существует только в растворе. Высшие кислоты остальных элементов подгруппы возможно выделить в свободном состоянии. Особенностью элементов подгруппы хрома является способность образовывать поликислоты, например,H₂CrO₄–H₂Cr₂O₇–H₂Cr₄O₁₃и.т.д.

Простейшие хроматы, молибдаты, вольфраматы и уранаты по своему составу аналогичны сульфатам. Все соединения элементов VIBгруппы в высшей степени окисления являются сильными окислителями.

Как и другие элементы побочных подгрупп, все элементы VIBгруппы имеют отчетливо выраженную склонность к образованию анионных комплексов с кислотными остатками. ДляCr(III) еще характерна способность к образованию гидроксокомплексов с координационным числом 6.

Особенностью молибдена и вольфрама является их способность в анионной форме ,присоединяться к центральным атомам кислородных кислот (фосфор вH₃PO₄, кремний вH₂SiO₃, бор вH₃BO₃)cобразованием гетерополикислот, например,H₃P(Mo₃O₄)₄·6H₂O.

Выполнение работы

Опыт 1. Получение оксида хрома (III).В фарфоровую чашечку насыпать бихромат аммония и поджечь. Объяснить наблюдаемое явление. Написать уравнения реакций.

Опыт 2. Получение и свойства гидроксида хрома (III).В 3 пробирки налить по нескольку капель раствора соли хрома (III) и по каплям добавлять разбавленный раствор гидроксида натрия до получения осадка гидроксида хрома. Отметить цвет осадка. К полученному осадку добавить: в первую пробирку – разбавленную серную кислоту, во вторую – соляную кислоту, в третью – избыток раствора щелочи. Отметить изменение цвета раствора в каждом случае. Объяснить разницу в цвете раствора сульфата и хлорида хрома с позиции теории поля лигандов. Объясняют наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций.

Опыт 3. Гидролиз солей хрома (III).

А.На полоску универсальной индикаторной бумаги поместить 1 каплю соли хрома (III) и при помощи цветной шкалы оценить рН раствора. Каким основанием (сильным или слабым) является гидроксид хрома (III)? Составить уравнение реакции гидролиза в молекулярной и ионной форме. Вычислить значение первой константы гидролиза, пользуясь справочными данными.

Б.В две пробирки налить по нескольку капель раствора соли хрома (III). В первую пробирку добавить раствор сульфида натрия, во вторую – раствор карбоната натрия. Что получается? Написать уравнения реакций.

Опыт 4. Окисление хрома (III).К раствору сульфата хрома (III) прилить избыток щелочи до растворения образующегося гидроксида хрома (III). К полученному раствору добавить бромную воду и нагреть. Наблюдать изменение окраски. Аналогично провести реакцию с пероксидом водорода. Объяснить наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций.

Опыт 5. Переходы между формами существования хромовой кислоты.

А.В пробирку налить дихромат калия и добавить раствор щелочи. Объяснить изменение окраски. Написать уравнения реакций.

Б.Раствор хромата подкислить серной кислотой. Объяснить наблюдаемое явление изменение окраски раствора. Написать уравнения реакций. Сравнить с предыдущим опытом и сделать выводы о влиянии среды на равновесии в системе хромат – бихромат.

Опыт 6. Получение малорастворимых хроматов.В три пробирки налить раствор хромата калия и добавить растворыа)хлорида бария,б)нитрата ртути (I) ив)нитрата свинца (II). Что наблюдается? Написать уравнения реакций.

В отдельную пробирку налить 1–2 капли раствора нитрата серебра, добавить 3–4 капли азотной кислоты и несколько капель дихромата натрия. Отметить состояние пробирки сразу после реакции и по истечении некоторого времени. Дихромат серебра при стоянии разлагается на хромат серебра и оксид хрома (VI).

Опыт 7. Окислительные свойства хроматов.В три пробирки налить по 8–10 капель раствора дихромата калия и подкислить его несколькими каплями 20 %-ной серной кислоты. В первую пробирку добавить раствор сульфита натрия до перехода окраски раствора в зелёную. Во вторую пробирку прилить несколько капель раствора сульфида натрия и отметить помутнение раствора за счет выпадения серы. В третью пробирку добавить раствор сульфата железа (II). Обратить внимание на изменение окраски раствора.

Опыт 8. Получение и свойства молибденовой кислоты.В две пробирки с насыщенным раствором молибдата аммония (NH₄)₂MoO₄(3–4 капли) приливать осторожно по каплям концентрированный раствор соляной (d= 1,19 г/см³), серной (d= 1,84 г/см³) или азотной (d= 1,2 г/см³) кислоты до выпадения осадка молибденовой кислоты. Дать осадку отстояться. После этого в обоих случаях пипеткой или кусочком фильтровальной бумаги удалить жидкость. В одну из пробирок с осадком приливать по каплям раствор щелочи, в другую – концентрированную серную кислоту. Растворяются ли осадки?

Написать уравнения реакций: а) получения молибденовой кислоты Н₂МоО₄; б) взаимодействия молибденовой кислоты со щелочью; в) взаимодействия молибденовой кислоты с серной кислотой, в результате которого получается сульфат диоксомолибдена MoO₂SO₄. Продуктом какого основания является эта соль? Какой химический характер имеет гидроксид молибдена (VI)?

Опыт 9. Получение гетерополисоединения молибдена (VI). К насыщенному раствору молибдата аммония (5–6 капель), подкисленному 1–2 каплями концентрированной азотной кислоты (d= 1,4 г/см³), добавить каплю раствора гидрофосфата натрия. Смесь слегка подогреть до появления осадка фосфорномолибденовокислого аммония (NH₄)₂[PMo₁₂O₄₀]·6H₂O желтого цвета. Эта реакция применяется для открытия молибдена и при анализе на фосфор.