UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Química Inorgánica
ELEMENTOS DE TRANSICIÓN - PRIMERA SERIE CROMO Estado natural FeCr2O4 Cromita donde Cr(III) ocupa huecos octaédricos y Fe(II) tetraédricos Propiedades generales del metal Es un metal blanco, duro, brillante y frágil que funde a 1.890ºC. Es extremadamente resistente a la corrosión (aceros inoxidables). Es electropositivo y se ataca por ácidos inorgánicos no oxidantes, como HCl y H2SO4. Estados de oxidación 4s1 3d5 Existen: -II, -I, 0, I, II, III, IV, V, VI . El VI es suma de electrones s + d La estabilidad del estado VI es menor que V (VI) y Ti (IV), o sea es más oxidante. Los estados V y IV son también más inestables porque se reducen al estado III. La estabilidad que adquiere el estado III se puede explicar porque cada electrón ocupa un nivel t2g y esta configuración tiene una estabilidad adicional (como nivel semillero).
t2g Los estados bajos son reductores enérgicos, ya que se oxidan a Cr3+ . La coordinación del estado III es 6 y en algunos casos 4 y otras màs raras 8 o 7.
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Metalurgia Si no se lo requiere puro: FeCr2O4 + 4 C ferrocromo
Ǿ
Fe0 + Cr0 + 4 CO
Si se necesita puro: FeCrO4 + 4 NaOH Na2CO3
fusión
2 Na2CrO4 + Fe(OH)3
alcalina
H+ Na2Cr2O7 Na2Cr2O + 2 C
Cr2O3 + 2 Al
reducción
Cr2O3 + Na2CO3 + CO
alumniotermia
Al2O3 + 2 Cr0
Química del estado (III) (d3) Para sus soluciones acuosas el Cr (III) es el más estable y con mayor carácter metálico. Da una cantidad grande de complejos. Óxido de cromo (III): sólido, verde, se obtiene: (NH4)2Cr2O7
N2 + Cr2O3 + 4 H2O ø
En medio alcalino las sales de Cr(III) precipitan Cr(OH)3 lo que demuestra el carácter metálico.
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[ Cr(H2O)6]3+
El Cr2O3 es anfótero: H+ Cr2O3 HO
“Cromitos” [Cr(H2O)v(OH)n]x n= 6,1, 4
Halogenuros: Existen CrF3, CrCl3, CrBr3 y formas hidratadas. En solución no hidrolizan (carácter metálico), y dan los halogenuros acuocomplejos CrCl3 + 6 H2O
[ Cr(H2O)6] Cl3
tiene isomeria de hidratación. Complejos de cromo (III): Existen muchos, tanto puros (hidroxoacuo) como mixtos (halógenoauo, aminoacuo) [ CrX6]3-
X= F-,Cl-, Br-, SCN-, CN-
[ Cr(H2O)6]3+
[ Cr(OH)6]3-
En los complejos del cromo se han visto todos los tipos de isomerías existentes. Química del estado (VI): Presenta características no metálicas. No existe el Cr6+, sino que son enlaces covalentes. La estabilidad es menor que para el estado III, ya que todos los compuestos de Cr(VI) son oxidantes enérgicos. Óxidos y Oxoaniones: El óxido es CrO3, que en solución es ácido. Algunos interpretan la formación de: CrO3 + H2O
H2CrO4
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Es muy soluble y por calentamiento da Cr2O3 La química de los oxoaniones no es tan extensa como para vanadio. Las dos especies realmente importantes son: 2 CrO42- + 2 H+
Cr2O72- + H2O
amarillo
naranja
El cromato es tetraédrico, el dicromato son dos grupos piramidales Cr2O3 unidos por puente oxígeno O
O O
O
Cr
111º
O
Cr
O
O
Por lo general CrO42- da sales insolubles (menos com el grupo I) y Cr2O72- sales solubles. Ambos son oxidantes:
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e
2 Cr3+ + 7 H2O
CrO42- + 4 H2O + 3 e
Cr(OH)3 5 OH-
Sales de cromilo Existen varias sales de cromilo CrO3 + 2 HCl(g) anhidro
CrO2Cl2 + H2O líquido rojo de bajo P.Eb.
K2CrO4 + 4 NaCl + 3 H2SO4(anhidro)
2CrO2Cl2 + K2SO4 + 2 Na2SO4 + 3 H2O
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Aplicaciones: Metal: Acero inoxidables. Depósito eletrolítico sobre superfícies para evitar la corrosión (cromados). Aleaciones anticorrosivas. (NH4)Cr2O7
Cr2O3 + N2 + 4 H2O obtención de nitrógeno en laboratorio
Dicromato y cromato como agentes oxidantes K2Cr2O7 + H2SO4 (mezcla sulfocrómica) desengrasante para limpiar material de vidrio