Хлорид кобальта (II) - Cobalt(II) chloride

Хлорид кобальта (II)
Хлорид кобальта безводный.jpg
Безводный
Хлорид кобальта.jpg
Гексагидрат
Кобальт (II) -хлорид-3D-balls.png
Структура безводного соединения
MCl2 (водн.) 6forFeCoNi.png
Структура гексагидрата
Имена
Название ИЮПАК
Хлорид кобальта (II)
Другие имена
Хлорид
кобальта Дихлорид кобальта
Муриат кобальта
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.028.718 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
Номер RTECS
UNII
Номер ООН 3288
  • InChI = 1S / 2ClH.Co / h2 * 1H; / q ;; + 2 / p-2 проверитьY
    Ключ: GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L проверитьY
  • InChI = 1 / 2ClH.Co / h2 * 1H; / q ;; + 2 / p-2
    Ключ: GVPFVAHMJGGAJG-NUQVWONBAU
  • Cl [Co] Cl
Характеристики
CoCl 2
Молярная масса 129,839 г / моль (безводный)
165,87 г / моль (дигидрат)
237,93 г / моль (гексагидрат)
Появление синие кристаллы (безводные)
фиолетово-синие (дигидрат)
розовые 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 K) ± 2 (безводный)
140 ° C (моногидрат)
100 ° C (дигидрат)
86 ° C (гексагидрат)
Точка кипения 1049 ° С (1,920 ° F, 1322 К)
43,6 г / 100 мл (0 ° C)
45 г / 100 мл (7 ° C)
52,9 г / 100 мл (20 ° C)
105 г / 100 мл (96 ° C)
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
Состав
CdCl 2 Структура
гексагональный (безводный)
моноклинный (дигидрат)
Октаэдрический (гексагидрат)
Опасности
Паспорт безопасности ICSC 0783
Пиктограммы GHS GHS06: Токсично GHS08: Опасность для здоровья GHS09: Опасность для окружающей среды
NFPA 704 (огненный алмаз)
3
0
0
точка возгорания Не воспламеняется
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
80 мг / кг (крыса, перорально)
Родственные соединения
Другие анионы
Фторид
кобальта (II) Бромид
кобальта (II) Иодид кобальта (II)
Другие катионы
Хлорид родия (III) Хлорид
иридия (III)
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?) проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Кобальт (II) , хлорид представляет собой неорганическое соединение из кобальта и хлора , с формулой COCl
2
. Это красное кристаллическое твердое вещество.

Соединение образует несколько гидратов CoCl.
2
n H
2
O
для n = 1, 2, 6 и 9. Утверждения об образовании три- и тетрагидратов не подтвердились. Дигидрат имеет фиолетовый цвет, а гексагидрат розовый. Обычно поставляется в виде гексагидрата CoCl.
2
· 6 H
2
О
, который является одним из наиболее часто используемых в лаборатории соединений кобальта.

Из-за легкости реакции гидратации / дегидратации и возникающего в результате изменения цвета хлорид кобальта используется в качестве индикатора воды в осушителях .

Ниши использования хлорида кобальта включают его роль в органическом синтезе и гальванике объектов металлическим кобальтом .

Хлорид кобальта был классифицирован Европейским химическим агентством как вещество, вызывающее серьезную озабоченность , поскольку он предположительно является канцерогеном.

Характеристики

Безводный

При комнатной температуре безводный хлорид кобальта имеет структуру хлорида кадмия ( CdCl
2
) (R 3 m), в котором ионы кобальта (II) координированы октаэдрически. Считается, что примерно при 706 ° C (на 20 градусов ниже точки плавления) координация меняется на тетраэдрическую. Давление пара при температуре плавления составляет 7,6  мм рт .

Решения

Хлорид кобальта хорошо растворяется в воде. При атмосферном давлении, то массовая концентрация в А насыщенном раствор из CoCl
2
в воде около 54% ​​при температуре кипения 120,2 ° C; 48% при 51,25 ° С; 35% при 25 ° C; 33% при 0 ° С; и 29% при -27,8 ° C.

Разбавленные водные растворы CoCl
2
содержат виды [Co (H
2
O)
6
]2+
, кроме хлорид- ионов. Концентрированные растворы имеют красный цвет при комнатной температуре, но становятся синими при более высоких температурах.

Увлажняет

Кристаллическая единица твердого гексагидрата CoCl
2
• 6 часов
2
O
содержит нейтральную молекулу транс - CoCl
2
(ЧАС
2
O)
4
и две молекулы кристаллизационной воды . Этот вид легко растворяется в воде и спирте .

Безводная соль гигроскопична, а гексагидрат расплывается . Дигидрат CoCl 2 (H 2 O) 2 является координационным полимером . Каждый Со-центр координирован с четырьмя двояковыми мостиковыми лигандами . Октаэдр завершается парой взаимно транскволигандов .

Субъединица решетки CoCl 2 (H 2 O) 2 .

Подготовка

Хлорид кобальта может быть приготовлен в водном растворе из кобальта (II) гидроксид или кобальта (II) карбоната и соляной кислоты :

CoCO
3
+ 2 HCl (водн.)CoCl
2
(водн.) + CO
2
Со (ОН)
2
+ 2 HCl (водн.)CoCl
2
(водн.) + 2 H
2
О

Твердый дигидрат и гексагидрат можно получить выпариванием. Охлаждение насыщенных водных растворов дает дигидрат при температуре от 120,2 ° C до 51,25 ° C и гексагидрат ниже 51,25 ° C. Водяной лед, а не хлорид кобальта, будет кристаллизоваться из растворов с концентрацией ниже 29%. Моногидрат и безводные формы могут быть получены путем охлаждения растворов только под высоким давлением, выше 206 ° C и 335 ° C соответственно.

Безводное соединение можно получить путем нагревания гидратов. При быстром нагревании или в закрытом контейнере каждый из 6-, 2- и 1-гидратов частично плавится в смесь следующего низшего гидрата и насыщенного раствора - при 51,25 ° C, 206 ° C и 335 °. C соответственно. При медленном нагревании в открытом контейнере вода испаряется из каждого твердого 6-, 2- и 1-гидрата, оставляя следующий более низкий гидрат - примерно при 40 ° C, 89 ° C и 126 ° C соответственно. .

Обезвоживание также можно осуществить с помощью триметилсилилхлорида :

CoCl
2
• 6 часов
2
O
+ 12 (CH
3
)
3
SiCl
CoCl
2
+ 6 [(CH
3
)
3
SiCl]
2
O
+ 12 HCl

Безводное соединение можно очистить сублимацией в вакууме.

Реакции

В лаборатории хлорид кобальта (II) служит обычным предшественником других соединений кобальта. Обычно водные растворы соли ведут себя так же, как и другие соли кобальта (II), поскольку эти растворы состоят из [Co (H
2
O)
6
]2+
ион независимо от аниона. Например, в таких растворах при обработке сероводородом H образуется осадок сульфида кобальта CoS.
2
S
.

Комплексные хлориды

Гексагидрат и безводная соль являются слабыми кислотами Льюиса . В аддуктах , как правило , либо октаэдрические или тетраэдрические . Он образует октаэдрический комплекс с пиридином ( C
5
ЧАС
5
N
):

CoCl
2
· 6 H
2
O
+ 4 C
5
ЧАС
5
N
CoCl
2
(C
5
ЧАС
5
N)
4
+ 6 часов
2
О

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

CoCl
2
· 6 H
2
O
+ 2 P (C
6
ЧАС
5
)
3
CoCl
2
[ПК
6
ЧАС
5
)
3
]
2
+ 6 часов
2
О

Соли анионного комплекса CoCl 4 2- могут быть получены с использованием хлорида тетраэтиламмония:

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

Ион тетраколбальтата [CoCl 4 ] 2– представляет собой синий ион, который образуется при добавлении соляной кислоты к водным растворам гидратированного хлорида кобальта, которые имеют розовый цвет.

Снижение

Строение координационного комплекса кобальта (IV) с норборнильным анионом

Реакция безводного соединения с циклопентадиенидом натрия дает кобальтоцен Co (C
5
ЧАС
5
)
2
. Эта 19-электронная разновидность является хорошим восстановителем, легко окисляясь до желтого 18-электронного катиона кобальтацения [Co (C
5
ЧАС
5
)
2
]+
.

Окисление до кобальта (III)

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 немедленно разлагается на CoCl
2
и хлор .

С другой стороны, хлориды кобальта (III) могут быть получены, если кобальт связан также с другими лигандами с большей основностью по Льюису, чем хлорид, такими как амины . Например, в присутствии аммиака хлорид кобальта (II) легко окисляется кислородом воздуха до хлорида гексамминкобальта (III) :

4 CoCl
2
· 6 H
2
O
+ 4 NH
4
Cl + 20 NH
3
+ O
2
→ 4 [Co (NH
3
)
6
] Cl
3
+ 26 часов
2
О

Подобные реакции происходят с другими аминами . Эти реакции часто проводят в присутствии древесного угля в качестве катализатора или с перекисью водорода H.
2
О
2
заменен атмосферным кислородом. Другие высокоосновные лиганды, включая карбонат , ацетилацетонат и оксалат , вызывают образование производных Co (III). Простые карбоксилаты и галогениды этого не делают.

В отличие от комплексов Co (II), комплексы Co (III) очень медленно обмениваются лигандами , поэтому они считаются кинетически инертными . Немецкий химик Альфред Вернер был удостоен Нобелевской премии в 1913 году за свои исследования серии этих соединений кобальта (III), работы, которые привели к пониманию структуры таких координационных соединений .

Окисление до кобальта (IV)

Реакция 1-норбониллития с CoCl
2
· ТГФ в пентане дает коричневый, термически стабильный тетралкил кобальта (IV) - редкий пример стабильного соединения переходный металл / насыщенный алкан, различные продукты получают в других растворителях.

Вопросы здравоохранения

Кобальт необходим для большинства высших форм жизни, но более нескольких миллиграммов в день вредны. Хотя отравления редко вызываются соединениями кобальта, их хроническое употребление вызывает серьезные проблемы со здоровьем при дозах, намного меньших, чем смертельная доза. В 1966 году добавление соединений кобальта для стабилизации пивной пены в Канаде привело к своеобразной форме вызванной токсинами кардиомиопатии , которая стала известна как кардиомиопатия пьющих пиво .

Кроме того, согласно Монографиям Международного агентства по изучению рака (IARC) , хлорид кобальта (II) подозревается как вызывающий рак (т.е. возможно канцерогенный , группа 2B IARC).

В 2005–2006 годах хлорид кобальта был восьмым по распространенности аллергеном в патч-тестах (8,4%).

Другое использование

  • Невидимые чернила : при суспендировании в растворе хлорид кобальта (II) может казаться невидимым на поверхности; когда эта же поверхность впоследствии подвергается значительному нагреву (например, от ручного теплового пистолета или зажигалки), чернила навсегда / необратимо становятся синими.
  • Хлорид кобальта - признанный химический индуктор гипоксических реакций, таких как эритропоэз . Добавки кобальта не запрещены и, следовательно, не будут обнаружены текущими антидопинговыми тестами. Хлорид кобальта - вещество, запрещенное Советом по чистокровным гонкам Австралии.
  • Хлорид кобальта - один из методов, используемых для индукции легочной артериальной гипертензии у животных для исследования и оценки эффективности лечения.
  • Хлорид кобальта также используется для проверки влажности, синие полоски становятся розовыми при влажности.

использованная литература

внешние ссылки