Il cromo (III) in cui il metallo, scoperto nel 1797 da Louis Nicolas Vauquelin presenta numero di ossidazione +3 dà luogo a molte reazioni tra cui ossidazione e riduzione.
Il cromo è un metallo di transizione avente configurazione elettronica [Ar] 3d5 4s1 che presenta numeri di ossidazione 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −4.
Il cromo (III) in acqua dà luogo alla formazione di un complesso esacoordinato [Cr(H2O)6]3+ che si comporta da acido cedendo un idrogeno all’acqua secondo l’equilibrio:
[Cr(H2O)6]3+ + H2O ⇌ [Cr(H2O)5 OH]2+ + H3O+
Lo ione Cr3+ che impartisce alla soluzione una colorazione verde è quindi presente sotto forma dell’acquoione esaacquocromo (III).
Reazione del cromo (III) con le basi
La presenza di una base porta all’allontanamento tre atomi di idrogeno presenti nell’acqua che funge da legante con formazione di un complesso neutro poco solubile in acqua che pertanto precipita:
[Cr(H2O)6]3+ + 3 OH– → [Cr(H2O)3(OH)3] + 3 H2O
In presenza di un eccesso di base il complesso neutro reagisce ulteriormente secondo la reazione:
[Cr(H2O)3(OH)3] + 3 OH– → [Cr(OH)6]3- + 3 H2O
Lo ione complesso esaidrossocromato (III) è solubile in acqua quindi si ha la dissoluzione del precipitato.
Ossidazione
[Cr(OH)6]3- è ossidato a cromo (VI) a caldo in presenza di perossido di idrogeno con formazione di cromato di colore giallo:
2 [Cr(OH)6]3- + 3 H2O2 → 2 CrO42- + 2 OH– + 8 H2O
Riduzione
Lo ione complesso esaidrossocromato (III) può essere ridotto in presenza di zinco con formazione del complesso meno stabile esaacquocromo (II) di colore blu:
2 [Cr(H2O)6]3+ + Zn →2 [Cr(H2O)6]2+ + Zn2+
Formazione dell’esaacquocromo (III)
Trattando lo ione complesso esaidrossocromato (III) con un acido si forma dapprima il complesso neutro [Cr(H2O)3(OH)3] secondo la reazione:
[Cr(OH)6]3- + 3 H+ → [Cr(H2O)3(OH)3]
che precipita. L’ulteriore reazione di quest’ultimo con lo ione H+ porta alla formazione dell’esaacquocromo (III) secondo la reazione:
[Cr(H2O)3(OH)3] + 3 H+ → [Cr(H2O)6]3+
Reazione con l’ammoniaca
In presenza di piccole quantità di ammoniaca avviene la reazione:
[Cr(H2O)6]3+ + 3 NH3 → [Cr(H2O)3(NH3)3] + 3 NH4+
con formazione del complesso triacquotriammonocromo poco solubile in acqua che dà luogo alla precipitazione
In presenza di un eccesso di ammoniaca tutta l’acqua è sostituita dall’ammoniaca con formazione dello ione esaamminocromo (III) solubile in acqua:
[Cr(H2O)3(NH3)3] + 3 NH3 → [Cr(NH3)6]3+ + 6 H2O
Reazione con lo ione carbonato
Lo ione esaacquocromo (III) in presenza dello ione carbonato che allontana tre atomi di idrogeno presenti nell’acqua che funge da legante con formazione del complesso neutro poco solubile in acqua che pertanto precipita:
2 [Cr(H2O)6]3+ + 3 CO32- → 2 [Cr(H2O)3(OH)3] + 3 CO2 + 3 H2O