铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)的相互转化
铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)在酸碱性溶液中以不同形式存在:酸性溶液以 Cr3+、
Cr O 2-存在,碱性以[Cr(OH)
]- 、CrO
2 − 存在。
由 Cr(Ⅲ)和 Cr(Ⅵ)的电极反应的电势值,我们可以得出它们之间相互转化的条件。
在酸性介质中由Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)有利,即Cr O2- 在酸性介质中是
强氧化剂,用一般还原剂都能将它转比为 Cr3+。而在碱性介质中由 Cr(Ⅲ) 转化为 Cr(Ⅵ)较有利。例如由铬铁矿提取金属铬的第一步反应,就是在碱性条件下进行的。在溶液中也类似。如在定性分析中,用 H2O2 或 Br2,将[Cr
(OH)4)-氧化为 CrO,而将 Cr3-离子分离检出。
2[Cr(OH) ]- + 3HO − →2CrO2- + 5H O + OH-
4 2 4 2
2[Cr(OH)
]- + 3Br + 8OH -→2CrO 2- + 6Br- + 8H O
4 2 4 2
若在酸性介质中,Cr3+的还原性就弱得多,因而只有象过硫酸铵、Ag+催化剂, 高锰酸钾等很强的氧化剂才能将 Cr(Ⅲ)氧化为 Cr(Ⅵ)
Δ
2Cr3+ + 3S O 2- + 7H O ——→ Cr O
2- + 6SO
2- + 14H+
2 8 2
Ag + 2 7 4
由此可见,低价转化为高价化合物必须碱性介质加氧化剂,而由高价转化为低价化合物应酸性介质加还原剂,这是一般的规律。
铬的化学主要可以归结为三个平衡:
①Cr(Ⅲ)的酸碱平衡
②Cr(Ⅵ)的缩合平衡
③Cr(Ⅲ)与 Cr(Ⅵ)的相互转化
铬的各种价态相互转化图(请按标号完成反应方程式)