Хром и марганец

добрый день продолжаем из наших видео лекции по истине сегодня продолжаем курс добрый день продолжаем курс наших видео лекций по химии сегодня мы изучим основные свойства хрома и марганца и их соединений это очень важные элементы это переходные металлы которые активно у нас используется в различных так сказать отраслях и их соединения тоже активно используются как химические соединения как химические соединения значит и так начнём мы с хрома итак мы начнем с хрома chrome это у нас элемент побочные группы 6 подгруппы системы дмитрия ивановича менделеева периодической системы значит у нас будет конфигурация внешнего уровня 3 д 54 с 1 здесь у нас будет довольно таки устойчивая конфигурация наполовину заполненной д оболочки 3 до 5 в природе хрома встречается только в виде цене не понятно что может быть в свободном виде когда уже его так сказать соединение прореагировали но природе встречаются только в виде соединений получается что одним из важнейших природа всей нихрома является хромистые железняк ferum о на хром 2 и 3 на хром 2 o 3 значит что можно еще сказать здесь у нас получения chrome обычно получают при взаимодействии так сказать алюминия с оксидом хрома это у нас будет метод алюм от армии или мат армии когда алюминий используются для получения металлов из руд то есть алюминий как довольно активный металл может вытеснять из соответствующих рота загсе дав из соединений металла средней силы сам при этом окисляясь в данном случае у нас и будет метод алюм от армии значит так же металлический chrome можно получить электролизом растворов его с олей chrome как катя уже говорим metal сцене сила поэтому на катоде он будет восстанавливаться и он хрома но там же там нужно подбирать соответствующее условие этом не так проста как с миди где на катоде восстановиться только водород потому что медь street правее водорода chrome ставить левее водорода но провели менее там будет идти восстановления и ионов водорода из воды и хрома и нужно подбирать специальный реагент и специально подбирать условия чтобы больше степени восстанавливался у нас только chrome как целевой продукт для целей в общем-то энерго сбережения экономии средств значит chrome обычно является не активный металл не металлом почему потому что его поверхность покрыта очень прочной оксидной пленкой chrome 23 ну тоже самое как алюминии . когда оксидная пленка образуется и предотвращает металл у дальнейшего разрушения значит при нагревании пленка разрушается и chrome реагируют с различными простыми и сложными веществами значит он взаимодействует со многими металлами кислородом галогенами серой азотом фосфором родом кремния при высокой температуре значит то есть здесь у нас ничего такого особенного нет на этом мы даже особо становится не будем так как у нас очень много другого интересного здесь значит взаимодействие храма со сложными веществами chrome у нас взаимодействуют с водой при нагревании образуя храм 23 и с выделением кислорода ну и также может реагировать с разбавленными кислотами [музыка] серной и соляной и другими ли кислотами образуя соответствующие получается соли хрома в степень окисления плюс два в данном случае но как и случае железом значит у нас что у нас здесь будет еще нам csa выделением водорода а вот с концентрированными кислотами серной и азотной кислот на царской водкой chrome при низкой температуре не реагирует опять же как я уже сказал за образование все для пленки ну только при высокой может реагировать значит chrome примет металлурги для получения специальных сортов стали которую имеют твердость и наибольшую твердость и устойчивость к розе то есть добавление встали хранителя делать сталь нержавеющие называть нержавеющая сталь она действительно не подвергается коррозии значит ну и хромом покрывают другие металлы с целью предохранения от коррозии значит теперь передем к соединениям оксиды и гидроксиды хрома значит chrome образует у нас триоксида в 3 степень окисления chrome о хром 2 o 3 кромку хром 2 o 3 и chrome о 3 получается оксид хрома два три и шесть получается значит начнем с оксида хрома 2 это типичный основной оксид получается ну понятно что нас будет увеличиваться так сказать кислотные свойства привлечение стерических храма хромова это основной цвет хром было три амфотерный home утри это понятно что уже будет кислотный оксид кислотный оксид значит получается гидроксид хрома который образуется из оксида гидроксид хрома 2 это будет у нас получается основание основание значит и chrome о и chrome h2 что не растворяется в один но при этом растворяется в кислотах вот мы ниже приводим реакции то есть но здесь все как обычно ничего такого особенного нету призы нестись кислотами к силе киллера сюда образует соответствующие соль хрома двухвалентного его до эвандро так теперь что мы рассмотрим теперь получения оксида хрома 3 это тугоплавкий порошок зеленого цвета которые не растворяются в воде и получают оксид хрома при разложении бихромата аммония это реакция называется вулканчик а еще очень такая красивая реакция и часто любит показывать на демонстрационных экспериментов детям она начинается в принципе ее можно сделать в полевых условиях ноги ставит их газов тут не выделяется только азот но в принципе все получается довольно thread угрозу выделяется газ ну как вы знаете естественно он никакой не ядовиты это составная часть большая часть воздуха 78 процентов и вот реакциях за термической и происходит с в отделении получается теплоты при нагревании и таким образом получаем оксид хрома 3 ну и это такой больше лабораторный способ промышленный способ у нас получения оксида хрома 3 это взаимодействие бихромата калия с хромата калия с получается углем с коксом мы пропускаем на раскаленным кук сам спеканием то есть у нас получается тогда карбонат калия углекислый газ и оксид хрома 3 ну так же у нас это может взаимодействие идти из земли то есть можно и храма ткали стоить как с углем так и серы но здесь уже вот будут продуктов поменьше сульфат калия и оксид хрома он является амфотерный оксид 3-х лет alkroma и cursed тоже соответственно home аж трижды тоже является альфа термин значит что можно сказать что при обычных условиях chrome 23 плохо растворяется в кислотах и щелочах но при сплавлении со щелочами образуется метр храме ты но это все принципе характерно для многих амфотерных оксид авто есть эта реакция идет твердыми что я при сплавлении образуется мета хромит получается калия ими то хамит на натрия но в зависимости от того с чем она срезаем детище лучше велись соли у нас образуется соответствующие побочный продукт здесь при нагревании здесь уже оксид хрома выступает естественно как кислотный оксид ну а признали с кислотами естественно оксид хрома у нас выступает как основной оксид и здесь у нас все как обычно с кислотой образуется соль и водичка ничего такого особенного здесь нет значит гидроксид хрома у нас будет иметь серо-зеленый цвет он выпадает в осадок воде образуется при взаимодействии какой-то в соли щёлочи и получается что он растворим в кислотах здесь но ведет себя как получается в данном случае как основание как основание и действительно вот у нас происходит образование соли хрома и воды и также в щелочах в избытке щелочей будет растворяться соль chrome с образованием комплексных соединений с образованием комплексных соединений у нас будет гекса хранит где-то гекса hydra гидру hex и бедрок сахар амид натрия вот такой сми 33 хамас 6 текста гидроксид натрия ну для хрома больше характера координационное число 6 и здесь будет у нас 6 ваш группа в комплексном соединение вот комплекс не и он заряд 3 минус будет то есть вот такие нюансы нужно учитывать так теперь следующее что у нас здесь оксид хрома 6 это типично кислотный оксид это кристаллическое вещество красного цвета кристаллическое вещество красного цвета получается имеет характером кислотного оксида при растворении в воде образуется хромовой хромовой кислоты то есть какие хромовой кислоты значит у нас будет при избытке воды образуется просто хромовая кислота каждого chrome у 4к при недостатке де хромовая ваш 2 chrome 27 ну соответственно соли их будут хамад и и дихромата или бихромата как их ещё называют ну естественно как кислотный оксид оксид хрома 3 х лет не может с вами действовать щелочами с образованием соответствующий соли и воды то есть у нас будет сульфокислот и и водичка ну как я уже сказал идет ослабление санкций с увеличение кислотных как в принципе ложка рисовой вот тут приведена на схемке тут все принципе подробно описано подробно описано значит у нас хромовая иди хромовая кислота они существуют только в водных растворах и образуют при этом устойчивой соли которые могут существовать естественно и в твердом виде причем ароматы имеет получается желтую окраску от дихромат и имеют оранжевую окраску значит и могут переходить в растворе друг в друга значит в кислой среде хромота переходит дихромат и и желтая краска переходит в оранж у в щелочной среде у нас происходит наоборот получается что дихромат и переходит форматы оранжевая краска сменяется желтый вот как раз первый тип реакции когда у нас храма ты в бихромат и в кислой среде переходит и меняется окраска из получается желтый оранжевый и наоборот при повышении page у нас происходит переход из кислой среды и в щелочную и дихромат получается превращается в храм от соответственно у нас раньше окраска сменяется желтой значит теперь рассмотрим окислительные свойства соединений хрома значит мы были устойчивыми является не степень окисления плюс 3 соединения хрома два являются сильными восстановителями легко окисляются и chrome получается окисляется до плюс 3 то есть гидроксид хрома 2 может легко окисляться кислородом воздуха образуя гидроксид хрома 3 ну в присутствии паров воды как мы знаем такая же реакция у нас может быть из в случае железо значит также соль и хрома два являются сильными восстановителями вот подобная реакция только уши с кислотой и с кислородом образуя со хлорид уже 3 валентного хрома значит так же у нас можно сказать что среднее chroma 6 является если соединений хрома два лица сильными восстановителями тасс они не хам и шить очень сильный окислитель их использую как сильный окислитель и окисление часть его происходит до степень окисления плюс 3 вот у нас приведена реакция в общем то например когда у нас бихромат калия окислителем сероводород восстановителем в кислой среде и у нас будет выпадать сером и образуется сульфат хрома ну соли хрома 3 как гидроксид хрома 3 является и красит хромота является зеленым таким темно-зелеными как правило как и соли никеля двухвалентного вот такая вот окислительно-восстановительная у нас будет реакции с участием соединений хрома в общем то что еще можно сказать теперь в качестве так сказать применение получается соли хрома салих by хромовой кислоты точнее у нас используется очень давно и распространен на раствор бихромата калия в концентрированной серной кислоте в концентрированной серной кислоте это будет хромовая смесь значит которая применяется ученик хороший окислитель для очистки химической посуды и очень нехорошо используется для мытья посуды в общем-то у нас как раз вот это вот смесь хромовая смесь то есть на как раньше использовалась так сейчас используется в лаборатории для мытья посуды так значит chrome мы кратко разобрали теперь мы переходим к соединением more конца теперь мы переходим к соединим марганца марганец здесь и более интересен если он проявляет только 3 степень окисления 3 валентности 2 3 и 6 соответственно плюс 2 плюс 3 плюс 6 тамар конца здесь все намного больше здесь у нас может быть степень окисления плюс 2 до плюс семи ну сами устойчивыми является степень окисления марганца плюс два плюс четыре плюс семь ну соответственно валентности 247 значит что можно здесь сказать значит в ряду оксидов и гидроксидов марганца с разными степенями окисления у нас проявляется некоторая общая закономерность с ростом степень окисления основной характер оксидов и гидроксидов ослабляется и кислотных увеличиваться в принципе так и везде но здесь это тоже проявляется более широко потому что ну как правило тоже хром 1 кислотные один основной 1-ом паттерн и здесь может быть уже больше то есть смотрите получается на слайде здесь у нас приведены значит оксиды и соответствующие им основании ну не обязательно гидроксиды гидроксиды это может быть основание кислоты ним факторный гидроксид то есть оксиды и соответствующие им получается гидроксид так начнем слева направо значит у нас организм может образовать два основных оксида два основных оксида это марганец 2 с плюсом и марганец три с плюсом то есть марганец о и марганец два а три это основные оксиды соответствующие им основании вот приведены один у нас амфотерный гидроксид и и оксид получается марганец о 20 оказать используется у нас в качестве окислителя и катализатором в общем такое довольно распространенное соединение 1 получается 1 1 у нас степень окисления характерно для оправок для там факторных гидроксидов и оксидов марганца лимфа терзаний не марганца это марганец плюс 4 будет марганец u2 и соответственно марганец и h4 что или марганец а4 марганец у 4 и 2 степень окисления соответствуют получается соответствует получается кислотным оксидом это марганец а три кислотах и который кстати не получен и марганец 2 u7 это у нас получается основной как то есть то есть кислотный оксид кислотный оксид оба кислотных оксидов соответствующим кислотам соответствующие им естественно и кислоты приведены каждого марганец и 4 и кошмар конницу 4 их соли калиевые очень известные реагенты окислителем в химии значит теперь едем дальше более подробно начнем разбирать то что мы только что с вами обсудили значит солим организма с плюсом получается при растворении марганца в разбавленных кислотах здесь ничего необычного нет все как у всех раствор этих солей являются бесцветными и при действии щелочей них выпадает белый осадок гидроксида more конца который на воздухе быстро темнеет окисляясь сборы уже в бурый оксид марганца 4 вот это реакцию похоже из тех которым проходили при изучении свойств соединений других переходных металлов в частности хрома но здесь только идет окисления марганца с + 2 + 4 ну тоже из приход из основного гидроксида вам факты армии значит и сразу плавно переходим к дикси тумар конца который является наиболее устойчивым соединением аркан цунами топ темно-бурый цвет и главный компонент природного важнейшего природного соединений марганца пиролизе то значит в кислой среде марганец о 2 является достаточно сильным и this всем понятно что он может проявлять восстановительные свойства но в кислой среде чилиец его окислительные свойства и очень распространенная реакция получения получения хлора при взаимодействии как сидом orca ms a4 с соляной кислотой он естественно наступает как у нас очистителем окисляются марком нет дома конца 2 с плюсом хлор является восстановителем не это общем-то я широко использую при получении хлором значит марганцовокислого аж марганец а4 где марганец имеет степень окисления плюс семь плюс 7 является действительно очень и очень сильной кислотой которая существует только в водном растворе которую действительно существует только в водном растворе и получается что самая известная соль этой кислоты у нас будет перманганат калия перманганат калия которая у нас которая у нас является очень сильным окислителем и используется для окисления много чего в том числе и органических соединений значит это кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета которая в общем то довольно неплохо и умеренно растворима в воде значит раствора коли марганец от 4 имеют темно малиновый цвет а при больших концентрациях и фиолетовый цвет и это свойственный о на марганец о 4 с минусом марганец а 4 минус опять же марганец появляется тебе окисление здесь плюс 7 перманганат калия это очень сильно яркий окислителей выше назад марганцовкой и раньшего можно было купить где угодно сейчас этим намного сложнее потому что его считают прекурсором для производства наркотических препаратов поэтому получается что перманганат калия как много других веществ очень бывает тяжело достать но сейчас уже с этим попроще насколько я знаю стала но раньше было довольно тяжело хотя его использовали в общем-то довольно часто для дезинфекции как дезинфицирующее средство давали общем то раствор марганцовки при полоскании рта когда лечили зубы вообще могут где использовали и при очистке от различных примесей допустим спирта того же которая получается в результате перегонки то есть много где он использовался потом стали служить другие окислители но все равно некоторых случаях необходим и желателен только он значит здесь у нас дальше мы приведем несколько реакций которые характеризуют как ведет себя в качестве восстановителя перманганат калия в зависимости от того какая у нас будет среда итак если у нас и перманганат калия в кислой среде в кислой среде то у нас идет восстановление марганца до ионов марганец 2 с плюсом вот у нас соответствующая реакция вот допустим это будет окислитель это восстановитель сульфид какой-то и среда серная кислота у нас будет сульфат марганца сульфат калия и водичка значит жидкость станет бесцветный потому что вот эти соли бесцветных сулим организма с плюсом будет бесстыдный сулико лес тоже будут бесцветные в растворе значит что у нас будет в нейтральных если у нас нейтральная среда водные то тогда у нас марганец будет восстанавливаться до оксида марганца 4 и будет из теста выпадает такой буры осадок но соответственно тот же сульфат калия будет окисляться то сульфата до сульфата и в данном случае у нас уже будет еще образовываться гидроксид калия это вот в сигнал у нас будет просить нейтральном среде значит и получается у нас будет выпадать бюро осадок раз слов притом с тестом будет бесцветным далее у нас будет идти реакция так далее у нас будет идти получается реакция в человечную среди следующим образом у нас гидроксид получается то есть тем перманганат калия перманганат калия марганец будет восстанавливаться дома нга нато перманганат будет восстановится до мангано то то есть щелочной среде наиболее и наименее активно будет происходить окисление то есть и вода степень окисления плюс 60 до плюс 20 запись 4 то здесь восстановление восстановление у нас будет идти до плюс 6 образуя манга над из перманганата образуем манган от кальяна соответственно опять же sulfate и водичка мангано ты у нас имеют зеленый цвет и зеленый цвет поэтому раствор у нас в данном случае из фиолетового окрасится в зеленый цвет в общем то вот такой вот произойдет при вращении значит теперь мы с вами еще в общем то про и пойдем дальше и сейчас мы начнем изучать свойства еще одного переходного металла который является очень распространенным металлом в общем то используем повсеместно и так они точнее не сам металл обычно используется повсеместно его сплавы это конечно же желез а это естественно железо которая в общем-то без которого я не знаю наверное как бы наша жизнь складывалась как бы мы строили как бы мы делали различные конструкции это было бы действительно очень сложно итак теперь мы перейдем к железу и его соединения значит подгруппу 8 группы составляет 9 элементов там и железы кобальт и никель и рутине и роте палладий осмий иридий плотина в общем-то это основные элементы и семиста желез это сходит схожие по свойствам элементы это железо кобальт и никель значит остальные элементы побочной подгруппы 8 группы образуют платиновые металлы образуют платиновые металлы в общем-то тоже очень важный значит но все-таки больший интерес повсеместно представляет металла семейства железа значит атомы этих металлов имеют одинаковое чувство электронных слоёв значит у нас будет вот тут такие такие вот конфигурации в частности у железо значит на внешнем электронном слое у элементов по два электрона ns-2 являются до элементами потому что идет заполнение последним все-таки д слоя вот что у нас будет у железа вот что у нас будет у железом то есть из переход из нормального состояния возбужденное то есть у нас вот здесь происходит раз парение одного из с электронов и переход его на п уровень и вот такие вот интересные преобразования значит метал и шель из семейства железо они очень похожи по свойствам а не проявляю имеют большую прочность пластичность ковкость все не являются фер магнитиками то есть притягиваются магнитом и это мы в общем то действительно обычно видим даже вот может очелье зашли с у строчку от других так сказать элементов смеси отделить магнитом и это в общем то часто используется и можно это иметь в виду и не только металл но особенно их сплава являются очень важными материалами для современной техники то есть это действительно важные конструкционные элементы многих приборов устройств и просто конструкций массах значит тарковского железа находится 8 группе валентные электроны атома железа находится на последнем и предпоследнем уровне то есть почему железо 8 кроме потому что сумма электронов на внешнем и при внешнем слое то есть 4s и 3d равно 8 6 на 4 с в основном 6 нам извините 6 на 3d уровне и два на четыре с нато в основном состоянии возбужденном как я уже сказал один электрон перейдет на 4п уровень значит ну и соответственно железо может как правило давать электроны и проверить степень окисления плюс 2 плюс 3 дашь иногда + 6 но более сад более распространенной степень окисления плюс 2 и плюс 3 иногда может проявляться степени k плюс 60 и более устойчиво как вы знаете степень окисления плюс 3 валентность значит теперь немножко поговорим о нахождении металлов в природе железо является вторым по распространенности металлов природе мы на первом месте алюминий в свободном состоянии железо может решаться только в метеоритах а так она встречается в виде различных рот соединений ну наиболее важные соединения это будет серым 2у три на три молекулы воды это бурый железняк фирм 2 утри это красный железняк ferrum 3 o 4 это смесь оксидов ферм offer внутри эта железная колено или магнитный железняк буфером ос два это конечно же железный колчедан или его называют перед ну и другие некоторые природные соединения всеми хочу перечислять не будем но также сильнее железо входит состав живых организмов вон тот же гемоглобин которая вообще является важнейшим белком четвертичной структуры для организма теперь мы немного поговорим о том каким образом у нас исходит получения железа значит в промышленности в промышленности железо получают восстановлением из железных руд а при помощи кокса углеродом и мы уже рассматривали как можно получать переходные металлы таким образом и также используются оксиды углерода все это делается в доменных печах там есть различные печи это все в общем то подробно изучается в школьном курсе различные способы там мартеновские печи и другие я на этом подробно останавливаться не буду в общем то спокойно можно в школьных учебниках это прочесть и действительно там все это описано химизм процесса мы все таки с вами разберем вот у нас такой будет химизм процесса что у нас сначала идет сначала у нас идет кокс восстанавливается до углекислого газа затем углекислый газ до угарного газа до угарного газа и потом уже начинаются вот эти вот интересные процессы при различных температурах и так смотрите при температуре от 450 до 500 градусов у нас идет получается частичное восстановление железа то есть у нас образуется железная колено и сфера дайсона ничего восстанавливается до плюс 2 при помощи угарного газа потом при более высокой температуре следующий этап ферм 34 уже идет полное восстановление то оксида железа 23 6 100 градусов опять же угарным газом с образованием углекислого естественно и следующий этап это сером о уже то есть оксид железа 2 идет уже восстановление дал железо чистого уже в ты при 700 грамм всходят опять же с образованием для кислота за год такой процесс который используется для получения железа ну а потом железо уже используется добавлять 100 углерод и образуются различные сплавы железа основные это сталь и чугун сталь у нас содержит меньше двух процентов углерода чугун больше двух процентов углерода ну соответственно разные способы есть для того чтобы столицу защищать от коррозии и мы поговорим об этом несколько больше значит могут быть различные добавки маркировки сталей это уже дело все-таки больше материала ge день и нежели химии все это известно и в общем то в соответствующих материалов можно это найти значит теперь мы поговорим немножко о физических свойствах железо это серебристо-белый металл как вы знаете обладает в общем-то большой ковкость you пластичностью то есть он очень легко поддается обработке и это действительно очень хорошо значит пластичностью ковкость you и довольно сильными магнитными свойствами то есть как железо притягивается магнитом мы это все знаем и это используем активно значит плотность железа довольно высокой почти 8 грамм на сантиметров кубических температура плавления тоже высокая больше полутора тысяч градусов 1539 градусов ну и соответственно вот сплавы железа относится к черной металлургии той сталь чугун другие это черная область черной металлургии именно методики и железа ну а соответственно сплавы других металлов алюминия нити цинк а это уже будет цветная металлургия это будет цветная металлургия и все это естественно широко используются в промышленности множество заводов есть по всему миру которые в общем-то используют [музыка] металл и для изготовления различных изделий ну и вообще из рук там получаются металлы ближайший такой металлургический комбинат по всего мира знаете там череповце есть в липецке сибири много в получается тоже таких ну с ближайшей к нам в красная в краснодарском крае обнинским трагическим комбинат новый металлургических комбината которым не все знают но тем не менее как говорят по данным 19-го года является крупнейшим в россии так значит мы разобрались с вами способ получения железо также разобрали на земле на этой лекции с общие характеристики кубические свойства железо также разобрали хром и марганец значит и химических свойствах железо а коррозии соединение железа а также о таких металлов как цинк серебро и медь который тоже имеет большое значение металла побочной подгруппы 1 2 группа мы разберём с вами на следующем занятии ну на сегодня пока все продолжим чуть позже