Хлорид кобальта(II)
| |||
 Структура безводного соединения | |||
 Структура гексагидрата | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК Хлорид кобальта(II) | |||
| Другие имена | |||
| Идентификаторы | |||
| |||
3D model ( JSmol ) |
| ||
| ЧЭБИ | |||
| ХимическийПаук | |||
| Информационная карта ECHA | 100.028.718 | ||
| Номер ЕС |
| ||
ПабХим CID | |||
| номер РТЭКС |
| ||
| НЕКОТОРЫЙ |
| ||
| Число | 3288 | ||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| КоСl 2 | |||
| Молярная масса | 129,839 г/моль (безводный) 165,87 г/моль (дигидрат) 237,93 г/моль (гексагидрат) | ||
| Появление | синие кристаллы (безводные) фиолетово-синий (дигидрат) розово-красные кристаллы (гексагидрат) | ||
| Плотность | 3,356 г/см 3 (безводный) 2,477 г/см 3 (дигидрат) 1,924 г/см 3 (гексагидрат) | ||
| Температура плавления | 726 ° C (1339 ° F; 999 К) ± 2 (безводный) [2] 140 °С (моногидрат) 100 °С (дигидрат) 86 °С (гексагидрат) | ||
| Точка кипения | 1049 ° C (1920 ° F; 1322 К) | ||
| 43,6 г/100 мл (0 °С) 45 г/100 мл (7 °С) 52,9 г/100 мл (20 °С) 105 г/100 мл (96 °С) | |||
| Растворимость | 38,5 г/100 мл (метанол) 8,6 г/100 мл (ацетон) растворим в этаноле , пиридине , глицерине | ||
| +12,660·10 −6 см 3 /моль | |||
| Структура | |||
| CdCl 2 Структура | |||
| шестиугольный (безводный) моноклинный (дигидрат) Октаэдрический (гексагидрат) | |||
| Опасности | |||
| СГС Маркировка : | |||
   | |||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | Невоспламеняющийся | ||
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |||
ЛД 50 ( средняя доза ) | 80 мг/кг (крыса, перорально) | ||
| Паспорт безопасности (SDS) | КМГС 0783 | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | Фторид кобальта(II) Бромид кобальта(II) Йодид кобальта(II) | ||
Другие катионы | Хлорид родия(III) Хлорид иридия(III) | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Хлорид кобальта(II) — неорганическое соединение , соль кобальта и хлора формулы CoCl.
2 . Соединение образует несколько гидратов CoCl.
2 · н Н
2 O , 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
[ редактировать ]Безводный
[ редактировать ]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 составляет 7,6 мм рт. ст. при температуре плавления [6]
Решения
[ редактировать ]Хлорид кобальта хорошо растворим в воде. При атмосферном давлении концентрация раствора насыщенного CoCl массовая
2 в воде составляет 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
2 содержат частицы [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
[ редактировать ]
Кристаллическая единица твердого гексагидрата CoCl.
2 •6 H
2 O содержит нейтральную молекулу транс - CoCl.
2 (Ч
2О )
4 и две молекулы кристаллизационной воды . [8] Этот вид легко растворяется в воде и спирте .
Безводная соль гигроскопична , а гексагидрат расплывается . [ нужна ссылка ] Дигидрат CoCl 2 (H 2 O) 2 представляет собой координационный полимер . Каждый центр Co координирован с четырьмя двойными мостиковыми хлоридными лигандами . Октаэдр завершается парой взаимно транс- аво-лигандов . [9]
Подготовка
[ редактировать ]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 (aq) + CO
2 + Ч
22О
- Со(ОН)
2 + 2 HCl (водн.) → CoCl
2 (водн.) + 2H
22О
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 открытой емкости, 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 температуре 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 сосуде, разложение происходит при температуре около 115°C, 145°C и 195°C соответственно. [4]
Обезвоживание также можно осуществить с помощью триметилсилилхлорида : [11]
- CoCl
2 •6 H
2 О + 12 (СН
3 )
3 SiCl → CoCl
2 + 6 [(СН
3 )
3 SiCl]
2 О + 12 HCl
Безводное соединение можно очистить сублимацией в вакууме. [2]
Реакции
[ редактировать ]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.
2 С. [ нужна ссылка ]
Комплексные хлориды
[ редактировать ]Гексагидрат и безводная соль представляют собой слабые кислоты Льюиса . Аддукты форму обычно имеют октаэдрическую или тетраэдрическую . Образует октаэдрический комплекс с пиридином ( C
55Ч
5 Н ): [12]
- CoCl
2 · 6ч
2 О + 4 С
55Ч
5 Н → CoCl
2 (С
55Ч
5Н )
4 + 6 ч
22О
С трифенилфосфином ( P(C
66Ч
5 )
3 ) образуется тетраэдрический комплекс:
- CoCl
2 · 6ч
2 О + 2 Р(С
66Ч
5 )
3 → КоCl
2 [П(С
66Ч
5 )
3 ]
2 + 6 ч
22О
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 ]
Тетрахлорокобальтат-ион [CoCl 4 ] 2− — это синий ион, образующийся при добавлении соляной кислоты к водным растворам гидрата хлорида кобальта, имеющим розовый цвет.
Снижение
[ редактировать ]
Реакция безводного соединения с циклопентадиенидом натрия дает кобальтоцен Co(C
55Ч
5 )
2 . Эта 19-электронная разновидность является хорошим восстановителем, легко окисляясь до желтого 18-электронного катиона кобальтоцена [Co(C
55Ч
5 )
2 ] +
.
Окисление до кобальта(III)
[ редактировать ]Существуют соединения кобальта в степени окисления +3, такие как фторид кобальта (III) CoF.
3 , нитрат Co(NO
3 )
3 и сульфат Co
2 (ТАК
4 )
3 ; однако хлорид кобальта (III) CoCl
3 нестабилен в нормальных условиях и сразу же разлагается на CoCl.
2 и 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 воздуха кислородом до хлорида гексамминкобальта(III) :
- 4 СоCl
2 · 6ч
2 О + 4 NH
4 Cl + 20 NH
3 + О
2 → 4 [Co(NH
3 )
6 ]Cl
3 + 26 ч.
22О
Аналогичные реакции происходят и с другими аминами . Эти реакции часто проводятся в присутствии древесного угля в качестве катализатора или перекиси водорода H.
22О
2 заменил 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 ссылка ]
Co(II) В отличие от комплексов , 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 ссылка ]
Окисление до кобальта(IV)
[ редактировать ]Реакция 1-норборниллития с CoCl
2 ·ТГФ в пентане дает коричневый термостабильный тетракис(1-норборнил)кобальт(IV). [15] [16] — редкий пример стабильного соединения переходного металла и насыщенного алкана, [5] в других растворителях получаются разные продукты. [17]
Индикация влажности
[ редактировать ]
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]
Проблемы со здоровьем
[ редактировать ]Кобальт необходим для большинства высших форм жизни, но более нескольких миллиграммов в день вреден. Хотя отравления соединениями кобальта случаются редко, 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]
хлорид кобальта(II) подозревается в канцерогенном воздействии (т.е. возможно канцерогенном , группа 2B IARC ). Кроме того, согласно монографиям Международного агентства по исследованию рака (IARC), [22]
В 2005–2006 годах хлорид кобальта был восьмым по распространенности аллергеном в пластырях (8,4%). [23]
Другое использование
[ редактировать ]- Невидимые чернила : при суспендировании в растворе хлорид кобальта (II) можно сделать невидимым на поверхности; когда та же самая поверхность впоследствии подвергается значительному нагреву (например, от портативного теплового пистолета или зажигалки), чернила обратимо меняют цвет на синий. [24]
- Хлорид кобальта является признанным химическим индуктором гипоксиеподобных реакций, таких как эритропоэз . [ нужна ссылка ] Добавки кобальта не запрещены и, следовательно, не будут обнаружены текущими антидопинговыми тестами. [25] Хлорид кобальта является запрещенным веществом Австралийской комиссией по чистокровным скачкам. [26]
- Хлорид кобальта является одним из методов, используемых для индуцирования легочной артериальной гипертензии у животных для исследования и оценки эффективности лечения.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Мюриат кобальта, номер CAS: 7646-79-9» . www.chemindustry.com . Архивировано из оригинала 28 мая 2019 года . Проверено 19 апреля 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с Вояковска, А.; Кшижак, Э.; Плинска, С. (2007). «Плавление и высокотемпературные твердофазные переходы в галогенидах кобальта (II)». Журнал термического анализа и калориметрии . 88 (2): 525–530. дои : 10.1007/s10973-006-8000-9 .
- ^ Биотехнология Санта-Крус: хлорид кобальта (II)
- ^ Jump up to: а б с д и М.Т. Сожье, М. Ноайи, Р. Коэн-Адад, Ф. Паулик и Дж. Паулик (1977): «Равновесия твердого тела ⇄ жидкости ⇆ в бинарной системе CoCl».
2 - Ч
2 О " Журнал термического анализа , том 11, выпуск 1, страницы 87–100. doi : 10.1007/BF02104087 Примечание: самая нижняя точка на рис.6 не соответствует рис.7; вероятно, должно быть -27,8°С вместо 0°С. - ^ Jump up to: а б Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ 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
- ^ Индекс Merck , 7-е издание, Merck & Co, Рэуэй, Нью-Джерси, США, 1960.
- ^ Уэллс, AF (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6
- ^ 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 .
- ^ Джон Даллас Дональдсон, Детмар Бейерсманн, «Кобальт и соединения кобальта» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH, Вайнхайм, 2005. два : 10.1002/14356007.a07_281.pub2
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Гилл, Н.С. и Тейлор, Ф.Б. (1967). «Тетрагалокомплексы диположительных металлов первого переходного ряда». Неорганические синтезы . Том. 9. стр. 136–142. дои : 10.1002/9780470132401.ch37 . ISBN 9780470132401 .
- ^ Справочник по химии и физике , 71-е издание, CRC Press, Анн-Арбор, Мичиган, 1990.
- ^ Бартон К. Бауэр и Говард Г. Теннент (1972). «Бицикло[2.2.1]гепт-1-илы переходных металлов». Дж. Ам. хим. Соц. 94 (7): 2512–2514. дои : 10.1021/ja00762a056 .
- ^ 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 .
- ^ Эрин К. Бирн; Клаус Х. Теопольд (1989). «Синтез, характеристика и способность к переносу электронов норборнильных комплексов кобальта в необычно высоких степенях окисления». Дж. Ам. хим. Соц. 111 (11): 3887–3896. дои : 10.1021/ja00193a021 .
- ^ Соломон, Мэн (февраль 1945 г.). «Применение солей кобальта как индикаторов влажности и влажности» . Анналы прикладной биологии . 32 (1): 75–85. дои : 10.1111/j.1744-7348.1945.tb06763.x . ISSN 0003-4746 .
- ^ 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 . дои : 10.1111/j.1749-6632.1969.tb16751.x . ПМИД 5291148 . S2CID 7422045 .
- ^ Барселу, Дональд Г. и Барселу, Дональд (1999). «Кобальт». Клиническая токсикология . 37 (2): 201–216. дои : 10.1081/CLT-100102420 . ПМИД 10382556 .
- ^ 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).
- ^ 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.
- ^ «Изготовление невидимых чернил» . Королевское химическое общество . Проверено 7 апреля 2023 г.
- ^ Липпи Дж., 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 .
- ^ Бартли, Патрик (6 февраля 2015 г.). «Кобальтовый кризис обращает внимание всего мира на австралийские гонки» . Сидней Морнинг Геральд .
Внешние ссылки
[ редактировать ]