Coloration des composés du chrome. Hydroxydes et sels de chrome (II) et (III). Composés complexes du chrome (III). Rôle en biologie

DÉFINITION

Chrome- le vingt-quatrième élément du tableau périodique. Désignation - Cr du latin "chrome". Situé en quatrième période, groupe VIB. Fait référence aux métaux. La charge nucléaire est de 24.

Le chrome est contenu dans la croûte terrestre à raison de 0,02 % (en masse). Dans la nature, on le trouve principalement sous forme de minerai de fer chromé FeO×Cr 2 O 3.

Le chrome est un métal dur et brillant (Fig. 1), fondant à 1 890 °C ; sa densité est de 7,19 g/cm 3 . À température ambiante, le chrome résiste à la fois à l’eau et à l’air. Les acides sulfurique et chlorhydrique dilués dissolvent le chrome, libérant de l'hydrogène. Le chrome est insoluble dans l'acide nitrique concentré froid et, après traitement, il devient passif.

Riz. 1. Chrome. Apparence.

Poids atomique et moléculaire du chrome

DÉFINITION

Poids moléculaire relatif de la substance(M r) est un nombre indiquant combien de fois la masse d'une molécule donnée est supérieure à 1/12 de la masse d'un atome de carbone, et masse atomique relative d'un élément(A r) - combien de fois la masse moyenne des atomes d'un élément chimique est supérieure à 1/12 de la masse d'un atome de carbone.

Puisqu'à l'état libre le chrome existe sous forme de molécules monoatomiques de Cr, les valeurs de ses masses atomique et moléculaire coïncident. Ils sont égaux à 51,9962.

Isotopes du chrome

On sait que dans la nature, le chrome peut être trouvé sous la forme de quatre isotopes stables : 50 Cr, 52 Cr, 53 Cr et 54 Cr. Leurs nombres de masse sont respectivement 50, 52, 53 et 54. Le noyau d'un atome de l'isotope du chrome 50 Cr contient vingt-quatre protons et vingt-six neutrons, et les isotopes restants n'en diffèrent que par le nombre de neutrons.

Il existe des isotopes artificiels du chrome avec des nombres de masse allant de 42 à 67, parmi lesquels le plus stable est le 59 Cr avec une demi-vie de 42,3 minutes, ainsi qu'un isotope nucléaire.

Ions chrome

Au niveau d'énergie externe de l'atome de chrome, il y a six électrons, qui sont de valence :

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 .

À la suite d'une interaction chimique, le chrome cède ses électrons de valence, c'est-à-dire est leur donneur, et se transforme en un ion chargé positivement :

Cr 0 -2e → Cr 2+ ;

Cr 0 -3e → Cr 3+ ;

Cr 0 -6e → Cr 6+ .

Molécule et atome de chrome

À l’état libre, le chrome existe sous forme de molécules monoatomiques de Cr. Voici quelques propriétés caractérisant l’atome et la molécule de chrome :

Alliages de chrome

Le chrome métallique est utilisé pour le chromage et constitue l’un des composants les plus importants des aciers alliés. L'introduction de chrome dans l'acier augmente sa résistance à la corrosion aussi bien dans les milieux aqueux à températures normales que dans les gaz à températures élevées. De plus, les aciers au chrome ont une dureté accrue. Le chrome fait partie des aciers inoxydables résistants aux acides et à la chaleur.

Exemples de résolution de problèmes

EXEMPLE 1

EXEMPLE 2

Exercice

De l'oxyde de chrome (VI) pesant 2 g a été dissous dans de l'eau pesant 500 g. Calculez la fraction massique d'acide chromique H 2 CrO 4 dans la solution résultante.

Solution

Écrivons l'équation de réaction pour la production d'acide chromique à partir d'oxyde de chrome (VI) :

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4.

Trouvons la masse de la solution :

m solution = m(CrO 3) + m (H 2 O) = 2 + 500 = 502 g.

n (CrO 3) = m (CrO 3) / M (CrO 3) ;

n (CrO 3) = 2/100 = 0,02 mol.

D'après l'équation de réaction n(CrO 3) : n(H 2 CrO 4) = 1:1, ce qui signifie

n(CrO 3) = n(H 2 CrO 4) = 0,02 mol.

Alors la masse d'acide chromique sera égale (masse molaire - 118 g/mol) :

m (H 2 CrO 4) = n (H 2 CrO 4) × M (H 2 CrO 4) ;

m (H 2 CrO 4) = 0,02 × 118 = 2,36 g.

La fraction massique d’acide chromique dans la solution est :

ω = m soluté / m solution × 100 % ;

ω (H 2 CrO 4) = m soluté (H 2 CrO 4)/ m solution × 100 % ;

ω (H 2 CrO 4) = 2,36 / 502 × 100 % = 0,47 %.

Répondre

La fraction massique d'acide chromique est de 0,47 %.

Cible: approfondir les connaissances des élèves sur le sujet de la leçon.

Tâches:

caractériser le chrome comme une substance simple ;
présenter aux étudiants les composés du chrome de différents états d'oxydation ;
montrer la dépendance des propriétés des composés sur le degré d'oxydation ;
montrer les propriétés rédox des composés du chrome ;
continuer à développer les compétences des étudiants en écrivant des équations de réactions chimiques sous forme moléculaire et ionique et en créant une balance électronique ;
continuer à développer les compétences nécessaires pour observer une expérience chimique.

Formulaire de cours : cours magistral avec des éléments de travail indépendant des étudiants et observation d'une expérience chimique.

Déroulement de la leçon

I. Répétition du matériel de la leçon précédente.

1. Répondez aux questions et accomplissez les tâches :

Quels éléments appartiennent au sous-groupe du chrome ?

Écrire des formules électroniques d'atomes

De quel type d’éléments s’agit-il ?

Quels états d’oxydation les composés présentent-ils ?

Comment le rayon atomique et l’énergie d’ionisation changent-ils du chrome au tungstène ?

Vous pouvez demander aux élèves de compléter le tableau en utilisant les valeurs tabulées des rayons atomiques, des énergies d'ionisation et de tirer des conclusions.

Exemple de tableau :

2. Écoutez le rapport d'un étudiant sur le thème « Éléments du sous-groupe du chrome dans la nature, la préparation et l'application ».

II. Conférence.

Plan du cours :

Chrome.
Composés de chrome. (2)

Oxyde de chrome ; (2)
Hydroxyde de chrome. (2)

Composés de chrome. (3)

Oxyde de chrome ; (3)
Hydroxyde de chrome. (3)

Composés de chrome (6)

Oxyde de chrome ; (6)
Acides chromiques et dichromiques.

Dépendance des propriétés des composés du chrome sur le degré d'oxydation.
Propriétés redox des composés du chrome.

1. Chrome.

Le chrome est un métal blanc brillant à teinte bleutée, très dur (densité 7,2 g/cm3), point de fusion 1890°C.

Propriétés chimiques: Le chrome est un métal inactif dans des conditions normales. Ceci s'explique par le fait que sa surface est recouverte d'un film d'oxyde (Cr 2 O 3). Lorsqu'il est chauffé, le film d'oxyde est détruit et le chrome réagit avec des substances simples à haute température :

4Сr +3О 2 = 2Сr 2 О 3
2Сr + 3S = Сr 2 S 3
2Сr + 3Cl 2 = 2СrСl 3

Exercice:établir des équations pour les réactions du chrome avec l'azote, le phosphore, le carbone et le silicium ; Composez une balance électronique pour l'une des équations, indiquez l'agent oxydant et l'agent réducteur.

Interaction du chrome avec des substances complexes :

À très haute température, le chrome réagit avec l'eau :

2Сr + 3Н2О = Сr2О3 + 3Н2

Exercice:

Le chrome réagit avec les acides sulfurique et chlorhydrique dilués :

Cr + H 2 SO 4 = CrSO 4 + H 2
Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Exercice:établir un bilan électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur.

Les acides sulfurique chlorhydrique et nitrique concentrés passivent le chrome.

2. Composés de chrome. (2)

1. Oxyde de chrome (2)- CrO est une substance solide de couleur rouge vif, un oxyde basique typique (il correspond à l'hydroxyde de chrome (2) - Cr(OH) 2), ne se dissout pas dans l'eau, mais se dissout dans les acides :

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Exercice:établir une équation de réaction sous forme moléculaire et ionique pour l'interaction de l'oxyde de chrome (2) avec l'acide sulfurique.

L'oxyde de chrome (2) s'oxyde facilement à l'air :

4CrO+ O2 = 2Cr2O3

Exercice:établir un bilan électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur.

L'oxyde de chrome (2) est formé par l'oxydation de l'amalgame de chrome avec l'oxygène de l'air :

2Сr (amalgame) + O 2 = 2СrО

2. Hydroxyde de chrome (2)- Cr(OH) 2 est une substance jaune, peu soluble dans l'eau, avec un caractère basique prononcé, elle interagit donc avec les acides :

Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 = CrSO 4 + 2H 2 O

Exercice:établir des équations de réaction sous forme moléculaire et ionique pour l'interaction de l'oxyde de chrome (2) avec l'acide chlorhydrique.

Comme l'oxyde de chrome(2), l'hydroxyde de chrome(2) est oxydé :

4 Cr(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Cr(OH) 3

Exercice:établir un bilan électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur.

L'hydroxyde de chrome (2) peut être obtenu par action d'alcalis sur des sels de chrome (2) :

CrCl 2 + 2KOH = Cr(OH) 2 ↓ + 2KCl

Exercice:écrire des équations ioniques.

3. Composés de chrome. (3)

1. Oxyde de chrome (3)- Cr 2 O 3 – poudre vert foncé, insoluble dans l'eau, réfractaire, proche en dureté du corindon (l'hydroxyde de chrome (3) – Cr(OH) 3) lui correspond. L'oxyde de chrome (3) est de nature amphotère, mais est peu soluble dans les acides et les alcalis. Des réactions avec les alcalis se produisent lors de la fusion :

Cr 2 O 3 + 2KOH = 2KSrO 2 (chromite K)+ H2O

Exercice:établir une équation de réaction sous forme moléculaire et ionique pour l'interaction de l'oxyde de chrome (3) avec l'hydroxyde de lithium.

Il est difficile d'interagir avec des solutions concentrées d'acides et d'alcalis :

Cr 2 O 3 + 6 KOH + 3H 2 O = 2K 3 [Cr(OH) 6 ]
Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Exercice:établir des équations de réaction sous forme moléculaire et ionique pour l'interaction de l'oxyde de chrome (3) avec de l'acide sulfurique concentré et une solution concentrée d'hydroxyde de sodium.

L'oxyde de chrome (3) peut être obtenu à partir de la décomposition du bichromate d'ammonium :

(NН 4)2Сr 2 О 7 = N 2 + Сr 2 О 3 +4Н 2 О

2. Hydroxyde de chrome (3) Cr(OH) 3 est obtenu par action d'alcalis sur des solutions de sels de chrome (3) :

CrCl 3 + 3KOH = Cr(OH) 3 ↓ + 3KCl

Exercice:écrire des équations ioniques

L'hydroxyde de chrome (3) est un précipité gris-vert, à la réception duquel l'alcali doit être pris en carence. L'hydroxyde de chrome (3) ainsi obtenu, contrairement à l'oxyde correspondant, interagit facilement avec les acides et les alcalis, c'est-à-dire présente des propriétés amphotères :

Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3 [Cr(OH)6] (hexahydroxochromite K)

Exercice:établir des équations de réaction sous forme moléculaire et ionique pour l'interaction de l'hydroxyde de chrome (3) avec l'acide chlorhydrique et l'hydroxyde de sodium.

Lorsque Cr(OH) 3 est fusionné avec des alcalis, on obtient des métachromites et des orthochromites :

Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 (métachromite K)+ 2H2O
Cr(OH) 3 + KOH = K 3 CrO 3 (orthochromite K)+ 3H 2 O

4. Composés de chrome. (6)

1. Oxyde de chrome (6)- CrO 3 – substance cristalline rouge foncé, hautement soluble dans l'eau – un oxyde acide typique. Cet oxyde correspond à deux acides :

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4 (acide chromique – formé lorsqu’il y a un excès d’eau)
CrO 3 + H 2 O =H 2 Cr 2 O 7 (acide dichromique - formé à une concentration élevée d'oxyde de chrome (3)).

L'oxyde de chrome (6) est un agent oxydant très puissant, il interagit donc énergétiquement avec les substances organiques :

C 2 H 5 OH + 4CrO 3 = 2CO 2 + 2Cr 2 O 3 + 3H 2 O

Oxyde également l'iode, le soufre, le phosphore, le charbon :

3S + 4CrO 3 = 3SO 2 + 2Cr 2 O 3

Exercice:établir des équations de réactions chimiques de l'oxyde de chrome (6) avec l'iode, le phosphore, le charbon ; créer une balance électronique pour l'une des équations, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur

Lorsqu'il est chauffé à 250 0 C, l'oxyde de chrome (6) se décompose :

4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2

L'oxyde de chrome (6) peut être obtenu par action de l'acide sulfurique concentré sur les chromates et dichromates solides :

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CrO 3 + H 2 O

2. Acides chromiques et dichromiques.

Les acides chromiques et dichromiques n'existent que dans des solutions aqueuses et forment respectivement des sels stables, des chromates et des dichromates. Les chromates et leurs solutions sont de couleur jaune, les dichromates sont orange.

Chromate - les ions CrO 4 2- et les ions dichromate - Cr 2O 7 2- se transforment facilement les uns dans les autres lorsque l'environnement de la solution change

Dans une solution acide, les chromates se transforment en dichromates :

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

En milieu alcalin, les dichromates se transforment en chromates :

K 2 Cr 2 O 7 + 2 KOH = 2 K 2 CrO 4 + H 2 O

Une fois dilué, l'acide dichromique se transforme en acide chromique :

H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O = 2H 2 CrO 4

5. Dépendance des propriétés des composés du chrome sur le degré d'oxydation.

État d'oxydation	+2	+3	+6
Oxyde	CrO	Cr2O3	СrО 3
Caractère de l'oxyde	basique	amphotère	acide
Hydroxyde	Cr(OH)2	Cr(OH) 3 – H 3 CrO 3	H2CrO4
Nature de l'hydroxyde	basique	amphotère	acide
→ affaiblissement des propriétés basiques et renforcement des propriétés acides →

6. Propriétés redox des composés du chrome.

Réactions en milieu acide.

En milieu acide, les composés Cr +6 se transforment en composés Cr +3 sous l'action d'agents réducteurs : H 2 S, SO 2, FeSO 4

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O
S-2 – 2e → S0
2Cr +6 + 6e → 2Cr +3

Exercice:

1. Égalisez l'équation de réaction à l'aide de la méthode de la balance électronique, indiquez l'agent oxydant et l'agent réducteur :

Na 2 CrO 4 + K 2 S + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

2. Ajouter les produits de réaction, égaliser l'équation par la méthode de la balance électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur :

K 2 Cr 2 O 7 + SO 2 + H 2 SO 4 = ? +? +H 2 O

Réactions en milieu alcalin.

En milieu alcalin, les composés du chrome Cr +3 se transforment en composés Cr +6 sous l'action d'agents oxydants : J2, Br2, Cl2, Ag2O, KClO3, H2O2, KMnO4 :

2KCrO 2 +3 Br 2 +8NaOH =2Na 2 CrO 4 + 2KBr +4NaBr + 4H 2 O
Cr +3 - 3e → Cr +6
Br2 0 +2e → 2Br -

Exercice:

Égalisez l'équation de réaction à l'aide de la méthode de la balance électronique, indiquez l'agent oxydant et l'agent réducteur :

NaCrO 2 + J 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaJ + H 2 O

Ajouter les produits de réaction, égaliser l'équation par la méthode de la balance électronique, indiquer l'agent oxydant et l'agent réducteur :

Cr(OH) 3 + Ag 2 O + NaOH = Ag + ? + ?

Ainsi, les propriétés oxydantes augmentent régulièrement avec un changement des états d'oxydation dans la série : Cr +2 → Cr +3 → Cr +6. Les composés de chrome (2) sont de puissants agents réducteurs et s'oxydent facilement, se transformant en composés de chrome (3). Les composés du chrome (6) sont de puissants agents oxydants et sont facilement réduits en composés du chrome (3). Les composés de chrome (3) lorsqu'ils interagissent avec des agents réducteurs forts présentent des propriétés oxydantes, se transformant en composés de chrome (2), et lorsqu'ils interagissent avec des agents oxydants forts, ils présentent des propriétés réductrices, se transformant en composés de chrome (6)

À la méthodologie du cours :

Pour améliorer l’activité cognitive des étudiants et maintenir leur intérêt, il est conseillé de réaliser une expérience de démonstration pendant le cours. En fonction des capacités du laboratoire pédagogique, les expériences suivantes peuvent être démontrées aux étudiants :

obtenir de l'oxyde de chrome (2) et de l'hydroxyde de chrome (2), preuve de leurs propriétés fondamentales ;
obtenir de l'oxyde de chrome (3) et de l'hydroxyde de chrome (3), prouvant leurs propriétés amphotères ;
obtenir de l'oxyde de chrome (6) et le dissoudre dans l'eau (préparation d'acides chromique et dichromique) ;
transition des chromates aux dichromates, des dichromates aux chromates.

Les tâches de travail indépendant peuvent être différenciées en tenant compte des capacités réelles d'apprentissage des étudiants.
Vous pouvez compléter le cours en accomplissant les tâches suivantes : écrire des équations de réactions chimiques qui peuvent être utilisées pour effectuer les transformations suivantes :

.III. Devoirs: améliorer le cours (ajouter les équations des réactions chimiques)

Vassilieva Z.G. Travaux de laboratoire en chimie générale et inorganique. -M. : « Chimie », 1979 – 450 p.
Egorov A.S. Professeur de chimie. – Rostov-sur-le-Don : « Phénix », 2006.-765 p.
Kudryavtsev A.A. Écrire des équations chimiques. - M., « Lycée », 1979. - 295 p.
Petrov M.M. Chimie inorganique. – Leningrad : « Chimie », 1989. – 543 p.
Ouchkalova V.N. Chimie : tâches du concours et réponses. - M. : « Lumières », 2000. – 223 p.

Le chrome est un élément chimique de numéro atomique 24. C'est un métal gris acier dur et brillant qui se polit bien et ne ternit pas. Utilisé dans les alliages tels que l'acier inoxydable et comme revêtement. Le corps humain a besoin de petites quantités de chrome trivalent pour métaboliser le sucre, mais le Cr(VI) est hautement toxique.

Divers composés du chrome, tels que l'oxyde de chrome (III) et le chromate de plomb, sont de couleurs vives et utilisés dans les peintures et les pigments. La couleur rouge du rubis est due à la présence de cet élément chimique. Certaines substances, notamment le sodium, sont des agents oxydants utilisés pour oxyder les composés organiques et (avec l'acide sulfurique) pour nettoyer la verrerie de laboratoire. De plus, l'oxyde de chrome (VI) est utilisé dans la production de bandes magnétiques.

Découverte et étymologie

L'histoire de la découverte de l'élément chimique chrome est la suivante. En 1761, Johann Gottlob Lehmann découvrit un minéral rouge orangé dans les montagnes de l'Oural et le nomma « plomb rouge de Sibérie ». Bien qu'il ait été identifié par erreur comme un composé de plomb, de sélénium et de fer, le matériau était en réalité du chromate de plomb de formule chimique PbCrO 4 . Aujourd’hui, on l’appelle le croconte minéral.

En 1770, Peter Simon Pallas visita le site où Lehmann trouva le minéral minium, qui possédait des propriétés très utiles comme pigment dans les peintures. L’utilisation de la minium de Sibérie comme peinture se développe rapidement. De plus, la couleur jaune vif du crocont est devenue à la mode.

En 1797, Nicolas-Louis Vauquelin obtient des échantillons de rouge : en mélangeant du croconte avec de l'acide chlorhydrique, il obtient de l'oxyde de CrO 3 . Le chrome a été isolé comme élément chimique en 1798. Vauquelin l'obtenait en chauffant l'oxyde avec du charbon de bois. Il a également pu détecter des traces de chrome dans des pierres précieuses comme le rubis et l'émeraude.

Dans les années 1800, le Cr était principalement utilisé dans les colorants et les sels de tannage. Aujourd’hui, 85 % du métal est utilisé dans les alliages. Le reste est utilisé dans les industries chimiques, réfractaires et de fonderie.

La prononciation de l'élément chimique chrome correspond au grec χρῶμα, signifiant « couleur », en raison de la variété de composés colorés que l'on peut en obtenir.

Exploitation minière et production

L'élément est produit à partir de chromite (FeCr 2 O 4). Environ la moitié du minerai mondial est extrait en Afrique du Sud. De plus, le Kazakhstan, l'Inde et la Turquie sont ses principaux producteurs. Il existe suffisamment de gisements de chromite explorés, mais géographiquement, ils sont concentrés au Kazakhstan et en Afrique australe.

Les gisements de chrome métal natif sont rares, mais ils existent. Par exemple, il est extrait de la mine Udachnaya en Russie. Il est riche en diamants et l’environnement réducteur a contribué à produire du chrome et des diamants purs.

Pour la production industrielle de métaux, les minerais de chromite sont traités avec un alcali fondu (soude caustique, NaOH). Dans ce cas, il se forme du chromate de sodium (Na 2 CrO 4), qui est réduit par le carbone en oxyde Cr 2 O 3. Le métal est produit en chauffant l'oxyde en présence d'aluminium ou de silicium.

En 2000, environ 15 millions de tonnes de minerai de chromite ont été extraites et transformées en 4 millions de tonnes de ferrochrome, un alliage à 70 % de chrome et de fer, d'une valeur marchande approximative de 2,5 milliards de dollars américains.

Caractéristiques principales

Les caractéristiques de l'élément chimique chrome sont dues au fait qu'il s'agit d'un métal de transition de la quatrième période du tableau périodique et qu'il se situe entre le vanadium et le manganèse. Inclus dans le groupe VI. Fond à une température de 1907 °C. En présence d'oxygène, le chrome forme rapidement une fine couche d'oxyde qui protège le métal d'une interaction ultérieure avec l'oxygène.

En tant qu'élément de transition, il réagit avec des substances dans des proportions différentes. Ainsi, il forme des composés dans lesquels il présente différents états d’oxydation. Le chrome est un élément chimique ayant les états de base +2, +3 et +6, dont +3 est le plus stable. De plus, dans de rares cas, les conditions +1, +4 et +5 sont observées. Les composés de chrome à l’état d’oxydation +6 sont de puissants agents oxydants.

De quelle couleur est le chrome ? L'élément chimique donne la teinte rubis. Le Cr 2 O 3 utilisé est également utilisé comme pigment appelé vert de chrome. Ses sels colorent le verre vert émeraude. Le chrome est l'élément chimique dont la présence rend les rubis rouges. C’est pourquoi il est utilisé dans la production de rubis synthétiques.

Isotopes

Les isotopes du chrome ont des poids atomiques allant de 43 à 67. Généralement, cet élément chimique se compose de trois formes stables : 52 Cr, 53 Cr et 54 Cr. Parmi ceux-ci, le 52 Cr est le plus courant (83,8 % de tout le chrome naturel). Par ailleurs, 19 radio-isotopes ont été décrits, dont le plus stable est le 50 Cr avec une demi-vie supérieure à 1,8x10 17 ans. Le 51 Cr a une demi-vie de 27,7 jours, et pour tous les autres isotopes radioactifs, elle ne dépasse pas 24 heures et pour la plupart d'entre eux, elle dure moins d'une minute. L'élément a également deux méta-états.

Les isotopes du chrome présents dans la croûte terrestre accompagnent généralement les isotopes du manganèse, utilisé en géologie. Le 53 Cr se forme lors de la désintégration radioactive du 53 Mn. Le rapport isotopique Mn/Cr renforce d’autres indices sur les débuts de l’histoire du système solaire. Les changements dans les rapports 53 Cr/52 Cr et Mn/Cr de différentes météorites prouvent que de nouveaux noyaux atomiques ont été créés juste avant la formation du système solaire.

Élément chimique chrome : propriétés, formule des composés

L'oxyde de chrome (III) Cr 2 O 3, également appelé sesquioxyde, est l'un des quatre oxydes de cet élément chimique. Il est obtenu à partir de chromite. Le composé de couleur verte est communément appelé « vert chrome » lorsqu'il est utilisé comme pigment pour la peinture sur émail et sur verre. L'oxyde peut se dissoudre dans les acides, formant des sels, et dans les alcalis fondus - les chromites.

Dichromate de potassium

Le K 2 Cr 2 O 7 est un agent oxydant puissant et est préféré comme moyen pour nettoyer la verrerie de laboratoire des matières organiques. Pour cela, on utilise sa solution saturée, mais parfois elle est remplacée par du bichromate de sodium, en raison de la plus grande solubilité de ce dernier. De plus, il peut réguler le processus d’oxydation des composés organiques, convertissant l’alcool primaire en aldéhyde puis en dioxyde de carbone.

Le dichromate de potassium peut provoquer une dermatite au chrome. Le chrome est susceptible de provoquer une sensibilisation conduisant au développement de dermatites, notamment des mains et des avant-bras, chroniques et difficiles à guérir. Comme les autres composés du Cr(VI), le bichromate de potassium est cancérigène. Il doit être manipulé avec des gants et un équipement de protection approprié.

Acide chromique

Le composé a la structure hypothétique H 2 CrO 4 . Ni les acides chromiques ni dichromiques n'existent dans la nature, mais leurs anions se trouvent dans diverses substances. L'« acide chromique » que l'on peut trouver dans le commerce est en fait son anhydride d'acide - le trioxyde de CrO 3.

Chromate de plomb(II)

PbCrO 4 a une couleur jaune vif et est pratiquement insoluble dans l'eau. Pour cette raison, il a été utilisé comme pigment colorant appelé jaune couronne.

Cr et liaison pentavalente

Le chrome se distingue par sa capacité à former des liaisons pentavalentes. Le composé est créé par Cr(I) et un radical hydrocarboné. Une liaison pentavalente se forme entre deux atomes de chrome. Sa formule peut s'écrire Ar-Cr-Cr-Ar, où Ar représente un groupe aromatique spécifique.

Application

Le chrome est un élément chimique dont les propriétés lui confèrent de nombreuses utilisations différentes, dont certaines sont énumérées ci-dessous.

Il confère aux métaux une résistance à la corrosion et une surface brillante. Le chrome est donc présent dans des alliages tels que l’acier inoxydable, utilisé par exemple dans la coutellerie. Il est également utilisé pour le chromage.

Le chrome est un catalyseur de diverses réactions. Il est utilisé pour fabriquer des moules pour la cuisson des briques. Ses sels sont utilisés pour tanner le cuir. Le bichromate de potassium est utilisé pour l'oxydation de composés organiques tels que les alcools et les aldéhydes, ainsi que pour le nettoyage de la verrerie de laboratoire. Il sert d’agent fixateur pour la teinture des tissus et est également utilisé en photographie et en impression photo.

Le CrO 3 est utilisé pour fabriquer des bandes magnétiques (par exemple pour l'enregistrement audio), qui ont de meilleures caractéristiques que les films contenant de l'oxyde de fer.

Rôle en biologie

Le chrome trivalent est un élément chimique nécessaire au métabolisme du sucre dans le corps humain. En revanche, le Cr hexavalent est hautement toxique.

Des mesures de précaution

Le chrome métallique et les composés de Cr(III) ne sont généralement pas considérés comme dangereux pour la santé, mais les substances contenant du Cr(VI) peuvent être toxiques en cas d'ingestion ou d'inhalation. La plupart de ces substances sont irritantes pour les yeux, la peau et les muqueuses. En cas d'exposition chronique, les composés de chrome (VI) peuvent provoquer des lésions oculaires s'ils ne sont pas traités correctement. De plus, c’est un cancérigène reconnu. La dose mortelle de cet élément chimique est d'environ une demi-cuillère à café. Selon les recommandations de l'Organisation mondiale de la santé, la concentration maximale admissible de Cr (VI) dans l'eau potable est de 0,05 mg par litre.

Étant donné que les composés de chrome sont utilisés dans les teintures et pour tanner le cuir, ils se trouvent souvent dans le sol et les eaux souterraines des sites industriels abandonnés nécessitant un nettoyage et une réhabilitation de l'environnement. Les apprêts contenant du Cr(VI) sont encore largement utilisés dans les industries aérospatiale et automobile.

Propriétés des éléments

Les principales propriétés physiques du chrome sont les suivantes :

Numéro atomique : 24.
Poids atomique : 51,996.
Point de fusion : 1890 °C.
Point d'ébullition : 2482 °C.
État d'oxydation : +2, +3, +6.
Configuration électronique : 3d 5 4s 1.

La découverte du chrome remonte à une période de développement rapide des études chimiques et analytiques des sels et des minéraux. En Russie, les chimistes s'intéressaient particulièrement à l'analyse des minéraux trouvés en Sibérie et quasiment inconnus en Europe occidentale. L'un de ces minéraux était le minerai de plomb rouge de Sibérie (crocoïte), décrit par Lomonossov. Le minéral a été examiné, mais on n’y a trouvé que des oxydes de plomb, de fer et d’aluminium. Cependant, en 1797, Vaukelin, faisant bouillir un échantillon finement broyé du minéral avec de la potasse et précipitant du carbonate de plomb, obtint une solution colorée en rouge orangé. De cette solution, il cristallisa un sel rouge rubis, à partir duquel furent isolés l'oxyde et le métal libre, différent de tous les métaux connus. Vauquelin l'a appelé Chrome ( Chrome ) du mot grec- coloration, couleur; Certes, il ne s'agissait pas ici de la propriété du métal, mais de ses sels aux couleurs vives..

Être dans la nature.

Le minerai de chrome le plus important d'importance pratique est la chromite, dont la composition approximative correspond à la formule FeCrO 4.

On le trouve en Asie Mineure, dans l'Oural, en Amérique du Nord et en Afrique australe. Le minéral crocoïte mentionné ci-dessus – PbCrO 4 – revêt également une importance technique. L'oxyde de chrome (3) et certains de ses autres composés se trouvent également dans la nature. Dans la croûte terrestre, la teneur en chrome en métal est de 0,03 %. Du chrome a été trouvé dans le Soleil, les étoiles et les météorites.

Propriétés physiques.

Le chrome est un métal blanc, dur et cassant, extrêmement résistant chimiquement aux acides et aux alcalis. Dans l’air, il s’oxyde et présente une fine pellicule transparente d’oxyde à la surface. Le chrome a une densité de 7,1 g/cm3, son point de fusion est de +1875 0 C.

Reçu.

Lorsque le minerai de fer chromé est fortement chauffé avec du charbon, le chrome et le fer sont réduits :

FeO * Cr 2 O 3 + 4C = 2Cr + Fe + 4CO

À la suite de cette réaction, un alliage chrome-fer se forme, caractérisé par une résistance élevée. Pour obtenir du chrome pur, il est réduit de l'oxyde de chrome(3) avec de l'aluminium :

Cr 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Cr

Dans ce processus, deux oxydes sont généralement utilisés - Cr 2 O 3 et CrO 3

Propriétés chimiques.

Grâce à la fine pellicule protectrice d'oxyde recouvrant la surface du chrome, il est très résistant aux acides et alcalis agressifs. Le chrome ne réagit pas avec les acides nitrique et sulfurique concentrés, ni avec l'acide phosphorique. Le chrome interagit avec les alcalis à t = 600-700 o C. Cependant, le chrome interagit avec les acides sulfurique et chlorhydrique dilués, déplaçant l'hydrogène :

2Cr + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2
2Cr + 6HCl = 2CrCl3 + 3H2

À haute température, le chrome brûle dans l'oxygène, formant de l'oxyde (III).

Le chrome chaud réagit avec la vapeur d'eau :

2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

A haute température, le chrome réagit également avec les halogènes, l'halogène avec l'hydrogène, le soufre, l'azote, le phosphore, le carbone, le silicium, le bore, par exemple :

Cr + 2HF = CrF 2 + H 2
2Cr + N2 = 2CrN
2Cr + 3S = Cr2S3
Cr + Si = CrSi

Les propriétés physiques et chimiques du chrome ci-dessus ont trouvé leur application dans divers domaines scientifiques et technologiques. Par exemple, le chrome et ses alliages sont utilisés pour produire des revêtements à haute résistance et résistants à la corrosion en génie mécanique. Les alliages sous forme de ferrochrome sont utilisés comme outils de coupe des métaux. Les alliages de chrome ont trouvé des applications dans la technologie médicale et dans la fabrication d'équipements technologiques chimiques.

Position du chrome dans le tableau périodique des éléments chimiques :

Le chrome dirige le sous-groupe secondaire du groupe VI du tableau périodique des éléments. Sa formule électronique est la suivante :

24 Cr EST 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3d 5 4S 1

En remplissant les orbitales avec des électrons dans l'atome de chrome, le modèle selon lequel l'orbitale 4S doit d'abord être remplie jusqu'à l'état 4S 2 est violé. Cependant, du fait que l'orbitale 3d occupe une position énergétique plus favorable dans l'atome de chrome, elle est remplie à la valeur 4d 5 . Ce phénomène est observé dans les atomes de certains autres éléments des sous-groupes secondaires. Le chrome peut présenter des états d'oxydation de +1 à +6. Les plus stables sont les composés du chrome avec les états d'oxydation +2, +3, +6.

Composés de chrome divalent.

L'oxyde de chrome (II) CrO est une poudre noire pyrophorique (pyrophoricité - la capacité de s'enflammer dans l'air à l'état finement broyé). CrO se dissout dans l'acide chlorhydrique dilué :

CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O

Dans l'air, lorsqu'il est chauffé au-dessus de 100 0 C, CrO se transforme en Cr 2 O 3.

Les sels de chrome divalent se forment lorsque le chrome métallique est dissous dans des acides. Ces réactions se déroulent dans une atmosphère de gaz peu actif (par exemple H 2), car en présence d'air, l'oxydation du Cr(II) en Cr(III) se produit facilement.

L'hydroxyde de chrome est obtenu sous forme d'un précipité jaune par action d'une solution alcaline sur le chlorure de chrome (II) :

CrCl 2 + 2NaOH = Cr(OH) 2 + 2NaCl

Cr(OH) 2 a des propriétés basiques et est un agent réducteur. L’ion Cr2+ hydraté est bleu pâle. Une solution aqueuse de CrCl 2 est de couleur bleue. Dans l'air en solutions aqueuses, les composés Cr(II) se transforment en composés Cr(III). Ceci est particulièrement prononcé dans l'hydroxyde de Cr(II) :

4Cr(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Cr(OH)3

Composés de chrome trivalent.

L'oxyde de chrome (III) Cr 2 O 3 est une poudre verte réfractaire. Sa dureté est proche du corindon. En laboratoire, il peut être obtenu en chauffant du bichromate d'ammonium :

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2

Cr 2 O 3 est un oxyde amphotère, lorsqu'il est fusionné avec des alcalis, il forme des chromites : Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

L'hydroxyde de chrome est également un composé amphotère :

Cr(OH) 3 + HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
Cr(OH) 3 + NaOH = NaCrO 2 + 2H 2 O

Le CrCl 3 anhydre a l'apparence de feuilles violet foncé, est complètement insoluble dans l'eau froide et se dissout très lentement lorsqu'il est bouilli. Le sulfate de chrome (III) anhydre Cr 2 (SO 4) 3 est de couleur rose et est également peu soluble dans l'eau. En présence d'agents réducteurs, il forme du sulfate de chrome violet Cr 2 (SO 4) 3 *18H 2 O. Des hydrates de sulfate de chrome vert contenant moins d'eau sont également connus. L'alun de chrome KCr(SO 4) 2 *12H 2 O cristallise à partir de solutions contenant du sulfate de chrome violet et du sulfate de potassium. Une solution d'alun de chrome devient verte lorsqu'elle est chauffée en raison de la formation de sulfates.

Réactions avec le chrome et ses composés

Presque tous les composés du chrome et leurs solutions sont intensément colorés. Disposant d'une solution incolore ou d'un précipité blanc, on peut avec un degré de probabilité élevé conclure à l'absence de chrome.

Chauffeons fortement dans la flamme d'un brûleur sur une tasse en porcelaine une quantité de bichromate de potassium telle qu'elle tiendra sur la pointe d'un couteau. Le sel ne libérera pas d'eau de cristallisation, mais fondra à une température d'environ 400 0 C pour former un liquide sombre. Faisons-le chauffer encore quelques minutes à feu vif. Après refroidissement, un précipité vert se forme sur le tesson. Dissolvons-en une partie dans l'eau (elle devient jaune) et laissons l'autre partie sur le tesson. Le sel s'est décomposé lorsqu'il est chauffé, entraînant la formation de chromate de potassium jaune soluble K 2 CrO 4 et de Cr 2 O 3 vert.
Dissoudre 3 g de bichromate de potassium en poudre dans 50 ml d'eau. Ajoutez un peu de carbonate de potassium à une partie. Il se dissoudra avec la libération de CO 2 et la couleur de la solution deviendra jaune clair. Le chromate est formé à partir du dichromate de potassium. Si vous ajoutez maintenant une solution d'acide sulfurique à 50 % par portions, la couleur rouge-jaune du bichromate réapparaîtra.
Versez 5 ml dans un tube à essai. solution de bichromate de potassium, faire bouillir avec 3 ml d'acide chlorhydrique concentré sous pression. Du chlore gazeux toxique jaune-vert est libéré de la solution car le chromate oxydera le HCl en Cl 2 et H 2 O. Le chromate lui-même se transformera en chlorure de chrome trivalent vert. Il peut être isolé par évaporation de la solution, puis, fondu avec de la soude et du salpêtre, transformé en chromate.
Lorsqu'une solution de nitrate de plomb est ajoutée, le chromate de plomb jaune précipite ; Lors de l'interaction avec une solution de nitrate d'argent, un précipité rouge-brun de chromate d'argent se forme.
Ajouter du peroxyde d'hydrogène à la solution de bichromate de potassium et acidifier la solution avec de l'acide sulfurique. La solution acquiert une couleur bleu foncé en raison de la formation de peroxyde de chrome. Lorsqu’il est secoué avec une certaine quantité d’éther, le peroxyde se transforme en solvant organique et le colore en bleu. Cette réaction est spécifique du chrome et est très sensible. Il peut être utilisé pour détecter le chrome dans les métaux et alliages. Tout d'abord, vous devez dissoudre le métal. Lors d'une ébullition prolongée avec de l'acide sulfurique à 30 % (vous pouvez également ajouter de l'acide chlorhydrique), le chrome et de nombreux aciers sont partiellement dissous. La solution résultante contient du sulfate de chrome (III). Pour pouvoir réaliser une réaction de détection, on le neutralise d'abord avec de la soude caustique. L'hydroxyde de chrome (III) gris-vert précipite, qui se dissout dans l'excès de NaOH pour former du chromite de sodium vert. Filtrez la solution et ajoutez du peroxyde d'hydrogène à 30 %. Lorsqu'elle est chauffée, la solution devient jaune à mesure que la chromite s'oxyde en chromate. L'acidification fera apparaître la solution en bleu. Le composé coloré peut être extrait par agitation avec de l'éther.

Réactions analytiques pour les ions chrome.

Ajouter une solution de NaOH 2M à 3-4 gouttes de solution de chlorure de chrome CrCl 3 jusqu'à dissolution du précipité initial. Notez la couleur du chromite de sodium formé. Chauffer la solution obtenue au bain-marie. Ce qui se produit?
À 2-3 gouttes de solution de CrCl 3, ajoutez un volume égal de solution de NaOH 8 M et 3 à 4 gouttes de solution de H 2 O 2 à 3 %. Chauffer le mélange réactionnel au bain-marie. Ce qui se produit? Quel précipité se forme si la solution colorée résultante est neutralisée, si du CH 3 COOH y est ajouté, puis du Pb(NO 3) 2 ?
Versez 4 à 5 gouttes de solutions de sulfate de chrome Cr 2 (SO 4) 3, IMH 2 SO 4 et KMnO 4 dans le tube à essai. Chauffer le mélange réactionnel pendant plusieurs minutes au bain-marie. Notez le changement de couleur de la solution. Qu’est-ce qui l’a causé ?
A 3-4 gouttes de solution de K 2 Cr 2 O 7 acidifiée avec de l'acide nitrique, ajouter 2-3 gouttes de solution de H 2 O 2 et mélanger. La couleur bleue émergente de la solution est due à l'apparition d'acide perchromique H 2 CrO 6 :

Cr 2 O 7 2- + 4H 2 O 2 + 2H + = 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O

Faites attention à la décomposition rapide de H 2 CrO 6 :

2H 2 CrO 6 + 8H+ = 2Cr 3+ + 3O 2 + 6H 2 O
couleur bleu vert

L'acide perchromique est beaucoup plus stable dans les solvants organiques.

A 3-4 gouttes de solution de K 2 Cr 2 O 7 acidifiée avec de l'acide nitrique, ajoutez 5 gouttes d'alcool isoamylique, 2-3 gouttes de solution de H 2 O 2 et agitez le mélange réactionnel. La couche de solvant organique qui flotte vers le haut est de couleur bleu vif. La couleur s'estompe très lentement. Comparez la stabilité de H 2 CrO 6 en phases organiques et aqueuses.
Lorsque CrO 4 2- interagit avec les ions Ba 2+, un précipité jaune de chromate de baryum BaCrO 4 précipite.
Le nitrate d'argent forme un précipité de chromate d'argent rouge brique avec les ions CrO 4 2.
Prenez trois tubes à essai. Placez 5 à 6 gouttes de solution K 2 Cr 2 O 7 dans l'une d'elles, le même volume de solution K 2 CrO 4 dans la seconde et trois gouttes des deux solutions dans la troisième. Ajoutez ensuite trois gouttes de solution d'iodure de potassium dans chaque tube à essai. Expliquez votre résultat. Acidifiez la solution dans le deuxième tube à essai. Ce qui se produit? Pourquoi?

Expériences divertissantes avec des composés de chrome

Un mélange de CuSO 4 et de K 2 Cr 2 O 7 devient vert lorsqu'un alcali est ajouté et devient jaune en présence d'acide. En chauffant 2 mg de glycérol avec une petite quantité de (NH 4) 2 Cr 2 O 7 puis en ajoutant de l'alcool, après filtration, on obtient une solution vert vif, qui vire au jaune lorsqu'on ajoute de l'acide, et vire au vert dans un milieu neutre ou alcalin. environnement.
Placez un « mélange de rubis » au centre d'une boîte de conserve contenant de la thermite - soigneusement broyée et placée dans une feuille d'aluminium Al 2 O 3 (4,75 g) additionnée de Cr 2 O 3 (0,25 g). Pour éviter que le pot ne refroidisse plus longtemps, il est nécessaire de l'enterrer sous le bord supérieur dans du sable, et une fois que la thermite a pris feu et que la réaction a commencé, recouvrez-le d'une feuille de fer et recouvrez-le de sable. Retirez le pot en une journée. Le résultat est une poudre de rubis rouge.
10 g de bichromate de potassium sont broyés avec 5 g de nitrate de sodium ou de potassium et 10 g de sucre. Le mélange est humidifié et mélangé avec du collodion. Si la poudre est comprimée dans un tube de verre, puis que le bâton est poussé vers l'extérieur et incendié à la fin, un « serpent » commencera à ramper, d'abord noir, et après refroidissement - vert. Un bâton d'un diamètre de 4 mm brûle à une vitesse d'environ 2 mm par seconde et s'étend 10 fois.
Si vous mélangez des solutions de sulfate de cuivre et de bichromate de potassium et ajoutez un peu de solution d'ammoniaque, un précipité brun amorphe de composition 4СuCrO 4 * 3NH 3 * 5H 2 O se formera, qui se dissoudra dans l'acide chlorhydrique pour former une solution jaune, et en excès d'ammoniaque, on obtient une solution verte. Si vous ajoutez davantage d'alcool à cette solution, un précipité vert se formera, qui après filtration deviendra bleu, et après séchage, bleu-violet avec des reflets rouges, bien visibles sous une forte lumière.
L’oxyde de chrome restant après les expériences « volcan » ou « serpents du pharaon » peut être régénéré. Pour ce faire, vous devez fondre 8 g de Cr 2 O 3 et 2 g de Na 2 CO 3 et 2,5 g de KNO 3 et traiter l'alliage refroidi avec de l'eau bouillante. Le résultat est un chromate soluble, qui peut être converti en d’autres composés de Cr(II) et de Cr(VI), y compris le dichromate d’ammonium d’origine.

Exemples de transitions redox impliquant le chrome et ses composés

1. Cr 2 O 7 2- -- Cr 2 O 3 -- CrO 2 - -- CrO 4 2- -- Cr 2 O 7 2-

a) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O b) Cr 2 O 3 + 2NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O
c) 2NaCrO 2 + 3Br 2 + 8NaOH = 6NaBr + 2Na 2 CrO 4 + 4H 2 O
d) 2Na 2 CrO 4 + 2HCl = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl + H 2 O

2. Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- CrCl 3 -- Cr 2 O 7 2- -- CrO 4 2-

a) 2Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
b) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O
c) 2CrCl 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 O = K 2 Cr 2 O 7 + 2Mn(OH) 2 + 6HCl
d) K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

3. CrO -- Cr(OH) 2 -- Cr(OH) 3 -- Cr(NO 3) 3 -- Cr 2 O 3 -- CrO - 2
Cr 2+

a) CrO + 2HCl = CrCl 2 + H 2 O
b) CrO + H 2 O = Cr(OH) 2
c) Cr(OH) 2 + 1/2O 2 + H 2 O = 2Cr(OH) 3
d) Cr(OH) 3 + 3HNO 3 = Cr(NO 3) 3 + 3H 2 O
e) 4Сr(NO 3) 3 = 2Cr 2 O 3 + 12NO 2 + O 2
e) Cr 2 O 3 + 2 NaOH = 2NaCrO 2 + H 2 O

Élément chrome en tant qu'artiste

Les chimistes se sont souvent tournés vers le problème de la création de pigments artificiels pour la peinture. Aux XVIIIe et XIXe siècles, la technologie permettant de produire de nombreux matériaux de peinture a été développée. Louis Nicolas Vauquelin en 1797, qui découvrit l'élément chrome jusqu'alors inconnu dans le minerai rouge de Sibérie, prépara une nouvelle peinture remarquablement stable - le vert chrome. Son chromophore est l'oxyde de chrome (III) hydraté. Sa production a commencé sous le nom de « vert émeraude » en 1837. Plus tard, L. Vauquelin propose plusieurs nouvelles peintures : barytine, zinc et jaune de chrome. Au fil du temps, ils ont été remplacés par des pigments jaunes et oranges plus persistants à base de cadmium.

Le chrome vert est la peinture la plus durable et la plus résistante à la lumière, insensible aux gaz atmosphériques. Le chrome vert broyé dans l'huile a un grand pouvoir couvrant et est capable de sécher rapidement, c'est pourquoi il est utilisé depuis le 19ème siècle. il est largement utilisé en peinture. C'est d'une grande importance dans la peinture sur porcelaine. Le fait est que les produits en porcelaine peuvent être décorés à la fois avec de la peinture sous glaçure et sur glaçure. Dans le premier cas, les peintures sont appliquées uniquement sur la surface d'un produit légèrement cuit, qui est ensuite recouvert d'une couche de glaçage. Vient ensuite la cuisson principale à haute température : pour fritter la masse de porcelaine et faire fondre l'émail, les produits sont chauffés à 1350 - 1450 0 C. Très peu de peintures peuvent résister à une température aussi élevée sans modifications chimiques, et dans l'ancienne à l'époque, il n'y en avait que deux : le cobalt et le chrome. L'oxyde de cobalt noir appliqué sur la surface d'un produit en porcelaine fusionne avec l'émail lors de la cuisson et interagit chimiquement avec lui. En conséquence, des silicates de cobalt bleu vif se forment. Tout le monde connaît bien cette vaisselle en porcelaine bleue décorée au cobalt. L'oxyde de chrome (III) ne réagit pas chimiquement avec les composants de l'émail et se trouve simplement entre les éclats de porcelaine et l'émail transparent comme une couche « aveugle ».

En plus du vert chrome, les artistes utilisent des peintures obtenues à partir de volkonskoite. Ce minéral du groupe des montmorillonites (un minéral argileux de la sous-classe des silicates complexes Na(Mo,Al), Si 4 O 10 (OH) 2 a été découvert en 1830 par le minéralogiste russe Kemmerer et nommé en l'honneur de M.N. Volkonskaya, le fille du héros de la bataille de Borodino, le général N. .N. Raevsky, épouse du décembriste S.G. Volkonsky. La Volkonskoite est une argile contenant jusqu'à 24 % d'oxyde de chrome, ainsi que des oxydes d'aluminium et de fer (III). La composition du minéral, trouvé dans les régions de l'Oural, de Perm et de Kirov, est incohérent et détermine sa couleur variée - de la couleur du sapin noirci en hiver à la couleur vert vif d'une grenouille des marais.

Pablo Picasso s'est tourné vers les géologues de notre pays pour leur demander d'étudier les réserves de volkonskoite, qui produit une peinture d'un ton particulièrement frais. Actuellement, une méthode de production de volkonskoite artificielle a été développée. Il est intéressant de noter que, selon des recherches modernes, les peintres d’icônes russes utilisaient des peintures à partir de ce matériau au Moyen Âge, bien avant sa découverte « officielle ». Les verts Guinier (créés en 1837), dont le chromoforme est l'oxyde de chrome hydraté Cr 2 O 3 * (2-3) H 2 O, où une partie de l'eau est chimiquement liée et une partie est adsorbée, étaient également célèbres parmi les artistes. Ce pigment donne à la peinture une teinte émeraude.

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1) Oxyde de chrome (III).

L'oxyde de chrome peut être obtenu :

Décomposition thermique du bichromate d'ammonium :

(NH 4) 2 C 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Réduction du bichromate de potassium avec du carbone (coke) ou du soufre :

2K 2 Cr 2 O 7 + 3C 2Cr 2 O 3 + 2K 2 CO 3 + CO 2

K 2 Cr 2 O 7 + S Cr 2 O 3 + K 2 SO 4

L'oxyde de chrome (III) a des propriétés amphotères.

L'oxyde de chrome (III) forme des sels avec les acides :

Cr 2 O 3 + 6HCl = 2CrCl 3 + 3H 2 O

Lorsque l'oxyde de chrome (III) est fusionné avec des oxydes, des hydroxydes et des carbonates de métaux alcalins et alcalino-terreux, des chromates (III) (chromites) se forment :

Cr 2 O 3 + Ba(OH) 2 Ba(CrO 2) 2 + H 2 O

Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 2NaCrO 2 + CO 2

Avec des fusions alcalines d'agents oxydants – chromates (VI) (chromates)

Cr 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O

Cr 2 O 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 5H 2 O

Cr 2 O 3 + O 3 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 2H 2 O

Cr 2 O 3 + 3O 2 + 4Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 4CO 2

Сr 2 O 3 + 3NaNO 3 + 2Na 2 CO 3 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2 + 3NaNO 2

Cr 2 O 3 + KClO 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + KCl + 2CO 2

2) Hydroxyde de chrome(III)

L'hydroxyde de chrome (III) a des propriétés amphotères.

2Cr(OH) 3 = Cr 2 O 3 + 3H 2 O

2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O

3) Sels de chrome (III)

2CrCl 3 + 3Br 2 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 6KCl + 8H 2 O

2CrCl 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 3Br 2 + 16NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 3Na 2 SO 4 + 8H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 6KMnO 4 + 16KOH = 2K 2 CrO 4 + 6K 2 MnO 4 + 3K 2 SO 4 + 8H 2 O.

2Na 3 + 3Br 2 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O

2K 3 + 3Br 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KBr + 8H 2 O

2KCrO2 + 3PbO2 + 8KOH = 2K2CrO4 + 3K2PbO2 + 4H2O

Cr 2 S 3 + 30HNO 3 (conc.) = 2Cr(NO 3) 3 + 3H 2 SO 4 + 24NO 2 + 12H 2 O

2CrCl 3 + Zn = 2CrCl 2 + ZnCl 2

Les chromates (III) réagissent facilement avec les acides :

NaCrO 2 + HCl (carence) + H 2 O = Cr(OH) 3 + NaCl

NaCrO 2 + 4HCl (excès) = CrCl 3 + NaCl + 2H 2 O

K 3 + 3CO 2 = Cr(OH) 3 ↓ + 3NaHCO 3

En solution, ils subissent une hydrolyse complète

NaCrO 2 + 2H 2 O = Cr(OH) 3 ↓ + NaOH

La plupart des sels de chrome sont très solubles dans l'eau, mais sont facilement hydrolysés :

Cr 3+ + HOH ↔ CrOH 2+ + H +

СrCl 3 + HOH ↔ CrOHCl 2 + HCl

Les sels formés par les cations chrome (III) et un anion acide faible ou volatil sont complètement hydrolysés dans des solutions aqueuses :

Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

Composés de chrome (VI)

1) Oxyde de chrome (VI).

Oxyde de chrome (VI). Très toxique !

L'oxyde de chrome (VI) peut être préparé par action d'acide sulfurique concentré sur des chromates ou dichromates secs :

Na 2 Cr 2 O 7 + 2H 2 SO 4 = 2CrO 3 + 2NaHSO 4 + H 2 O

Oxyde acide qui interagit avec les oxydes basiques, les bases, l'eau :

CrO 3 + Li 2 O → Li 2 CrO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

CrO 3 + H 2 O = H 2 CrO 4

2CrO 3 + H 2 O = H 2 Cr 2 O 7

L'oxyde de chrome (VI) est un oxydant puissant : il oxyde le carbone, le soufre, l'iode, le phosphore, se transformant en oxyde de chrome (III).

4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2.

4CrO 3 + 3S = 2Cr 2 O 3 + 3SO 2

Oxydation des sels :

2CrO 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 3K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Oxydation des composés organiques :

4CrO 3 + C 2 H 5 OH + 6H 2 SO 4 = 2Cr 2 (SO 4) 2 + 2CO 2 + 9H 2 O

Les agents oxydants forts sont des sels d'acides chromiques - chromates et dichromates. Dont les produits de réduction sont des dérivés du chrome (III).

En milieu neutre, de l'hydroxyde de chrome (III) se forme :

K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2KOH

2K 2 CrO 4 + 3(NH 4) 2 S + 2H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3S↓ + 6NH 3 + 4KOH

En alcalin – hydroxochromates (III) :

2K 2 CrO 4 + 3NH 4 HS + 5H 2 O + 2KOH = 3S + 2K 3 + 3NH 3 H 2 O

2Na 2 CrO 4 + 3SO 2 + 2H 2 O + 8NaOH = 2Na 3 + 3Na 2 SO 4

2Na 2 CrO 4 + 3Na 2 S + 8H 2 O = 3S + 2Na 3 + 4NaOH

Dans les sels acides de chrome (III) :

3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6KI = Cr 2 (SO 4) 3 + 3I 2 + 4K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 3H 2 S + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3S + 7H 2 O

8K 2 Cr 2 O 7 + 3Ca 3 P 2 + 64HCl = 3Ca 3 (PO 4) 2 + 16CrCl 3 + 16KCl + 32H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6FeSO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3KNO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3KNO 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 7H 2 O + 2KCl

K 2 Cr 2 O 7 + 3SO 2 + 8HCl = 2KCl + 2CrCl 3 + 3H 2 SO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 + 16HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 8H 2 O + 4KCl

Le produit de récupération dans divers environnements peut être représenté schématiquement :

H 2 O Cr(OH) 3 précipité gris-vert

K 2 CrO 4 (CrO 4 2–)

OH – 3 – solution vert émeraude

K 2 Cr 2 O 7 (Cr 2 O 7 2–) H + Cr 3+ solution bleu-violet

Les sels d'acide chromique - les chromates - sont jaunes et les sels d'acide dichromique - les dichromates - sont orange. En modifiant la réaction de la solution, il est possible d'effectuer la conversion mutuelle des chromates en bichromates :

2K 2 CrO 4 + 2HCl (dilué) = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 O + CO 2 = K 2 Cr 2 O 7 + KHCO 3

environnement acide

2СrO 4 2 – + 2H + Cr 2 O 7 2– + H 2 O

environnement alcalin

Chrome. Composés de chrome.

1. Le sulfure de chrome (III) a été traité avec de l'eau, du gaz a été libéré et une substance insoluble est restée. Une solution d'hydroxyde de sodium a été ajoutée à cette substance et du chlore gazeux a été traversé, et la solution a acquis une couleur jaune. La solution a été acidifiée avec de l'acide sulfurique, ce qui a viré à l'orange ; Le gaz libéré lorsque le sulfure était traité avec de l’eau traversait la solution résultante et la couleur de la solution virait au vert. Écrivez les équations des réactions décrites.

2. Après avoir brièvement chauffé une substance pulvérulente inconnue d'une substance orange, une substance de couleur orange commence une réaction spontanée, qui s'accompagne d'un changement de couleur vers le vert, de la libération de gaz et d'étincelles. Le résidu solide a été mélangé avec de l'hydroxyde de potassium et chauffé, la substance résultante a été ajoutée à une solution diluée d'acide chlorhydrique et un précipité vert s'est formé, qui se dissout dans l'excès d'acide. Écrivez les équations des réactions décrites.

3. Deux sels rendent la flamme violette. L'un d'eux est incolore, et lorsqu'on le chauffe légèrement avec de l'acide sulfurique concentré, le liquide dans lequel le cuivre se dissout est distillé ; cette dernière transformation s'accompagne du dégagement de gaz brun. Lorsqu'un deuxième sel d'une solution d'acide sulfurique est ajouté à la solution, la couleur jaune de la solution devient orange et lorsque la solution résultante est neutralisée avec un alcali, la couleur d'origine est restaurée. Écrivez les équations des réactions décrites.

4. L'hydroxyde de chrome trivalent a été traité avec de l'acide chlorhydrique. De la potasse a été ajoutée à la solution résultante, le précipité formé a été séparé et ajouté à une solution concentrée d'hydroxyde de potassium, ce qui a permis de dissoudre le précipité. Après avoir ajouté un excès d'acide chlorhydrique, une solution verte a été obtenue. Écrivez les équations des réactions décrites.

5. Lorsqu'on ajoute de l'acide chlorhydrique dilué à la solution d'un sel jaune, qui colore la flamme violette, la couleur vire au rouge orangé. Après avoir neutralisé la solution avec un alcali concentré, la couleur de la solution a retrouvé sa couleur d'origine. Lorsque du chlorure de baryum est ajouté au mélange résultant, un précipité jaune se forme. Le précipité a été filtré et une solution de nitrate d'argent a été ajoutée au filtrat. Écrivez les équations des réactions décrites.

6. Du carbonate de sodium a été ajouté à la solution de sulfate de chrome trivalent. Le précipité résultant a été séparé, transféré dans une solution d'hydroxyde de sodium, du brome a été ajouté et chauffé. Après neutralisation des produits de réaction avec de l'acide sulfurique, la solution acquiert une couleur orange qui disparaît après passage du dioxyde de soufre à travers la solution. Écrivez les équations des réactions décrites.

7) La poudre de sulfure de chrome (III) a été traitée avec de l'eau. Le précipité gris-vert résultant a été traité avec de l'eau chlorée en présence d'hydroxyde de potassium. Une solution de sulfite de potassium a été ajoutée à la solution jaune résultante et un précipité gris-vert s'est à nouveau formé, qui a été calciné jusqu'à ce que la masse soit constante. Écrivez les équations des réactions décrites.

8) La poudre de sulfure de chrome (III) a été dissoute dans de l'acide sulfurique. Au même moment, du gaz s’est libéré et une solution s’est formée. Un excès de solution d'ammoniaque a été ajouté à la solution résultante et le gaz a été passé à travers une solution de nitrate de plomb. Le précipité noir résultant devient blanc après traitement au peroxyde d’hydrogène. Écrivez les équations des réactions décrites.

9) Le dichromate d'ammonium se décompose lorsqu'il est chauffé. Le produit de décomposition solide a été dissous dans de l'acide sulfurique. Une solution d'hydroxyde de sodium a été ajoutée à la solution résultante jusqu'à formation d'un précipité. Lors d'une nouvelle addition d'hydroxyde de sodium au précipité, celui-ci s'est dissous. Écrivez les équations des réactions décrites.

10) L'oxyde de chrome (VI) a réagi avec l'hydroxyde de potassium. La substance résultante a été traitée avec de l'acide sulfurique et un sel orange a été isolé de la solution résultante. Ce sel a été traité avec de l'acide bromhydrique. La substance simple résultante a réagi avec le sulfure d’hydrogène. Écrivez les équations des réactions décrites.

11. Du chrome a été brûlé dans du chlore. Le sel résultant a réagi avec une solution contenant du peroxyde d'hydrogène et de l'hydroxyde de sodium. Un excès d'acide sulfurique a été ajouté à la solution jaune résultante et la couleur de la solution est devenue orange. Lorsque l’oxyde de cuivre (I) a réagi avec cette solution, la couleur de la solution est devenue bleu-vert. Écrivez les équations des réactions décrites.

12. Le nitrate de sodium a été fusionné avec de l'oxyde de chrome (III) en présence de carbonate de sodium. Le gaz libéré a réagi avec un excès de solution d'hydroxyde de baryum, formant un précipité blanc. Le précipité a été dissous dans un excès de solution d'acide chlorhydrique et du nitrate d'argent a été ajouté à la solution résultante jusqu'à l'arrêt de la précipitation. Écrivez les équations des réactions décrites.

13. Le potassium a été fusionné avec du soufre. Le sel résultant a été traité avec de l'acide chlorhydrique. Le gaz libéré a traversé une solution de bichromate de potassium dans de l'acide sulfurique. la substance jaune précipitée a été filtrée et fondue avec de l'aluminium. Écrivez les équations des réactions décrites.

14. Le chrome a été brûlé dans une atmosphère de chlore. De l'hydroxyde de potassium a été ajouté goutte à goutte au sel résultant jusqu'à ce que la précipitation cesse. Le précipité résultant a été oxydé avec du peroxyde d'hydrogène dans de l'hydroxyde de sodium et évaporé. Un excès d'une solution chaude d'acide chlorhydrique concentré a été ajouté au résidu solide résultant. Écrivez les équations des réactions décrites.

Chrome. Composés de chrome.

1) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

Na 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3H 2 S = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 3S↓ + 7H 2 O

2) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 2KOH 2KCrO 2 + H 2 O

KCrO 2 + H 2 O + HCl = KCl + Cr(OH) 3 ↓

Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

3) KNO 3 (tv.) + H 2 SO 4 (conc.) HNO 3 + KHSO 4

4HNO 3 + Cu = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

4) Cr(OH) 3 + 3HCl = CrCl 3 + 3H 2 O

2CrCl 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KCl

Cr(OH) 3 + 3KOH = K 3

K 3 + 6HCl = CrCl 3 + 3KCl + 6H 2 O

5) 2K 2 CrO 4 + 2HCl = K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 2KOH = 2K 2 CrO 4 + H 2 O

K 2 CrO 4 + BaCl 2 = BaCrO 4 ↓ + 2 KCl

KCl + AgNO 3 = AgCl↓ + KNO 3

6) Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

2Cr(OH) 3 + 3Br 2 + 10NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 6NaBr + 8H 2 O

2Na 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 + H 2 SO 4 + 3SO 2 = Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O

7) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3H 2 S

2Cr(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 3K 2 SO 3 + 5H 2 O = 2Cr(OH) 2 + 3K 2 SO 4 + 4KOH

2Cr(OH) 3 Cr 2 O 3 + 3H 2 O

8) Cr 2 S 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NH 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3(NH 4) 2 SO 4

H 2 S + Pb(NO 3) 2 = PbS + 2HNO 3

PbS + 4H 2 O 2 = PbSO 4 + 4H 2 O

9) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Cr(OH) 3 ↓ + 3Na 2 SO 4

Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

10) CrO 3 + 2KOH = K 2 CrO 4 + H 2 O

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 (dilué) = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr = 3Br 2 + 2CrBr 3 + 7H 2 O + 2KBr

Br 2 + H 2 S = S + 2HBr

11) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

2CrCl 3 + 10NaOH + 3H 2 O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 6NaCl + 8H 2 O

2Na 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 + 3Cu 2 O + 10H 2 SO 4 = 6CuSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 10H 2 O

12) 3NaNO 3 + Cr 2 O 3 + 2Na 2 CO 3 = 2Na 2 CrO 4 + 3NaNO 2 + 2CO 2

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 ↓ + H 2 O

BaCO 3 + 2HCl = BaCl 2 + CO 2 + H 2 O

BaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl↓ + Ba(NO 3) 2

13) 2K + S = K 2 S

K 2 S + 2HCl = 2KCl + H 2 S

3H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 = 3S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

3S + 2Al = Al2S3

14) 2Cr + 3Cl 2 = 2CrCl 3

CrCl 3 + 3KOH = 3KCl + Cr(OH) 3 ↓

2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH = 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O

2K 2 CrO 4 + 16HCl = 2CrCl 3 + 4KCl + 3Cl 2 + 8H 2 O

Non-métaux.

Groupe IV A (carbone, silicium).

Carbone. Composés de carbone.

I. Carbone.

Le carbone peut présenter des propriétés à la fois réductrices et oxydantes. Le carbone présente des propriétés réductrices avec des substances simples formées de non-métaux ayant une valeur d'électronégativité plus élevée que lui (halogènes, oxygène, soufre, azote), ainsi qu'avec des oxydes métalliques, de l'eau et d'autres agents oxydants.

Lorsqu'il est chauffé avec un excès d'air, le graphite brûle pour former du monoxyde de carbone (IV) :

quand il y a un manque d’oxygène, on peut avoir du CO

Le carbone amorphe réagit avec le fluor même à température ambiante.

C + 2F 2 = CF 4

Lorsqu'il est chauffé avec du chlore :

C + 2Cl 2 = CCl 4

Avec un chauffage plus fort, le carbone réagit avec le soufre et le silicium :

Sous l'action d'une décharge électrique, le carbone se combine à l'azote pour former de la diacine :

2C + N 2 → N ≡ C – C ≡ N

En présence d'un catalyseur (nickel) et lors du chauffage, le carbone réagit avec l'hydrogène :

C + 2H 2 = CH 4

Avec l'eau, le coke chaud forme un mélange de gaz :