Tính chất vật lý, tính chất hóa học của Crom (Cr), Hợp chất của Crom, Sản xuất và Ứng dụng Crom - Hóa 12 bài 34

Bài viết này sẽ giúp các em biết được vị trí của Crom (Cr) trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của crom, cũng như tính chất vật lý, tính chất hóa học của Crom và một số hợp chất của crom. Cách sản xuất và ứng dụng của Crom.

I. Vị trí của Crom trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử của Crom

- Crom (Cr) ở ô số 24, thuộc nhóm VIB, chu kì 4 của bảng tuần hoàn.

- Cấu hình electron nguyên tử: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹viết gọn là [Ar]3d⁵4s¹.

- Trong hợp chất, crom có số oxi hóa biến đổi từ +1 đến +6. Phổ biến hơn cả là các số oxi hóa: +2, +3, +6

- Ở nhiệt độ thường, crom có cấu tạo mạng tinh thể lập phương tâm khối.

II. Tính chất vật lý của Crom

- Crom có màu trắng ánh bạc, là kim loại cứng nhất (rạch được thủy tinh)

- Crom có khối lượng riêng lớn (D = 7,2 g/cm³), khó nóng chảy (t_nc ở 1890^oC).

III. Tính chất hóa học của Crom

1. Tác dụng với phi kim
2. Tác dụng với axit

- Crom là kim loại có tính khử mạnh hơn sắt.

- Trong phản ứng hóa học, crom tạo nên các hợp chất trong đó crom có số oxi hóa từ +1 đến +6 (thường gặp +2, +3 và +6).

1. Crom tác dụng với phi kim

- Ở nhiệt độ thường Crom chỉ tác dụng với flo. Ở nhiệt độ cao, crom tác dụng đơcj với oxi, clo, lưu huỳnh,...

 4Cr + 3O₂  2Cr₂O₃ (Cr có số oxi hóa từ 0 lên +3)

 2Cr + 3Cl₂  2CrCl₃ (Cr có số oxi hóa từ 0 lên +3)

 2Cr + 3S  Cr₂S₃ (Cr có số oxi hóa từ 0 lên +3)

> Chú ý: Crom có độ hoạt động hóa học kém Zn và mạnh hơn Fe, nhưng crom bền với nước và không khí do có màng oxit rất mỏng, bền bảo vệ. Do đó, người ta mạ crom lên sắt để bảo vệ sắt và dùng crom để chế thép không gỉ.

2. Crom tác dụng với axit

- Vì có màng oxit bảo vệ, crom không tan ngay trong dung dịch axit HCl và H₂SO₄ loãng và nguội. Khi đun nóng màng oxit tan ra, crom tác dụng với axit giải phóng H và tạo ra muối crom(II) khi không có không khí.

 Cr + 2HCl → CrCl₂ + H₂↑

 Cr + H₂SO₄ → CrSO₄ + H₂↑

> Chú ý: Cũng như nhôm, crom không tác dụng với dung dịch axit HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nguội.

IV. Hợp chất của crom

1. Hợp chất crom(III)

a) Crom(III) oxit Cr₂O₃

- Là chất rắn, màu lục thẫm, không tan trong nước, dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh.

- Là oxit lưỡng tính, tan trong dung dịch axit và kiềm đặc.

b) Crom(III) hiđroxit Cr(OH)₃

- Là chất rắn, màu lục xám, không tan trong nước.

- Là một hiđroxit lưỡng tính, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.

 Cr(OH)₃ + NaOH → CaCrO₂ + 2H₂O

 Cr(OH)₃ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O

- Vì ở trạng thái số oxi hóa trung gian, ion Cr³⁺ trong dung dịch vừa có tính oxi hóa (trong môi trường axit) vừa có tính khử (trong môi trường bazơ).

 2CrCl₃ + Zn → CrCl₂ + ZnCl₂

2. Hợp chất crom(VI)

a) Crom(VI) oxit CrO₃

- CrO₃ là chất rắn, màu đỏ thẫm.

- CrO₃ là một oxit axit, tác dụng với nước tạo ra axit. Những axit cromic này không tách ra được ở dạng tự do mà chỉ tồn tại trong dung dịch.

 CrO₃ + H₂O → H₂CrO₄ (axit cromic)

 2CrO₃ + H₂O → H₂Cr₂O₇ (axit dicromic)

- Crom(VI) oxit có tính oxi hóa mạnh, một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, C₂H₅OH bốc cháy khi tiếp xúc với CrO₃. 

b) Muối crom(VI)

• Khác với những axit cromic và đicromic, các muối cromat và đicromat là những hợp chất bền.

+ Muối cromat là muối của axit cromic, có màu vàng của ion cromat (CrO₄^2-).

+ Muối đicromat là muối của axit đicromic, có màu da cam của ion đicromat (Cr₂O₇^2-).

• Các muối cromat và đicromat có tính oxi hóa mạnh, đặc biệt trong môi trường axit, muối crom(VI) bị khử thành muối crom(III).

 K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

(Crom từ số oxi hóa +6 xuống +3; Fe từ số oxi hóa +2 lên +3)

- Trong dung dịch của ion Cr₂O₇^2-(màu da cam) luôn luôn có cả ion CrO₄^2-(màu vàng) ở trạng thái cân bằng với nhau nên khi thêm dung dịch axit vào muối cromat (màu vàng) sẽ tạo thành đicromat (màu da cam). Ngược lại khi thêm dung dịch kiềm vào muối đicromat, sẽ tạo thành cromat.