Оксид хрома(VI)

Окси́д хро́ма(VI) (триоксид хрома, трёхокись хрома, хромовый ангидрид), CrO₃ — соединение хрома с кислородом, тёмно-красные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Ангидрид хромовой и дихромовой кислот.

Оксид хрома​(VI)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид хрома ​(VI)​
Хим. формула	CrO3
Рац. формула	CrO3
Физические свойства
Молярная масса	99,99 г/моль
Плотность	2,8 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	197 °C
• разложения	250 °C
Классификация
Рег. номер CAS	1333-82-0
PubChem	14915
Рег. номер EINECS	215-607-8
SMILES	O=[Cr](=O)=O
InChI	InChI=1S/Cr.3O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N
RTECS	GB6650000
ChEBI	48240
Номер ООН	1463
ChemSpider	14212
Безопасность
ЛД50	80 мг/кг (крысы, орально)
Токсичность	высокотоксичен, канцерогенен, сильный окислитель
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 4 2 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Хромовый ангидрид, хранящийся в герметичном сосуде

Оксид хрома(VI) кристаллический

СвойстваПравить

Физические свойстваПравить

Чёрно-красные с фиолетовым оттенком кристаллы — пластины или иголки. Гигроскопичен, расплывается на воздухе.

t_пл=196 °C, при атмосферном давлении разлагается ниже температуры кипения.

Плотность 2,8 г/см³; Растворимость в воде — 166 г/100 г (15 °C), 199 г/100 г (100 °C).

Химические свойстваПравить

CrO₃ — кислотный оксид. При его растворении в воде образуется хромовая кислота (при недостатке CrO₃):

$\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {CrO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}CrO_{4}}}$ 

или дихромовая кислота (при избытке CrO₃):

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}$${\mathsf {2CrO_{3}+H_{2}O\rightarrow H_{2}Cr_{2}O_{7}}}$ 

При взаимодействии CrO₃ со щелочами образуются хроматы:

$\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {CrO_{3}+2KOH\rightarrow K_{2}CrO_{4}+H_{2}O}}$ 

При нагревании выше 250 °C разлагается с образованием оксида хрома(III) и кислорода:

$\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4CrO_{3}\rightarrow 2Cr_{2}O_{3}+3O_{2}}}$ 

Как и все соединения Cr(VI), CrO₃ является сильным окислителем (восстанавливается до Cr₂O₃). Например этанол, ацетон и многие другие органические вещества самовоспламеняются или даже взрываются при контакте с предварительно измельченным до состояния порошка оксидом хрома VI (хотя некоторые справочники указывают «растворим в спирте и эфире»). Без тщательного измельчения кристаллов хромового ангидрида добиться воспламенения спиртов и кетонов при контакте с ним невозможно. Окисляет иод, серу, фосфор, уголь, например:

$\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{S}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {4CrO_{3}+3S\rightarrow 2Cr_{2}O_{3}+3SO_{2}}}$ 

Комплекс триоксида хрома с пиридином используется для окисления спиртов в соответствующие карбонильные соединения (реакция Саретта).

ПолучениеПравить

Получают действием H₂SO₄ на хромат натрия Na₂CrO4 (реже дихромат калия K₂Cr₂O₇).

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{7}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Na_{2}Cr_{2}O_{7}+H_{2}SO_{4}\rightarrow 2CrO_{3}+Na_{2}SO_{4}+H_{2}O}}$ 

Окислением диоксида хрома или оксида хрома (III) или хрома кислородом в присутствии ультрафиолета:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{U}\mathsf{V}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2CrO_{2}+O_{2}\xrightarrow {UV} \ 2CrO_{3}}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{U}\mathsf{V}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2Cr_{2}O_{3}+3O_{2}\xrightarrow {UV} \ 4CrO_{3}}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{\mathsf{U}\mathsf{V}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{r}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {2Cr+3O_{2}\xrightarrow {UV} \ 2CrO_{3}}}$ 

ПрименениеПравить

Используется для получения хрома электролизом, электролитического хромирования; хроматирования оцинкованных деталей, в качестве сильного окислителя, изредка в пиросоставах.

Применяют также, как окислитель в органической химии (в производстве изатина, индиго и т. д.).

В смеси с кизельгуром применяется для очистки ацетилена под названием «эпурит».

Растворы хромового ангидрида (или, чаще, дихромата калия) в серной кислоте широко используются в лабораторной практике для очистки посуды от органических загрязнений (хромовая смесь).

ТоксичностьПравить

Оксид хрома(VI) очень ядовит и канцерогенен, как и многие другие соединения шестивалентного хрома. Летальная доза для человека при попадании внутрь 0,08 г/кг.

Хромовый ангидрид — весьма химически активное вещество, способен вызвать при соприкосновении с органическими веществами возгорания и взрывы. Сам негорюч, но воспламеняет бензин при комнатной температуре и используется в качестве воспламенителя топлива в ракетной технике. При попадании на кожу вызывает сильные раздражения, экземы и дерматиты, а также может спровоцировать развитие рака кожи. Даже при своевременном удалении с кожных покровов оставляет пятна коричневого цвета. Весьма опасно вдыхание паров хромового ангидрида, хотя он и малолетуч.

Для хранения его применяется стеклянная или фарфоровая герметичная посуда, необходимо исключение контакта с органическими веществами. Работа с ним требует применения спецодежды и средств индивидуальной защиты.