Crom và Hợp chất crom chúc mừng Ngày Phở Việt Nam 12-12

Crom (Cr) là kim loại cứng nhất trong tất cả kim loại đã biết, thấy ghê chưa!

1. Crom, nặng ký và gương mặt sáng màu bạc

Kim loại Crom (Cr) có mạng tinh thể lập phương tâm khối; là kim loại nặng màu trắng bạc, khó nóng chảy.

Cr là kim loại cứng nhất trong thế giới kim loại – chỉ kém kim cương thôi (Cr có thể rạch được thuỷ tinh).

Vị trí Cr trong bảng tuần hoàn:

• Z = 24 nên ở ô số 24.
• Có 4 lớp 4 nên ở chu kì 4.
• Là nguyên tố d, ở nhóm VIB (gọi là kim loại chuyển tiếp).

Cấu hình electron của:

• Nguyên tử Cr: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶3d⁵ 4s¹ ⇔ [₁₈Ar] 3d⁵ 4s¹
• Ion Cr²⁺ (do Cr – 2e → Cr²⁺): [₁₈Ar] 3d⁴
• Ion Cr³⁺ (do Cr – 3e → Cr³⁺): [₁₈Ar] 3d³

Cr (cũng tựa như Al, Zn) tạo oxit lưỡng tính, hiđroxit lưỡng tính. Bạn nhớ:

• Đừng nói Cr, Al, Zn là kim loại, là nguyên tố lưỡng tính ; mà phải nói Cr, Al, Zn là kim loại có oxit và hiđroxit lưỡng tính.
• Đừng nói Cr(OH)₃, Al(OH)₃, Zn(OH)₂ là bazơ lưỡng tính ; mà phải nói Cr(OH)₃, Al(OH)₃, Zn(OH)₂ là hiđroxit lưỡng tính.

2. Tính chất hóa học của kim loại Crom

Đương nhiên là tính khử rồi – Cr dễ cho đi các electron hóa trị, trường hợp này là 6e ở 3d và 4s:

Cr → Crⁿ⁺ + ne (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6)

nên Cr có các số oxi hóa +1 , +2, +3, +4, +5, +6; nhưng phổ biến là +2, +3, +6

Tính khử của của Fe < Cr < Zn.

Giống Al: Crom bền trong môi trường không khí và nước là do có màng oxit Al₂O₃, Cr₂O₃ bền vững bảo vệ ; Cr có những tính chất hóa học giống nhôm ; Cr là kim loại tạo được cả ba loại oxit và hiđroxit: bazơ CrO – Cr(OH)₂, lưỡng tính Cr₂O₃ – Cr(OH)₃, axit CrO₃ – H₂CrO₄ và H₂Cr₂O₇ (axit mạnh).

Khác Al: Crôm hoàn toàn không tan được trong dung dịch kiềm mạnh!

Giống lưu huỳnh: Crom có những hợp chất giống những hợp chất của lưu huỳnh như  CrO₃ ~SO₃ , H₂CrO₄ ~ H₂SO₄

2.1. Với phi kim F₂, O₂, Cl₂, S

Ở t⁰ thường, Cr rất bền; chỉ tác dụng với F₂

Cr + 3F₂ → CrF₆, crom(VI) clorua

Ở t⁰ cao, Cr mới trở nên hoạt động

4Cr + 3O₂ → 2Cr₂O₃, crom(III) oxit

2Cr + 3Cl₂ → 2CrCl₃, crom(III) clorua

2Cr + 3S → Cr₂S₃, crom(III) sunfua

2.2. Với axit

­Với axit HCl, H₂SO₄ loãng: phải đun nóng để phá tan màng oxit bao bọc Cr (tạo Cr²⁺ giống Fe) 

Cr + 2HCl nóng → CrCl₂ + H₂­

Cr + H₂SO₄ loãng nóng → CrSO₄ + H₂

­Với axit H₂SO₄ đặc, HNO₃

2Cr + 6H₂SO₄ đặc nóng → Cr₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

Cr + 6HNO₃ đặc nóng → Cr(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Cr + 4HNO₃ loãng → Cr(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

LƯU Ý Al Cr, Fe không phản ứng với axit HNO₃ đặc nguội ; axit H₂SO₄ đặc nguội – gọi là sự thụ động hóa.

2.3. Cr không phản ứng, không tan trong H₂O

Do bề mặt Cr bị phủ kín một lớp Al₂O₃ mỏng bền_t⁰_nc của Al₂O₃ lên đến 2050⁰C lận! )

Cr nguyên chất cũng không phản ứng được với H₂O; thậm chí lên đến y ở t⁰ thường,

2Al + 6H₂O → 2Al(OH)_{3 là kết tủa bọc Al lại} + 3H₂

Cr bền trong môi trường không khí và nước là do có màng oxit Cr₂O₃ bền vững bảo vệ và bản thân Cr cũng không phản ứng với nước.

2.4. Cr không tan trong H₂O và …Cr cũng không tan được trong dung dịch kiềm mạnh luôn

Cr không tan trong H₂O vì có lớp Cr₂O₃ cứng chắc bảo vệ.

Như vậy nếu cho thanh Cr vào dung dịch NaOH – mà phải đặc cơ, mới hòa tan được lớp bảo vệ Cr₂O₃; khi đó Cr mới gặp H₂O.

Mà Cr nguyên chất không tác dụng với H₂O; do vậy đến đây chẳng có gì xảy ra (hãy xem lại bài Al, bạn sẽ thấy khác biệt chỗ này).

3. Sản xuất kim loại Crom

Trong tự nhiên, crom không có ở dạng đơn chất, mà chỉ ở dạng hợp chất trong quặng cromit FeO.Cr₂O₃ (lẫn tạp Al₂O₃ và SiO₂).

Từ quặng cromit, người ta tách ra được Cr₂O₃ rồi dùng kim loại nhôm đề điều chế Cr bằng phương pháp nhiệt luyện (hay còn gọi là phương pháp nhiệt nhôm):

2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr

4. Hợp chất Crom (III)

4.1. Cr₂O₃ và Cr(OH)₃ có tính lưỡng tính

Cr₂O₃

Crom (III) oxit Cr₂O₃ rắn màu lục thẫm, không tan trong nước.

Là hợp chất lưỡng tính (oxit bazơ, oxit axit)

• Là base khi gặp axit mạnh HCl, H₂SO₄, HNO₃

Cr₂O₃ (bazơ) +6HCl đặc → 2CrCl₃+3H₂O

Cr₂O₃+6H⁺ → 2Cr³⁺+3H₂O

• Là axit khi gặp bazơ mạnh LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂

Cr₂O₃ (axit) +2NaOH đặc → 2NaCrO₂+H₂O

Cr₂O₃+2OH^– → 2CrO₂^–+H₂O

Sau phản ứng thu dung dịch Natri cromit NaCrO₂ màu xanh

Cr(OH)₃

Crom (III) hiđroxit Cr(OH)₃ rắn màu lục xám (màu xanh !).

Là hidroxit lưỡng tính

• Là base khi gặp axit mạnh

Cr(OH)₃ (bazơ) + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + 3H⁺ → Cr³⁺+ 3H₂O

• Là axit khi gặp base mạnh

Cr(OH)₃ (axit) + NaOH → NaCrO₂ + 2H₂O

Cr(OH)₃ + OH^– → CrO₂^–+ 2H₂O

4.2. Cr³⁺ có tính oxi hóa và tính khử

Các hợp chất Cr³⁺ (số oxi hóa trung gian) có tính oxi hóa (Cr³⁺ → Cr²⁺) và tính khử (Cr³⁺→ Cr⁶⁺)

• tính oxi hóa: 2CrCl₃ + Zn → 2CrCl₂ + ZnCl₂
• tính khử: 2NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

5. Hợp chất Crom (II)

CrO và Cr(OH)₂ có tính base

Crom (II) oxit CrO rắn màu xám đen; là oxit base.

Crom (II) hiđroxit Cr(OH)₂ rắn màu vàng, không bền trong không khí, tự chuyển sang Cr(OH)₃ màu lục xám do bị O₂ không khí oxi hóa:

4Cr(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Cr(OH)₃

6. Hợp chất Crom (VI)

6.1. CrO₃, H₂CrO₄ và H₂Cr₂O₇ có tính axit

Crom (VI) oxit CrO₃  rắn màu đỏ thẫm. Là oxit axit, khi tác dụng với nước sẽ tạo 2 axit:

• CrO₃ + H₂O → H₂CrO₄ axit cromic.
• 2CrO₃ + H₂O → H₂Cr₂O₇ axit đicromic.

Hai gốc axit tương ứng và màu của dung dịch nước:

• CrO₄^2- ion cromat, trong nước có màu vàng.
• Cr₂O₇^2- ion đicromat, trong nước có màu da cam.

Sự biến đổi khi môi trường axit, base của dung dịch thay đổi,

• dung dịch CrO₄^2- đang có màu vàng —nếu thêm H⁺ vào —-→ Cr₂O₇^2- màu da cam.
• dung dịch Cr₂O₇^2- đang có màu da cam —nếu thêm OH^– vào —-→ CrO₄^2- màu vàng.

Mình tập nói như sau:

• khi nhỏ dung dịch HCl (hoặc H₂SO₄) vào dung dịch Na₂CrO₄ (kali cromat), thì dung dịch từ  màu vàng chuyển sang màu da cam.
• khi nhỏ dung dịch KOH vào dung dịch K₂Cr₂O₇ (kali đicromat) thì dung dịch từ màu da cam chuyển sang màu vàng

6.2. Cr⁶⁺ (do soh cao nhất) có tính oxi hóa mạnh

• Một số hợp chất vơ cơ, hữu cơ như S, P, C, NH₃, C₂H₅OH bốc cháy khi gặp CrO₃.
• K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O

7. Phèn crom

Phèn crom-kali: muối sunfat kép crom-kali có màu xanh tím. Công thức là K₂SO₄.Cr₂(SO₄)₃.24H₂O hoặc gom lại là KCr(SO₄)₂.12H₂O

---

8. Liên kết hữu ích

Đọc thêm các bài viết về Kim loại và Hóa lớp 12 tại đây.

Cũng đừng quên chia sẻ bài viết lên mạng xã hội để nhiều người cùng học nha bạn.