Bài 34: Crom và hợp chất của crom

I. VỊ TRÍ, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

• Crom thuộc ô số 24, nhóm VIB, chu kì 4 trong bảng tuần hoàn.
• Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹, viết gọn là [Ar]3d⁵4s¹.
• Nguyên tử crom có cấu hình electron bất thường do có sự chuyển dịch 1 electron từ phân lớp 4s sang 3d để có cấu hình bán bão hòa bền hơn.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

• Là kim loại màu trắng bạc, có khối lượng riêng lớn, nóng chảy ở 1890^oC.
• Crom là kim loại cứng nhất trong tất cả các kim loại, có thể rạch được thủy tinh.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Crom là kim loại có tính khử mạnh hơn sắt. Trong các hợp chất, crom có số oxi hóa từ +1 đến +6 (hay gặp nhất là +2, +3 và +6).

1. Tác dụng với phi kim

Ở nhiệt độ thường, crom chỉ phản ứng được với flo. Khi đun nóng, crom tác dụng được với nhiều phi kim khác.

4Cr    +    O₂   \(\underrightarrow{t^o}\)  2Cr₂O₃

2Cr    +    3Cl₂   \(\underrightarrow{t^o}\)   2CrCl₃

2Cr   +   S  \(\underrightarrow{t^o}\)   2Cr₂S₃

2. Tác dụng với nước

Crom không tác dụng với nước ở điều kiện thường do có lớp màng oxit mỏng, bền bảo vệ. Vì tính chất này mà người ta thường mạ crom nên sắt để bảo vệ sắt không bị ăn mòn và dùng crom để chế tạo thép không gỉ.

3. Tác dụng với axit

Vì có màng oxit bảo vệ, crom không tan ngay trong dung dịch loãng và nguội của axit HCl và H₂SO₄. Khi đun nóng màng oxit tan ra, crom tác dụng với axit giải phóng H₂ và tạo muối crom (II) khi không có không khí.

Cr   +  2HCl   \(\underrightarrow{t^o}\)   CrCl₂   +   H₂ 

Cr    +   H₂SO₄   \(\underrightarrow{t^o}\)  CrSO₄   +   H₂ 

Cr cũng bị thụ động trong dung dịch HNO₃, H₂SO₄ đặc, nguội giống như nhôm và sắt.

IV. HỢP CHẤT CỦA CROM

1. Hợp chất crom (III)

a. Crom (III) oxit (Cr₂O₃)

• Là chất rắn, màu lục thẫm, không tan trong nước.
• Là oxit lưỡng tính, tan trong dung dịch axit và kiềm đặc.
• Được dùng để tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh.

b. Crom (III) hidroxit (Cr(OH)₃)

• Là chất rắn, màu lục xám, không tan trong nước.
• Là hidroxit lưỡng tính, tan được trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.

Cr(OH)₃   +   NaOH   ➝   NaCrO₂   +   2H₂O

Cr(OH)₃   +   3HCl  ➝   CrCl₃   +   3H₂O

• Cr³⁺ ở trạng thái số oxi hóa trung gian nên ion Cr³⁺ trong dung dịch vừa có tính oxi hóa (trong môi trường axit) vừa có tính khử (trong môi trường bazơ).

2CrCl₃   +  ​ Zn  ➝  ZnCl₂   +  2CrCl₂

2NaCrO₂   +   3Br₂  +  8NaOH   ➝  2Na₂CrO₄   +   6NaBr  +  4H₂O

2. Hợp chất crom (VI)

a. Crom (VI) oxit (CrO₃)

• Là chất rắn, màu đỏ thẫm.
• Là oxit axit, tác dụng với nước tạo thành axit.

CrO₃    +   H₂O   ➝  H₂CrO_{4 (axit cromic)}

2CrO₃    +   H₂O   ➝  H₂Cr₂O_{7 (axit đicromic)}

Các axit này chỉ tồn tại trong dung dịch và không tách ra được dưới dạng tự do. CrO₃ có tính oxi hóa mạnh, một số chất vô cơ và hữu cơ như S, P, C, C₂H₅OH bốc cháy khi tiếp xúc với CrO₃.

b. Muối crom (VI)

Các muối đicromat và cromat là những hợp chất bền và có tính oxi hóa mạnh, đặc biệt trong môi trường axit, muối crom (VI) bị khử thành muối crom (III). Ví dụ:

K₂Cr₂O₇   +  6FeSO₄  +  7H₂SO₄   ➝  3Fe₂(SO₄)₃   +  Cr₂(SO₄)₃  +  K₂SO₄   +  7H₂O

• Các muối cromat có màu vàng của ion cromat (CrO₄^-).
• Các muối đicromat có màu da cam của ion đicromat (Cr₂O₇^2-).
• Trong dung dịch của ion Cr₂O₇ (màu da cam) luôn luôn có cả ion CrO₄^- (màu vàng) ở trạng thái cân bằng với nhau:

C₂O₇^2-   +    H₂O   ⇌   2CrO₄^-   +  2H⁺

Vì có cân bằng trên nên khi thêm dung dịch axit vào muối cromat (màu vàng) sẽ tạo thành đicromat (màu da cam). Ngược lại, khi thêm dung dịch kiềm vào muối đicromat, sẽ tạo thành cromat.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!