Синтез гидроксида хрома (III)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Физические и химические свойства

1.2 Строение гидроксида хрома(III) с позиций метода валентных связей и его структура

1.3 Методы получения

1.4 Применение

2. Синтез. Выбор и обоснование методики получения

3 .Обработка экспериментальных данных

3.1 Термодинамический расчет

3.2 Расчет выхода продукта

3.3 Качественные реакции на определение ионов

Заключение

Библиографический список

Введение

Цель курсовой работы - получить гидроксид хрома (III) и изучить его свойства.

Задачи:

ь проанализировать способы синтеза гидроксида хрома (III) и получить его по выбранной методике;

ь изучить химические свойства данного вещества;

ь провести идентификацию полученного соединения качественными реакциями на ионы, входящие в состав исследуемого вещества;

ь рассчитать практический выход продукта.

Гидроксид хрома (III) --амфотерный гидроксид серо-зеленого цвета, разлагается при нагревании, теряя воду и образуя зеленый метагидроксид CrO(OH). Не растворяется в воде. Из раствора осаждается в виде серо-голубого и голубовато-зеленого гидрата. Реагирует с кислотами и щелочами, не взаимодействует с гидратом аммиака.

хром гидроксид синтез качественный

1 Литературный обзор

1.1 Физические и химические свойства

Гидроксид хрома (III) - сложное неорганическое химическое соединение, которое получают в форме студенистого осадка сине-зеленого цвета.

Химическая формула -.

Гидроксид хрома (III) представляет собой аморфное или кристаллическое вещество, цвет зависит от условий осаждения и изменяется от голубого и зеленого до черно-фиолетового, разлагается при температуре около 150°С

Плотность равна 7,87 г/см³,

В этом соединении хром имеет степень окисления равную 3+. Кристаллы тригональной сингонии.

Гидроксид хрома проводит электрический ток

Молярная электропроводность при бесконечном разведении при 25 °C равна 795,9 /моль.

Гидроксид хрома (III) устойчив на воздухе, амфотерен с преобладанием основных свойств.

Растворяется в разбавленных кислотах:

Cr+ HCL >Cr + 3H₂O

Растворяется в концентрированных щелочах и их расплавах:

+3KOH - [Cr(OH) ₆]

Разлагается при нагревании:



> +

Окисляется пероксидом водорода в щелочной среде до хромата

+ > +8

1.2 Строение гидроксида хрома(III) с позиций метода валентных связей и его структура

₈O…2s²2p⁴

Cr…4s¹3d⁵

s-гибридизация

Молекула имеют тригональную геометрию, угол между равен 60°.

1.3 Методы получения

Получение оксида олова (II) [2, 3]:

· Гидроксид хрома(III) получают окислением кислородом воздуха гидроксида хрома(II):

4Cr++O>4Crv



· Тригидроксид хрома в больших количествах получают смешиванием раствора оксида хрома (VI) и этилового спирта:

2Cr+>2+

· В лабораторных условиях гидроксид хрома(III) часто получают путем взаимодействия водного раствора аммиака и раствора соли хрома трехвалентного

C++>2Cr+Sv

· Так же нужное вещество можно получить при пропускании углекислого газа через раствор гексагидроксохромат(III) натрия:

[Cr(OH) ₆]+3> Cr+3NaH

1.4 Применение

Применение монооксида олова:

ь как источник для получения тонкодисперсного оксида хрома (III) Cr2O3 (сесквиоксид хрома, хромовая зелень) - отличного полирующего средства.

ь как непищевой краситель (косметика, тени для глаз )

ь Из гидроксида хрома можно получить оксид хрома а из него - металлический хром.

Промышленным сырьем при производстве хрома и сплавов на его основе служит хромит. Восстановительной плавкой хромита с коксом (восстановителем) , железной рудой и другими компонентами получают феррохром с содержанием хрома до 80% (по массе) .

Для получения чистого металлического хрома хромит с содой и известняком обжигают в печах. Образующийся хромат натрия выщелачивают водой, раствор фильтруют, упаривают и обрабатывают кислотой. При этом хромат переходит в дихромат. Полученный дихромат восстанавливают серой

Образующийся чистый оксид хрома (III) Cr2O3 подвергают алюминотермии

Для получения хрома высокой чистоты, технический хром электрохимически очищают от примесей.

2. Синтез

2.1 Выбор и обоснование методики получения

Были выбраны ниже приведенные методы получения, так как именно они позволяют нам получить гидроксид хрома (III) в лаборатории.

Приборы и химическая посуда: электронные весы, горелка, воронка Бюхнера, фильтр (бумажный), насос Комовского, колба Бунзена стеклянная палочка, промывалка с дистиллированной водой, шпатель, химические стаканы.

Рассмотрим метод получения гидроксида хрома(III)

Реактивы:C *9, ;

Ход работы (работу ведут под тягой!):

1:В пластиковую чашку насыпаю навеску нонагидрата сульфата хрома, рассчитанную для получения 10 грамм гидроксида хрома.

2: Приготавливаем 25% водный раствор соли.

3: Полученный раствор нагреваем на плитке и приливаем 10% раствор аммиака до того момента, когда будет явно ощущаться резкий запах.

4:Наблюдаем выпадение сине-зеленого осадка.

5: Раствор оставляем кипеть на плитке до полного выделения из раствора аммиака(Перестанет ощущаться резкий запах).

6:Горячую жидкость декантируем.

7:Осадок отмываем от аниона взятой соли хрома

8:Фильтруем осадок при помощь насоса Комовского, колбы Бунзена и воронки Бюхнера

9:Фильтрат проверяем на наличие ионов

10:Осадок гидроксида хрома, оставшийся на фильтре сушим при ста градусах по Цельсию и растираем в порошок.

3. Обработка экспериментальных данных

3.1 Термодинамический расчет

Рассчитаем, используя термодинамический закон, возможность протекания реакций:

Таблица 1 Стандартные термодинамические величины веществ и ионов

Вещество	Стандартные энтальпии образования (?fHє298), кДж/моль	Стандартные энтропии (Sє298), Дж/моль·К
Cr3+	-236.0	215.5
	-134.5	171.4
Cr	-1013	790.5

Для молекулярного уравнения синтеза Cr запишем

C++>2Cr+S;

и сокращенное ионное:

Cr3⁺ + 3OH^- >Crv.

1. Используя данные таблицы 1 [7], рассчитаем ДH^o₂₉₈ реакции, используя следствие из закона Гесса при 298К:

Cr3⁺ + 3OH^- >Crv.

.

Д_fH°₂₉₈=Д_fH°( Cr) - [Д_fH°( Cr3⁺) + 3Д_fH°()],

Д_fH°₂₉₈ = -1013 - [(-236.0) + 3(-134.5)] = - 373,5 кДж.



2. Рассчитала величину ДS^o₂₉₈ для процесса:

Cr3⁺ + 3OH^- >Crv.

используя значения стандартных энтропий веществ, приведенных в таблице 1.

ДS°₂₉₈=S°( Cr) - [S°( Cr3⁺) + S°3(OH^-)].

ДS°₂₉₈=790,5- [215.5 + 3*117,4)] = 222,8 Дж/К

3. Найдем изменение энергии Гиббса (ДG^o₂₉₈) для процесса

Cr3⁺ + 3OH^- >Crv.

по формуле

ДG°₂₉₈= ДH°₂₉₈ - T*ДS°₂₉₈.

ДG°₂₉₈= - 373500 - [298*222,8]= - 439894.4 Дж

Так как ДG°₂₉₈ < 0, реакция может протекать при стандартных условиях.

.

3.2 Расчет выхода продукта

Из предположения, что продуктом реакции является SnO₂ и реакции протекают по уравнениям:

C++>2Cr+S

Рассчитаем, что гидроксида хрома у нас получилось 10 г.

1) Вычислим количество вещества Cr:

х(Cr) = = 0,097 моль.

2)Соотношение к Cr:

х(H₂SnO₃) = х(SnO₂) = 0,07 моль.

3) Вычислим массу C

х (C) * M(C) = 38.024 г.

4) Вычислим массу раствора, если щ=25%:

m==152.096

5)Вычислим объем раствора, зная, что плотность 25% раствора C=1,39

V(раствора) = =109,42мл

8) Вычислим выход продукта:

з = *100% = * 100% = 87,8 %.



3.3 Качественные реакции на определение ионов

Качественные реакции проводятся для того, чтобы подтвердить наличие тех или иных ионов в растворе. Нам требовалось провести качественную реакцию для обнаружения ионов. Для подтверждения состава вещества, осадок растворим в избытке щелочи и пропустим бром, желтое окрашивание свидетельствует о наличии в растворе Cr.

1)+3KOH > [Cr(OH) ₆]

[Cr(OH) ₆] ++4KOH> Cr+6KBr+8

Заключение

Данная работа была посвящена изучению получения гидроксида хрома(III)

В результате проведённой работы были выполнены поставленные задачи:

1. Проанализированы основные способы получения тригидроксида хрома, выбран наиболее оптимальный способ синтеза данных веществ.

2. Изучены свойства гидроксида хрома.

3. Проведена идентификация полученного соединения путем осуществления качественных реакций на ионы, входящие в состав диоксида олова.

Библиографический список

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник для химико-технологических специальностей вузов / Н.С. Ахметов. - М.: Высшая школа, 2006. - 742 с.

2. Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. - М.: Химия, 2000. - 588 с.

3. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: учебник по направлению и специальности «Химия» / Я.А. Угай. - М.: Высшая школа, 2000. - 526 с.

4. Некрасов Б.В. Основы общей химии / Б.В. Некрасов. - М.: Химия, 1965. - 520 с.

5. Реми Г. Курс неорганической химии/ Генрих Реми; пер. с нем. XI изд. под ред. чл.-корр. АН СССР А.В. Новоселовой. - М.: ИЛ. - Том I. - 1963. - 923 с.

6. Леснова Е.В. Практикум по неорганическому синтезу / Е.В. Леснова. - М.: Высшая школа, 1977. - 168 с.

7. Стандартные энтальпии образования _ДH^o_обр., стандартные энергии Гиббса образования _Д G^o_обр. неорганических веществ и их стандартные энтропии S^o при 298,15 К "Термические константы веществ. Под ред. В. П. Глушко, ВИНИТИ. М.,1965-1981. Вып.I-X" (http://www.dpva.info/Guide/GuideChemistry/ThermicConstantsSubst/ThermicConstantsSubstEnorganic/)

Размещено на Allbest.ru