Хлорид кобальта (II) - Cobalt(II) chloride
| |||
 Структура безводного соединения | |||
 Структура гексагидрата | |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК Хлорид кобальта (II) | |||
| Другие имена | |||
| Идентификаторы | |||
| |||
3D модель (JSmol ) | |||
| ЧЭБИ | |||
| ChemSpider | |||
| ECHA InfoCard | 100.028.718  | ||
| Номер ЕС |
| ||
PubChem CID | |||
| Номер RTECS |
| ||
| UNII | |||
| Номер ООН | 3288 | ||
| |||
| |||
| Характеристики | |||
| CoCl2 | |||
| Молярная масса | 129,839 г / моль (безводный) 165,87 г / моль (дигидрат) 237,93 г / моль (гексагидрат) | ||
| Внешность | синие кристаллы (безводные) фиолетово-синий (дигидрат) розово-красные кристаллы (гексагидрат) | ||
| Плотность | 3,356 г / см3 (безводный) 2,477 г / см3 (дигидрат) 1,924 г / см3 (гексагидрат) | ||
| Температура плавления | 726 ° С (1339 ° F, 999 К) ± 2 (безводный)[2] 140 ° C (моногидрат) 100 ° C (дигидрат) 86 ° C (гексагидрат) | ||
| Точка кипения | 1049 ° С (1,920 ° 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 этиловый спирт, пиридин, глицерин | ||
| +12,660·10−6 см3/ моль | |||
| Структура | |||
| CdCl2 структура | |||
| гексагональный (безводный) моноклинный (дигидрат) Восьмигранный (гексагидрат) | |||
| Опасности | |||
| Паспорт безопасности | ICSC 0783 | ||
| Пиктограммы GHS |    | ||
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |||
| точка возгорания | Негорючий | ||
| Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |||
LD50 (средняя доза ) | 80 мг / кг (крыса, перорально) | ||
| Родственные соединения | |||
Другой анионы | Фторид кобальта (II) Бромид кобальта (II) Иодид кобальта (II) | ||
Другой катионы | Хлорид родия (III) Хлорид иридия (III) | ||
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
 проверять (что   ?) | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Хлорид кобальта (II) является неорганическое соединение из кобальт и хлор, с формулой CoCl
2. Это голубое небо кристаллическое твердое вещество.
Соединение образует несколько гидраты CoCl
2•пЧАС
2О, за п = 1, 2, 6 и 9. Утверждения об образовании три- и тетрагидратов не подтвердились.[4] Дигидрат имеет фиолетовый цвет, а гексагидрат розовый. Обычно поставляется в виде гексагидрата. CoCl
2·6ЧАС
2О, который является одним из наиболее часто используемых соединений кобальта в лаборатории.[5]
Из-за легкости реакции гидратации / дегидратации и возникающего в результате изменения цвета хлорид кобальта используется в качестве индикатора воды в осушители.
Ниши использования хлорида кобальта включают его роль в органический синтез и гальваника предметы с металлическим кобальтом.
Хлорид кобальта классифицируется как существо, вызывающее очень большую озабоченность посредством Европейское химическое агентство поскольку это подозреваемый канцероген.
Характеристики
Безводный
При комнатной температуре безводный хлорид кобальта имеет хлорид кадмия (II) структура (CdCl
2) (Р3м), 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] Давление пара составляет 7,6.мм рт. при температуре плавления.[6]
Решения
Хлорид кобальта хорошо растворяется в воде. При атмосферном давлении массовая концентрация из насыщенный 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.[4]
Разбавленный водный решения CoCl
2 содержать виды [Co (H
2O)
6]2+
, Помимо хлористый ионы. Концентрированные растворы имеют красный цвет при комнатной температуре, но становятся синими при более высоких температурах.[7]
Увлажняет
Кристаллическая единица твердого гексагидрата CoCl
2•6ЧАС
2О содержит нейтральную молекулу транс-CoCl
2(ЧАС
2O)
4 и две молекулы кристаллизационная вода.[8] Этот вид легко растворяется в воде и алкоголь.
Безводная соль гигроскопичный и гексагидрат расплывающийся.[нужна цитата ]Дигидрат CoCl2(ЧАС2O)2, это координационный полимер. Каждый Co-центр согласован с четырьмя двукратными мостиковые хлоридные лиганды. Октаэдр завершается парой взаимно транс акво лиганды.[9]
Подготовка
Хлорид кобальта можно получить в водном растворе из гидроксид кобальта (II) или же карбонат кобальта (II) и соляная кислота:
- CoCO
3 + 2 HCl(водн.) → CoCl
2(водн.) + CO
2 - Со (ОН)
2 + 2 HCl(водн.) → CoCl
2(водн.) + 2ЧАС
2О
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.[4]
Безводное соединение можно получить путем нагревания гидратов.[10] 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. .[4]
Обезвоживание также можно осуществить с помощью триметилсилилхлорид:[11]
- CoCl
2•6ЧАС
2О + 12 (CH
3)
3SiCl → CoCl
2 + 6[(CH
3)
3SiCl]
2О + 12 HCl
Безводное соединение можно очистить сублимацией в вакууме.[2]
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
2O)
6]2+
ион независимо от аниона. Например, такие растворы дают осадок сульфид кобальта CoS после лечения с сероводород ЧАС
2S.
Комплексные хлориды
Гексагидрат и безводная соль слабые Кислоты Льюиса. В аддукты обычно либо восьмигранный или же четырехгранный. С пиридин (C
5ЧАС
5N), получается октаэдрический комплекс:
- CoCl
2·6ЧАС
2О + 4 C
5ЧАС
5N → CoCl
2(C
5ЧАС
5N)
4 + 6 ЧАС
2О
С трифенилфосфин (ПК
6ЧАС
5)
3), получается тетраэдрический комплекс:
- CoCl
2·6ЧАС
2О + 2 ПК
6ЧАС
5)
3 → CoCl
2[ПК
6ЧАС
5)
3]
2 + 6 ЧАС
2О
Соли анионного комплекса CoCl42− можно получить с использованием хлорида тетраэтиламмония:[12]
- CoCl
2 + 2 [(C2ЧАС5)4N] Cl → [(C2ЧАС5)4N)]2[CoCl4]
[CoCl4]2− ion - синий ион, который образуется при добавлении соляная кислота к водным растворам гидратированного хлорида кобальта, которые имеют розовый цвет.
Снижение
Реакция безводного соединения с циклопентадиенид натрия дает кобальтоцен Co (C
5ЧАС
5)
2. Эта 19-электронная разновидность является хорошим восстановителем, легко окисляется до желтого цвета. 18-электронный катион кобальтацения [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 (НЕТ
3)
3, и сульфат Co
2(ТАК
4)
3; тем не мение, хлорид кобальта (III) CoCl
3 нестабилен в нормальных условиях и сразу разлагается на CoCl
2 и хлор.[13]
С другой стороны, хлориды кобальта (III) могут быть получены, если кобальт также связан с другими лигандами с большей основностью Льюиса, чем хлорид, такими как амины. Например, при наличии аммиак, хлорид кобальта (II) легко окисленный атмосферным кислород к гексамминкобальта (III) хлорид:
- 4 CoCl
2·6ЧАС
2О + 4 NH
4Cl + 20 NH
3 + О
2 → 4 [Co (NH
3)
6] Cl
3 + 26 ЧАС
2О
Подобные реакции происходят с другими амины. Эти реакции часто выполняются в присутствии уголь в качестве катализатора или с пероксид водорода ЧАС
2О
2 заменен атмосферным кислородом. Другие высокоосновные лиганды, включая карбонат, ацетилацетонат, и оксалат, индуцируют образование производных Co (III). Простые карбоксилаты и галогениды этого не делают.
В отличие от Co (II) комплексы, Комплексы Co (III) очень медленно обмениваются лиганды, поэтому их называют кинетически инертный. Немецкий химик Альфред Вернер был награжден Нобелевская премия в 1913 году за его исследования серии этих соединений кобальта (III), работа, которая привела к пониманию структуры таких координационные соединения.
Окисление до кобальта (IV)
Реакция 1-норбониллития с CoCl
2· ТГФ в пентане дает коричневый термостойкий тетралкил кобальта (IV)[14][15] - редкий пример стабильного соединения переходный металл / насыщенный алкан,[5] разные продукты получают в других растворителях.[16]
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. В 1966 году добавление соединений кобальта для стабилизации пивная пена в Канаде привело к своеобразной форме индуцированного токсинами кардиомиопатия, который стал известен как кардиомиопатия пьющего пиво.[17][18][19]
Кроме того, предполагается, что хлорид кобальта (II) вызывает рак (т.е. возможно канцерогенный, IARC Group 2B ) в соответствии с Международное агентство по изучению рака (МАИР) Монографии.[20]
В 2005–2006 годах хлорид кобальта был восьмым по распространенности. аллерген в патч-тесты (8.4%).[21]
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 карманного компьютера) тепловая пушка или светлее) чернила навсегда / необратимо становятся синими.
- Хлорид кобальта является признанным химическим индуктором гипоксических реакций, таких как эритропоэз.[нужна цитата ] Добавки кобальта не запрещены и поэтому не будут обнаружены текущими антидопинговыми тестами.[22] Хлорид кобальта - вещество, запрещенное Советом по чистокровным гонкам Австралии.[23]
- Хлорид кобальта - это один из методов, используемых для индукции легочной артериальной гипертензии у животных для исследования и оценки эффективности лечения.
Рекомендации
- ^ «Кобальт хлористый, номер CAS: 7646-79-9». www.chemindustry.com. Получено 19 апреля 2018.
- ^ а б c Wojakowska, A., Krzyżak, E. и Plińska, S. (2007): "Плавление и высокотемпературные твердотельные переходы в галогенидах кобальта (II)". Журнал термического анализа и калориметрии, том 88, выпуск 2, страницы 525-530. Дои:10.1007 / s10973-006-8000-9
- ^ Санта-Крус Биотехнология: хлорид кобальта (II)
- ^ а б c d М. Т. Сожье, М. Ноайи, Р. Коэн-Адад, Ф. Паулик и Дж. Паулик (1977): «Equilibres solide, liquid, vapeur du systeme binaire. CoCl
2-ЧАС
2О" Журнал термического анализа, том 11, выпуск 1, страницы 87–100. Дои:10.1007 / BF02104087 Примечание: самая низкая точка на фиг.6 несовместима с фиг.7; вероятно, должно быть -27,8 C вместо 0 C. - ^ а б Гринвуд, Норман Н.; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Юдзо Саэки, Рёко Мацузаки, Наоми Аояма (1977): «Давление паров дихлорида кобальта». Журнал менее распространенных металлов, 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, А. Ф. (1984), Структурная неорганическая химия (5-е изд.), Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 0-19-855370-6
- ^ Морозин, Б .; Грэбер, Э. Дж. (1965). «Кристаллические структуры дигидрата хлорида марганца (II) и железа (II)». Журнал химической физики. 42 (3): 898–901. Bibcode:1965ЖЧФ..42..898М. Дои:10.1063/1.1696078.
- ^ Джон Даллас Дональдсон, Детмар Бейерсманн, «Кобальт и соединения кобальта» в Энциклопедии промышленной химии Ульманна, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. Дои:10.1002 / 14356007.a07_281.pub2
- ^ Филип Буджук, Чон-Хо Со (1992). «Сольватированные и несольватированные безводные хлориды металлов из гидратов хлоридов металлов». Неорганические синтезы. Неорг. Синтезатор. Неорганические синтезы. 29. С. 108–111. Дои:10.1002 / 9780470132609.ch26. ISBN 9780470132609.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
- ^ Гилл, Н. С. и Тейлор, Ф. Б. (1967). ТЕТРАГАЛОКомплексы дипозитивных металлов в первой переходной серии.. Неорг. Synth. Неорганические синтезы. 9. С. 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 Ховард Г. Теннент (1972). «Бицикло [2.2.1] гепт-1-илы переходного металла». Варенье. Chem. Soc. 94 (7): 2512–2514. Дои:10.1021 / ja00762a056.
- ^ Эрин К. Бирн; Даррин С. Ричсон и Клаус Х. Теопольд (1986). «Тетракис (1-норборнил) кобальт, низкоспиновый тетраэдрический комплекс переходного металла первого ряда». J. Chem. Soc., Chem. Commun. (19): 1491–1492. Дои:10.1039 / C39860001491.
- ^ Эрин К. Бирн; Клаус Х. Теопольд (1989). «Синтез, характеристика и электронная реакционная способность норборнильных комплексов кобальта в необычно высоких степенях окисления». Варенье. Chem. Soc. 111 (11): 3887–3896. Дои:10.1021 / ja00193a021.
- ^ Morin Y; Tětu A; Мерсье Дж. (1969). "Кардиомиопатия пьющих пиво Квебека: Клинические и гемодинамические аспекты". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 156 (1): 566–576. Bibcode:1969НЯСА.156..566М. Дои:10.1111 / j.1749-6632.1969.tb16751.x. PMID 5291148. S2CID 7422045.
- ^ Barceloux, Дональд Г. и Barceloux, Дональд (1999). «Кобальт». Клиническая токсикология. 37 (2): 201–216. Дои:10.1081 / CLT-100102420. PMID 10382556.
- ^ 11.1.5 Необычный тип миокардиопатии, выявленный в 1965 и 1966 годах в Квебеке (Канада), Миннеаполисе (Миннесота), Лёвене (Бельгия) и Омахе (Небраска), был связан с эпизодами острой сердечной недостаточности (e / g /, 50 смертей). среди 112 пьющих пиво).
- ^ Zug KA, Warshaw EM, Fowler JF Jr, Maibach HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Storrs FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo VA, Rietschel RL, Marks J. Результаты патч-теста североамериканского контактного дерматита Группа 2005–2006 гг. Дерматит. 2009 май – июнь; 20 (3): 149-60.
- ^ Липпи Дж., Франкини М., Гуиди Дж. К. (ноябрь 2005 г.). «Введение хлорида кобальта спортсменам: новый взгляд на допинг крови?». Br J Sports Med. 39 (11): 872–3. Дои:10.1136 / bjsm.2005.019232. ЧВК 1725077. PMID 16244201.
- ^ Бартли, Патрик (6 февраля 2015 г.). «Кобальтовый кризис обращает взоры всего мира на австралийские гонки». Sydney Morning Herald.