Bài giảng Hóa vô cơ - Chương 11: Phân nhóm VIb - Nguyễn Văn Hòa

nvhoa102@yahoo.com Chương 11 1 CHƯƠNG 11 – PHÂN NHÓM VIB I. NHẬN XÉT CHUNG II. CÁC ĐƠN CHẤT III. HỢP CHẤT CÓ SỐ OXI HÓA (+2), (+3), (+6) nvhoa102@yahoo.com Chương 11 2 Gồm Cr, Mo, W Cấu hình electron hóa trị: (n-1)d5ns1 (Cr,Mo) 5d46s2 (W) Có khuynh hướng cho các e-  số oxihóa +1 đến +6 Trạng thái oxihóa dương bền nhất +6 (Cr còn có trạng thái bền +3, +2) I.NHẬN XÉT CHUNG nvhoa102@yahoo.com Chương 11 3 oxihóa dương thấp tính chất giống kim loại Cao (+6) Phi kim (S) Bazơ  Axit  Phức cation  Phức anion  Số phối trí đặc trưng : 6 (còn có SPT 4) Cr là nguyên tố có nhiều ứng dụng quan trọng. I.NHẬN XÉT CHUNG nvhoa102@yahoo.com Chương 11 4 Lý tính: Là những kim loại trắng bạc, cứng, t0 nóng chảy và t0 sôi cao (tăng từ Cr đến W) II. CÁC ĐƠN CHẤT Kim loại T0nc , 0C T0s , 0C Độ cứng (thang Moxơ) Độ dẫn điện (Hg=1) 0M3+/M, V Cr 1875 2197 5 7,1 - 0,74 Mo 2610 5560 5,5 20,2 - 0,2 W 3410 5900 4,5 19,3 - 0,15 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 5 II. CÁC ĐƠN CHẤT Hoá tính: - Là kim loại hoạt động, hoạt tính giảm từ Cr  W - Ở điều kiện thường bền với không khí và nước. - Khi đốt nóng, bột những kim loại này bị nhiều chất oxi hóa 2Cr + 3/2 O2  Cr2O3 Mo + 3/2O2  MoO3 W + 3/2 O2  WO3 2Cr + 3H2O  Cr2O3 + 3H2 Mo + 2H2O  MoO2 + 2H2 W + 2H2O  WO2 + 2H2 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 6 - Cr tan trong HCl, H2SO4loãng  Cr 2+ (không có kkhí )  Cr3+ (có không khí) Cr + 2 HCl  CrCl2 + H2 4 Cr + 12 HCl + O2  4 CrCl3 + 4 H2 + 2H2O - Cr, Mo bị thụ động trong H2SO4, HNO3 đặc nguội. Điều chế: + Dùng Al, H2 để khử oxit kim loại kim loại Cr2O3 + 2Al  2Cr + Al2O3 - Điều chế hợp kim: Fe(CrO2)2 + 4C  Fe + 2Cr + 4CO t 0 II. CÁC ĐƠN CHẤT t 0 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 7 1.Các hợp chất Cr (+2) - Các dạng tồn tại: CrO, Cr(OH)2, CrCl2, [Cr(H2O)6] 2+ - Hợp chất Cr(+2) có tính bazơ: CrO + 2H3O + + 3H2O  [Cr(H2O)6] 2+ - Có tính khử mạnh: 4[Cr(H2O)6] 2+ + O2 + 4H3O +  [Cr(H2O)6] 3+ + 6H2O 2CrCl2 + 2H2O  2Cr(OH)Cl2 + H2 -Dễ tạo phức amiacat : CrCl2 + 6NH3  [Cr(NH3)6]Cl2 III.CÁC HỢP CHẤT nvhoa102@yahoo.com Chương 11 8 Dạng tồn tại: Cr2O3, Cr(OH)3, CrCl3, [Cr(H2O)6] 3+, [Cr(OH)6] 3- . Số phối trí: 6 Các hợp chất Cr(+3) có tính lưỡng tính: Cr2O3 : trơ ở nhiệt độ thường, nhiệt độ nóng chảy mới thể hiện tính lưỡng tính Cr2O3 + 3K2S2O7  Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 Cr2O3 + 2KOH  KCrO2 + H2O t0 nóng chảy Muối cromit 2.Các hợp chất Cr(+3) nvhoa102@yahoo.com Chương 11 9 Điều chế Cr2O3: t o (NH4)2Cr2O7  Cr2O3 + N2 + 4H2O Na2Cr2O7 + C  Cr2O3 + Na2CO3 + CO t 0 t 0 Cr(OH)3 thu được từ phản ứng: Cr 3+ + 3OH-  Cr(OH)3  có thành phần thay đổi Cr2O3.nH2O - Thể hiện tính lưỡng tính, cả hai tính đều yếu: Cr(OH)3 + 3H3O +  [Cr(H2O)6] 3+ Cr(OH)3 + 3 OH   [Cr(OH)6] 3 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 10 Tính lưỡng tính của Cr(OH)3 : [Cr(H2O)6] 3+ [Cr(OH)3(H2O)3] [Cr(OH)6] 3 OH - OH - H 3 O + H 3 O + Cr(OH)3 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 11 - đa số dễ tan trong nước, bị thuỷ phân mạnh - dung dịch muối Cr3+ có màu tím xanh [Cr(H2O)6] 3+ - kết tinh từ dung dịch  muối hydrat CrCl3.6H2O -phức cation aquơ của Cr3+ có thành phần thay đổi: [Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O tím lục sáng lục sẫm - Bị chất oxihóa mạnh oxihóa thành Cr(+6) trong môi trường kiềm 2CrCl3 + 3H2O2 + 10KOH  2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O Cr2O3 + 3NaNO3 + 2Na2CO3Na2CrO4 + 3NaNO2+ 2CO2 Muối Cr(+3): nvhoa102@yahoo.com Chương 11 12 3.Các hợp chất X(+6) Dạng tồn tại: XO3, XCl6, [XF7] -, [XO4] 2- Số phối trí: Cr: 6 •CrO3 không bền, phân hủy ở 200 0C CrO3  Cr2O3 + O2 Điều chế CrO3 gián tiếp: K2Cr2O7 + H2SO4 (đặc)  2CrO3 + K2SO4 + H2O nvhoa102@yahoo.com Chương 11 13 Hợp chất X(+6) dễ tạo thành nhiều dẫn xuất: CrO 3 H 2 CrO 4 H 2 Cr 2 O 7 H 2 Cr 3 O 10 H 2 Cr 4 O 13 K 2 CrO 4 K 2 Cr 2 O 7 K 2 Cr 3 O 10 K 2 Cr 4 O 13 (cromat) (bicromat) (tricromat) ( tetracromat) +H 2 O +CrO 3 +CrO 3 +CrO 3 Quan trọng nhất là muối bicromat 2 72 OCr O3H OCrO2H 2CrO 2 2 723 2 4   vàng Đỏ da cam 2 72 OCr Tồn tại trong môi trong axit 2 4 CrO Tồn tại trong môi trong kiềm nvhoa102@yahoo.com Chương 11 14 K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O 2K2CrO4 + H2SO4 = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O Hợp chất X(+6) có tính oxihóa mạnh Bicromat có tính oxihóa mạnh  Cr(+3) Sản phẩm phản ứng phụ thuộc vào môi trường: • Môi trường trung tính: Cr(OH)3 K2Cr2O7+3(NH4)2S + H2O = 2Cr(OH)3+ 6NH3 + 3S +2KOH nvhoa102@yahoo.com Chương 11 15 • Môi trường axit: [Cr(H2O)6] 3+ K2Cr2O7+3Na2SO3+4H2SO4= Cr2(SO4)3 +2Na2SO4+K2SO4+4H2O • môi trường bazơ: [Cr(OH)6] 3- K2Cr2O7 +3(NH4)2S + 4KOH +H2O = 2K3[Cr(OH)6]+ 6NH3+ S Tính oxihóa của Cr2O7 2- thể hiện mạnh nhất trong môi trường axit Muối cromat ít tan hơn muối dicromat Hỗn hợp sunfocromic nvhoa102@yahoo.com Chương 11 16 4Fe(CrO 2 ) 2 +7O 2 + 8Na 2 CO 3  8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2 1100 -1200 0 C Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4  Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O Na 2 Cr 2 O 7 + 2KCl  K 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl Điều chế K2Cr2O7 nvhoa102@yahoo.com Chương 11 17 • Cr (+2): CrO, Cr(OH)2, Cr 2+ - khử; bazo • Cr (+3): Cr2O3, Cr(OH)3, Cr 3+ - oxi hóa khử (không đặc trưng vì chúng bền); lưỡng tính: (mt kiềm [Cr(OH)6] 3-, mt axit [Cr(H2O)6] 3+, mt trung tính Cr(OH)3) • Cr(+6): CrO4 2- ; Cr2O7 2- oxi hóa → SP Cr+3 theo môi trường axit (H2CrO4) trung bình (K1= 1,6.10 -1) CrO4 2- ⱻ mt kiềm; Cr2O7 2- ⱻ mt axit nvhoa102@yahoo.com Chương 11 18 BÀI TẬP 1.Hoàn thành các phản ứng sau: a.K2Cr2O7 + Na2C2O4 + H2SO4  b.K2Cr2O7 + SO2 + H2O c.K2Cr2O7 + FeSO4 + KOH  d.K2Cr2O7 + Na2S + H2O  e.Na2CrO4 + H2SO4  f.CrCl2 + NaOH  nvhoa102@yahoo.com Chương 11 19 2. Để xác định hàm lượng FeSO4 trong mẫu nước, người ta lấy 10ml nước này pha loãng thành 100ml. Biết cứ 5ml nước này phản ứng hết với 12,5ml K2Cr2O7 0,05N. Xác định nồng độ Fe2+ trong mẫu nước. 3. Lấy 100ml dung dịch muối K2Cr2O7 cho phản ứng với lượng KI vừa đủ , dung dịch tạo thành sau phản ứng tác dụng hết 60 ml dung dịch Na2S2O3 1N. Tính nồng độ K2Cr2O7. Tính khối lượng K2Cr2O7 cần dùng để pha được 500ml dung dịch K2Cr2O7 ở trên. BÀI TẬP nvhoa102@yahoo.com Chương 11 20 Để xác định nồng độ FeSO4 và Fe2(SO4)3 trong một mẫu nước người ta tiến hành như sau: - Chuẩn độ 10 mL dung dịch này trong môi trường axit H2SO4 thì hết 12,5 mL dung dịch K2Cr2O7. Biết 10ml dung dịch K2Cr2O7 này phản ứng vừa đủ với 15mL dung dịch Na2C2O4 0,1N trong môi trường axit H2SO4. - Lấy 10 mL dung dịch này cho tác dụng với KI dư, sau đó cho toàn bộ dung dịch này phản ứng vừa đủ với 0,395 g Na2S2O3 Viết các phản ứng xảy ra. Tính nồng độ đương lượng của hai muối trên. Tính KL mỗi muối có trong 1 lít mẫu nước đã phân tích. Cho H =1 ; S = 32 ; O =16; K =39; Mn = 55; I = 127; Fe = 56; C=12;Na =231 BÀI TẬP