Степени окисления.
У
этих элементов обнаруживается интересное различие в степенях окисления.
В соответствующих условиях все элементы способны проявлять положительные
степени окисления от II до VI, хотя не все эти степени окисления одинаково
стабильны. Максимальная степень окисления VI соответствует номеру группы.
У хрома наиболее стабильной является степень окисления III, и только очень
сильные окислители окисляют Cr(III) в Cr(VI). В то же время даже слабые
окислители окисляют Mo(III) до степеней окисления IV и VI. Голубой ион
Cr(II) образуется в растворе при энергичном восстановлении Cr(III), но
получить Mo(II) и W(II) довольно трудно. Образующийся W(II) легче окисляется,
чем Mo(II). Интересно сопоставить состояние в степени окисления III и
стабильность для всех первых членов семейств переходных металлов
22Ti3+,
23V3+,
24Cr3+,
25Mn3+,
26Fe3+,
27Co3+.
Ti(III) и V(III) легко окисляются до M(IV) и поэтому являются восстановителями,
тогда как Fe(III) и Co(III) легко переходят в M(II) и поэтому проявляют
окислительные свойства. И железо(III),
и кобальт(III)
легко превращают I в I2,
а Co(III) даже выделяет кислород из воды. Ион Cr(III) очень стабилен и
не является ни окислителем, ни восстановителем, а Mn(III) может быть окислителем
или восстановителем, что подтверждается его способностью и окисляться,
и восстанавливаться, образуя Mn(II) и Mn(IV) (реакция автоокисления).
Хром.
Спрос
на чистый хром невелик. В металлургическом процессе выделения хрома часто
используют процесс образования сплава с железом под названием феррохром,
который можно непосредственно добавлять в сталь. Для этого хромитную руду
Fe(CrO2)2
восстанавливают углем:
Fe(CrO2)2
+ 4C ®
(Fe + 2Cr) + 4CO
Чистый
хром получают восстановлением Cr2O3
алюминием или электролизом раствора, содержащего комплексные ионы (например,
цианидные) хрома. При выделении хрома электролизом образуется очень твердое
и прочное хромовое покрытие, которое используется для получения декоративных
и защитных пленок на подготовленных стальных поверхностях. Слой толщиной
всего 0,005 мм достаточно эффективен для удвоения срока службы некоторых
стальных изделий. Бльшая
часть хрома расходуется в виде феррохрома для производства стали и придания
ей повышенной твердости и высокой прочности. Сталь с высоким содержанием
Cr, V, W и Ni используют для изготовления брони. Инструментальные и некоторые
конструкционные стали содержат много хрома. Хромоникелевые стали, содержащие
~18%
Cr и 8% Ni, часто применяют в химическом аппаратостроении, для изготовления
пищевой посуды и коррозионностойких емкостей. Нихромовая и хромелевая
проволоки (сплавы NiCr)
используются в электротехнической промышленности, сплавы CrCoW
отличаются особой твердостью и используются для производства режущего
инструмента.
назад
дальше
|