Chrom

Chrom to pierwiastek z bloku d, leżący w 6 grupie układu okresowego i 4 okresie. Posiada 5 elektronów na podpowłoce 3d. Elektrony te absorbują światło, dlatego też wodne roztwory związków chromu są barwne. Słowo chrom pochodzi od greckiego słowa „chroma”, czyli „kolor”. Jego symbol to Cr. Pierwiastek ten jest metalem aktywnym chemicznie. Pod wpływem tlenu z powietrza ulega pasywacjipasywacjapasywacji, czyli pokrywa się warstewką swojego tlenku ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_3$ (tlenkiem chromu(III)). Dzięki temu jest odporny na korozję.

Chrom może występować na II, III lub VI stopniu utlenienia. Należy pamiętać, że chrom na VI stopniu utlenienia jest szkodliwy dla zdrowia. Tlenek chromu(VI) ${\text{CrO}}_3$ ma charakter kwasowy. W reakcji tlenku chromu(VI) z wodą powstaje kwas chromowy(VI) ${\text{H}}_2{\text{CrO}}_4$.

W chemii częściej niż kwas chromowy(VI), stosowane są jego sole: chromiany i dichromiany.

Najważniejszą solą chromu, stosowaną w przemyśle, jest chromian(VI) sodu ${\text{Na}}_2{\text{CrO}}_4$. To ciało stałe o barwie żóltej. Wodny roztwór tej soli posiada taki sam kolor, a także dodatkowo odczyn zasadowy.

R1GwAumr3p301

Na ilustracji na szkiełku zegarkowym jest pewna ilość żółtego proszku. Obok jest wzór: atom chromu łączy się na górze i na dole z anionem tlenu, a po lewej i prawej stronie wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Przed wzorem są dwa kationy sodowe.

Najczęściej stosowane sole dichromianowe(VI) to dichromian(VI) sodu ${\text{Na}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$ oraz dichromian potasu ${\text{K}}_2{\text{Cr}}_2{\text{O}}_7$. Dichromiany to sole o barwie pomarańczowej. Powstają z soli chromianowych.

R12NbOYwDUMCD

Na ilustracji na szkiełku zegarkowym jest pewna ilość pomarańczowego proszku. Obok jest wzór: dwa tomy chromu łączą się za pośrednictwem atomu tlenu. Każdy atom chromu łączy się z dwoma atomami tlenu wiązaniami podwójnymi, a z jednym - anionem - wiązaniem pojedynczym. Pod wzorem są dwa katony sodowe.

W wyniku zakwaszenia chromianu następuje zmiana barwy roztworu z żółtej na pomarańczową. Po dodaniu niewielkiej ilości jonów oksoniowych do chromianów(VI) powstają jony wodorochromianowe ${\text{HCrO}}^{4-}$, które ulegają kondensacjikondensacjakondensacji do jonów heptaoksodichromianowych ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}$. Z żółtego chromianu(VI) powstaje pomarańczowy dichromian(VI).

Równanie reakcji powstawania jonu wodorochromianowego:

Mechanizm kondensacji jonów wodorochromianowych ${\mathrm{HCrO}}_4^{-}$ do jonów heptaoksodichromianowych ${\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7^{2-}$:

Zapis cząsteczkowy równania reakcji chemicznej:

Zapis jonowy skrócony:

Reakcja ta jest reakcją odwracalną. Po dodaniu wodorotlenku do pomarańczowego roztworu dichromianu(VI) powstaje żółty chromian(VI).

Zapis cząsteczkowy równania reakcji chemicznej:

Zapis jonowy skrócony:

Warto wspomnieć, że gdy do chromianów dodamy dużej ilości stężonego kwasu siarkowego(VI), to w wyniku kondensacji może dojść do wydzielenia z roztworu czerwonego tlenku chromu(VI) ${\text{CrO}}_3$.

R1dm5K8yKlPb7

Na ilustracji są dwie probówki. W pierwszej jest żółty roztwór. To $${\mathrm{N}\mathrm{a}}_2{\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{O}}_4$$, chromian(VI). W drugiej jest $${\mathrm{N}\mathrm{a}}_2{\mathrm{C}\mathrm{r}}_2{\mathrm{O}}_7$$, dwuchromian(VI). Jest jasnobrązowy. Pomiędzy probówkami są strzałki skierowane w przeciwnych kierunkach. Od probówki z chromianem do probówki z dwuchromianem nad strzałką jest jon hydroniowy. W druga stronę jest anion wodorotlenkowy.

Podsumowując, w środowisku kwasowym jony chromianowe(VI) ${\text{CrO}}_4^{2-}$ tworzą jony dichromianowe(VI) ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}$. W środowisku zasadowym jony dichromianowe(VI) ${\text{Cr}}_2{\text{O}}_7^{2-}$ tworzą jony chromianowe(VI) ${\text{CrO}}_4^{2-}$. Wynika z tego, że równowaga chromian(VI) - dichromian(VI) w roztworze zależy od pH. W pH kwasowym występują chromiany(VI), a w pH zasadowym dichromiany(VI).