Хлорид кобальта(II) — неорганическое соединение , соль кобальта и хлора формулы CoCl.
2. Соединение образует несколько гидратов CoCl.
2· н Ч
2O для n = 1, 2, 6 и 9. Утверждения об образовании три- и тетрагидратов не подтвердились. [4] Безводная форма представляет собой синее кристаллическое твердое вещество; дигидрат фиолетовый, а гексагидрат розовый. Коммерческие образцы обычно представляют собой гексагидрат, одну из наиболее часто используемых в лаборатории солей кобальта. [5]
При комнатной температуре безводный хлорид кобальта имеет структуру хлорида кадмия ( CdCl
2) (R 3 м), в котором ионы кобальта(II) координированы октаэдрически. Считается , что при температуре около 706 ° C (на 20 градусов ниже точки плавления) координация меняется на тетраэдрическую. [2] Сообщается, что давление пара при температуре плавления составляет 7,6 мм рт. ст . [6]
Хлорид кобальта хорошо растворим в воде. При атмосферном давлении массовая концентрация насыщенного раствора CoCl
2в воде около 54% при температуре кипения 120,2°С; 48% при 51,25°С; 35% при 25 °С; 33% при 0 °С; и 29% при -27,8 °С. [4]
Разбавленные водные растворы CoCl
2содержат виды [Co(H
2О)
6]2+
, кроме ионов хлорида . Концентрированные растворы имеют красный цвет при комнатной температуре, но становятся синими при более высоких температурах. [7]
Кристаллическая единица твердого гексагидрата CoCl.
2• 6 часов
2O содержит нейтральную молекулу транс - CoCl.
2(ЧАС
2О)
4и две молекулы кристаллизационной воды . [8] Этот вид легко растворяется в воде и спирте .
Безводная соль гигроскопична , а гексагидрат расплывается . [ нужна цитация ] Дигидрат CoCl 2 (H 2 O) 2 является координационным полимером . Каждый центр Co координирован с четырьмя двойными мостиковыми хлоридными лигандами . Октаэдр завершается парой взаимно транс -аво-лигандов . [9]
Хлорид кобальта можно получить в водном растворе из гидроксида кобальта (II) или карбоната кобальта (II) и соляной кислоты :
Твердые дигидрат и гексагидрат можно получить выпариванием. При охлаждении насыщенных водных растворов получается дигидрат при температуре от 120,2 до 51,25 °C, а гексагидрат - при температуре ниже 51,25 °C. Водяной лед, а не хлорид кобальта, кристаллизуется из растворов с концентрацией ниже 29%. Моногидратную и безводную формы можно получить охлаждением растворов только под высоким давлением, выше 206 °С и 335 °С соответственно. [4]
Безводное соединение можно получить нагреванием гидратов. [10]
При быстром нагревании или в закрытом сосуде каждый из 6-, 2- и 1-гидратов частично плавится в смесь следующего низшего гидрата и насыщенного раствора — при 51,25 °С, 206 °С и 335 °С. , соответственно. [4] При медленном нагревании в открытом контейнере, так что давление паров воды над твердым телом практически равно нулю, вода испаряется из каждого из 6-, 2- и 1-гидратов твердого тела, оставляя следующий более низкий гидрат при около 40°С, 89°С и 125°С соответственно. Если парциальное давление водяного пара находится в равновесии с твердым веществом, как в замкнутом, но не находящемся под давлением помещении, разложение происходит при температурах около 115°C, 145°C и 195°C соответственно. [4]
Обезвоживание также можно осуществить с помощью триметилсилилхлорида : [11]
Безводное соединение можно очистить сублимацией в вакууме. [2]
В лаборатории хлорид кобальта (II) служит распространенным предшественником других соединений кобальта. Обычно разбавленные водные растворы соли ведут себя как другие соли кобальта (II), поскольку эти растворы состоят из [Co(H
2О)
6]2+
ион независимо от аниона. Например, такие растворы дают осадок сульфида кобальта CoS при обработке сероводородом H.
2С. [ нужна цитата ]
Гексагидрат и безводная соль представляют собой слабые кислоты Льюиса . Аддукты обычно имеют октаэдрическую или тетраэдрическую форму . Образует октаэдрический комплекс с пиридином ( C
5ЧАС
5Н ): [12]
С трифенилфосфином ( P(C
6ЧАС
5)
3), в результате получается тетраэдрический комплекс:
Соли анионного комплекса CoCl 4 2− можно получить с использованием хлорида тетраэтиламмония: [13]
Тетрахлоркобальтат-ион [CoCl 4 ] 2- представляет собой синий ион, образующийся при добавлении соляной кислоты к водным растворам гидратированного хлорида кобальта, имеющим розовый цвет.
Реакция безводного соединения с циклопентадиенидом натрия дает кобальтоцен Co(C
5ЧАС
5)
2. Эта 19-электронная разновидность является хорошим восстановителем, легко окисляясь до желтого 18-электронного катиона кобальтоцена [Co(C
5ЧАС
5)
2]+
.
Существуют соединения кобальта в степени окисления +3, такие как фторид кобальта (III) CoF.
3, нитрат Co(NO
3)
3и сульфат Co
2(ТАК
4)
3; однако хлорид кобальта (III) CoCl
3нестабилен в нормальных условиях и немедленно разлагается на CoCl.
2и хлор . [14]
С другой стороны, хлориды кобальта (III) могут быть получены, если кобальт связан также с другими лигандами с большей основностью Льюиса, чем хлорид, такими как амины . Например, в присутствии аммиака хлорид кобальта(II) легко окисляется кислородом воздуха до хлорида гексамминкобальта(III) :
Аналогичные реакции происходят и с другими аминами . Эти реакции часто проводятся в присутствии древесного угля в качестве катализатора или перекиси водорода H.
2О
2заменяет атмосферный кислород. Другие высокоосновные лиганды, в том числе карбонат , ацетилацетонат и оксалат , индуцируют образование производных Co(III). Простые карбоксилаты и галогениды этого не делают. [ нужна цитата ]
В отличие от комплексов Co(II) , комплексы Co(III) очень медленно обменивают лиганды , поэтому их называют кинетически инертными . Немецкий химик Альфред Вернер был удостоен Нобелевской премии в 1913 году за исследования ряда соединений кобальта (III), работу, которая привела к пониманию структуры таких координационных соединений . [ нужна цитата ]
Реакция 1-норборниллития с CoCl
2·ТГФ в пентане дает коричневый, термически стабильный тетракис(1-норборнил)кобальт(IV) [15] [16] — редкий пример стабильного соединения переходного металла и насыщенного алкана, [5] различные продукты получаются в других растворителях . [17]
Хлорид кобальта является распространенным визуальным индикатором влажности из-за явного изменения его цвета при гидратации. Изменение цвета происходит от синего оттенка при высыхании до розового при увлажнении, хотя оттенок цвета зависит от субстрата и концентрации. Им пропитывают бумагу для изготовления тест-полосок для обнаружения влаги в растворах или, медленнее, в воздухе/газе. Влагопоглотители , такие как силикагель, могут включать хлорид кобальта, чтобы указать, когда он «израсходован» (т.е. гидратирован). [18]
Кобальт необходим для большинства высших форм жизни, но более нескольких миллиграммов в день вреден. Хотя отравления соединениями кобальта редко случаются, их хроническое употребление в пищу вызывает серьезные проблемы со здоровьем в дозах, намного меньших, чем смертельная доза. В 1966 году добавление соединений кобальта для стабилизации пивной пены в Канаде привело к своеобразной форме токсин-индуцированной кардиомиопатии , которая стала известна как кардиомиопатия любителя пива . [19] [20] [21]
Кроме того, согласно монографиям Международного агентства по исследованию рака (IARC) , хлорид кобальта(II) подозревается в канцерогенном воздействии (т.е. возможно канцерогенном , группа 2B IARC ). [22]
В 2005–2006 годах хлорид кобальта был восьмым по распространенности аллергеном в пластырях (8,4%). [23]