stringtranslate.com

Хлорид кобальта(II)

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]

Характеристики

безводный

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]

Решения

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]

Гидраты

Субъединица решетки CoCl 2 (H 2 O) 2 .

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]

Подготовка

Хлорид кобальта можно получить в водном растворе из гидроксида кобальта (II) или карбоната кобальта (II) и соляной кислоты :

КоКО
3+ 2 HCl (водн.) → CoCl
2(водный раствор) + CO
2 + Ч
2О
Со(ОН)
2+ 2 HCl (водн.) → CoCl
2(водн.) + 2 Н
2О

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]

CoCl
2• 6 часов
2О + 12 (СН
3)
3SiCl → CoCl
2+ 6 [(СН
3)
3SiCl]
2О + 12 HCl

Безводное соединение можно очистить сублимацией в вакууме. [2]

Реакции

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 ]

Комплексные хлориды

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]

CoCl
2·6 часов
2О + 4 С
5ЧАС
5N → CoCl
2(С
5ЧАС
5Н)
4+ 6 ч.
2О

С трифенилфосфином ( P(C
6ЧАС
5)
3), в результате получается тетраэдрический комплекс:

CoCl
2·6 часов
2О + 2 Р(С
6ЧАС
5)
3→ КоКл
2[ПК
6ЧАС
5)
3]
2+ 6 ч.
2О

Соли анионного комплекса CoCl 4 2− можно получить с использованием хлорида тетраэтиламмония: [13]

CoCl
2+ 2 [(C 2 H 5 ) 4 N]Cl → [(C 2 H 5 ) 4 N)] 2 [CoCl 4 ]

Тетрахлоркобальтат-ион [CoCl 4 ] 2- представляет собой синий ион, образующийся при добавлении соляной кислоты к водным растворам гидратированного хлорида кобальта, имеющим розовый цвет.

Снижение

Строение координационного комплекса кобальта(IV) с норборнильным анионом

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]+
.

Окисление до кобальта(III)

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) :

4 СоCl
2·6 часов
2О + 4 НХ
4Cl + 20 NH
3+ О
2→ 4 [Co(NH
3)
6]Cl
3+ 26 ч.
2О

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 ]

Окисление до кобальта(IV)

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]

Индикация влажности

Глубокий синий цвет этой влаги, указывающий на силикагель, обусловлен хлоридом кобальта. При увлажнении цвет меняется на светло-розовый/фиолетовый.

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]

Вопросы здравоохранения

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]

Другое использование

Рекомендации

  1. ^ «Мюриат кобальта, номер CAS: 7646-79-9» . www.chemindustry.com . Архивировано из оригинала 28 мая 2019 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
  2. ^ abc Вояковска, А.; Кшижак, Э.; Плинска, С. (2007). «Плавление и высокотемпературные твердотельные переходы в галогенидах кобальта (II)». Журнал термического анализа и калориметрии . 88 (2): 525–530. дои : 10.1007/s10973-006-8000-9.
  3. ^ Биотехнология Санта-Крус: хлорид кобальта (II)
  4. ^ abcde MT Saugier, M. Noailly, R. Cohen-Adad, F. Paulik и J. Paulik (1977): «Равновесия твердое ⇄ жидкое ⇆ vapeur du systeme binaire CoCl
    2    - Ч
    2    O     " Journal of Thermal Analysis , том 11, выпуск 1, страницы 87–100. doi :10.1007/BF02104087 Примечание: самая нижняя точка рис.6 не соответствует рис.7; вероятно, должна быть при -27,8 C вместо 0 C. .
  5. ^ аб Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  6. ^ Юзо Саеки, Рёко Мацузаки, Наоми Аояма (1977): «Давление паров дихлорида кобальта». Журнал «Менее распространенные металлы» , том 55, выпуск 2, страницы 289–291. дои : 10.1016/0022-5088(77)90204-1
  7. ^ Индекс Merck , 7-е издание, Merck & Co, Рэуэй, Нью-Джерси, США, 1960.
  8. ^ Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6
  9. ^ Моросин, Б.; Гребер, Э.Дж. (1965). «Кристаллические структуры дигидрата хлоридов марганца (II) и железа (II)». Журнал химической физики . 42 (3): 898–901. Бибкод :1965ЖЧФ..42..898М. дои : 10.1063/1.1696078.
  10. ^ Джон Даллас Дональдсон, Детмар Бейерсманн, «Кобальт и соединения кобальта» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi : 10.1002/14356007.a07_281.pub2
  11. ^ Филип Буджук; Чон Хо Со (2007). «Сольватированные и несольватированные безводные хлориды металлов из гидратов хлоридов металлов». Неорганические синтезы . Том. 29. С. 108–111. дои : 10.1002/9780470132609.ch26. ISBN 9780470132609.
  12. ^ Лонг, Гэри Дж.; Кларк, Питер Дж. (1978). «Кристаллические и молекулярные структуры транс -тетракис(пиридин)дихлоржелеза(II), -никеля(II) и -кобальта(II) и транс -тетракис(пиридин)дихлоржелеза(II) моногидрата». Неорганическая химия . 17 (6): 1394–1401. дои : 10.1021/ic50184a002.
  13. ^ Гилл, Н.С. и Тейлор, FB (1967). «Тетрагалокомплексы диположительных металлов первого переходного ряда». Неорганические синтезы . Том. 9. стр. 136–142. дои : 10.1002/9780470132401.ch37. ISBN 9780470132401.
  14. ^ Справочник по химии и физике , 71-е издание, CRC Press, Анн-Арбор, Мичиган, 1990.
  15. ^ Бартон К. Бауэр и Говард Г. Теннент (1972). «Бицикло[2.2.1]гепт-1-илы переходных металлов». Варенье. хим. Соц. 94 (7): 2512–2514. дои : 10.1021/ja00762a056.
  16. ^ Эрин К. Бирн; Даррин С. Ричесон и Клаус Х. Теопольд (1986). «Тетракис (1-норборнил) кобальт, низкоспиновый тетраэдрический комплекс переходного металла первого ряда». Дж. Хим. Соц., хим. Коммун. (19): 1491–1492. дои : 10.1039/C39860001491.
  17. ^ Эрин К. Бирн; Клаус Х. Теопольд (1989). «Синтез, характеристика и способность к переносу электронов норборнильных комплексов кобальта в необычно высоких степенях окисления». Варенье. хим. Соц. 111 (11): 3887–3896. дои : 10.1021/ja00193a021.
  18. ^ Соломон, Мэн (февраль 1945 г.). «Применение солей кобальта как индикаторов влажности и влажности». Анналы прикладной биологии . 32 (1): 75–85. doi :10.1111/j.1744-7348.1945.tb06763.x. ISSN  0003-4746.
  19. ^ Морен Ю; Тету А; Мерсье Дж. (1969). «Кардиомиопатия любителей пива из Квебека: клинические и гемодинамические аспекты». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 156 (1): 566–576. Бибкод : 1969NYASA.156..566M. doi :10.1111/j.1749-6632.1969.tb16751.x. PMID  5291148. S2CID  7422045.
  20. ^ Барселу, Дональд Г. и Барселу, Дональд (1999). «Кобальт». Клиническая токсикология . 37 (2): 201–216. doi : 10.1081/CLT-100102420. ПМИД  10382556.
  21. ^ 11.1.5 Необычный тип миокардиопатии, обнаруженный в 1965 и 1966 годах в Квебеке (Канада), Миннеаполисе (Миннесота), Левене (Бельгия) и Омахе (Небраска), был связан с эпизодами острой сердечной недостаточности (например, 50 смертей среди 112 любителей пива).
  22. ^ [PDF
  23. ^ Цуг К.А., Уоршоу Э.М., Фаулер Дж.Ф. младший, Майбах Х.И., Белсито Д.Л., Пратт М.Д., Сассвилл Д., Сторрс Ф.Дж., Тейлор Дж.С., Матиас К.Г., Делео В.А., Ритшель Р.Л., Маркс Дж. Результаты патч-тестов североамериканского контакта Группа дерматитов 2005–2006 гг. Дерматит. 2009, май – июнь; 20 (3): 149–60.
  24. ^ «Изготовление невидимых чернил». Королевское химическое общество . Проверено 7 апреля 2023 г.
  25. ^ Липпи Г., Франчини М., Гуиди Г.К. (ноябрь 2005 г.). «Прием хлорида кобальта спортсменам: новая перспектива в допинге крови?». Br J Sports Med . 39 (11): 872–873. дои : 10.1136/bjsm.2005.019232. ПМК 1725077 . ПМИД  16244201. 
  26. ↑ Бартли, Патрик (6 февраля 2015 г.). «Кобальтовый кризис обращает внимание всего мира на австралийские гонки». Сидней Морнинг Геральд .

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с хлоридом кобальта (II) .