Cobalt(II)sulfat

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 13. maj 2020; checks kræver 7 redigeringer .

Cobalt(II)sulfat
Cobalt(II)sulfat
Systematisk navn	Cobalt(II)sulfat
Andre navne	Cobalt vitriol, rød vitriol
Kemisk formel	CoSO4 _
Udseende	Pink (vandfri) til rød (heptahydrat) krystallinsk stof
Ejendomme
Molar masse	vandfrit: 155,00 g/mol monohydrat: 173,01 g/mol hexahydrat: 263,09 g/mol heptahydrat: 281,10 g / mol
Nedbrydningstemperatur	600-700°C
Faseovergange	440 °C (diamant → monokel)
Massefylde	vandfrit: 3,71 g/cm3 monohydrat: 3,075 g/cm3 hexahydrat : 2,029 g/cm3 heptahydrat : 1,948 g/cm3
Opløselighed i vand	36,3 g/100 ml
Toksikologiske data
LD 50	582 mg/kg (heptahydrat)
Struktur
Krystalcelle	orthorhombisk (vandfri) monoklinisk (hydrater)
Termodynamiske egenskaber
Standard dannelsesentalpi	vandfri: −889 kJ/mol heptahydrat: −2980 kJ/mol
Entalpi af opløsning	vandfri: −77 kJ/mol heptahydrat: +2014 kJ/mol
Standard molær entropi	vandfri: +118 J/(K mol) heptahydrat: +406 J/(K mol)
Gibbs standard dannelsesenergi	vandfri: −784 kJ/mol heptahydrat: −2473 kJ/mol
Klassifikation
CAS registreringsnummer	vandfrit: 10124-43-3 monohydrat: 13455-64-0 heptahydrat: 10026-24-1
EF-registreringsnummer	233-334-2
PubChem	24965
Sikkerhed
R-sætninger	R49 ; R22 ; R42/43 ; 50/53 kr
S-sætninger	S22 ; S53 ; S45 ; S60 ; S61
H-sætninger	H302; H317; H334; H410; H350i
P-sætninger	P201; P261; P273; P280; P308 + P313; P501
Farepiktogrammer
GHS-farepiktogrammer
NFPA 704	0 2 0
Hvor det ikke er angivet, er data givet under standardbetingelser (25 °C, 100 kPa).

Cobalt(II)sulfat - et uorganisk stof med formlen CoSO 4 , er et salt af divalent cobalt og svovlsyre . Vandfrit kobolt(II)sulfat er et lyserødt krystallinsk stof. Cobalt(II) sulfatheptahydrat CoSO 4 ·7H 2 O har udseendet af røde krystaller og er kendt som "cobalt (rød) vitriol". Opstår naturligt som en række mineraler og bruges som pigment og til belægning af andre metaller med kobolt.

At være i naturen

Cobalt(II)sulfat forekommer naturligt som mineralerne uplowite , moorhouseite og biberite . De vigtigste egenskaber for disse mineraler er præsenteret i tabellen.

	Uplowit [1]	Moorhouseite [2]	Biberite [3]
Forbindelse	Co 0,6 Mn 2+ 0,3 Ni 0,1 SO 4 4H 2 O	Co 0,6 Ni 0,3 Mn 2+ 0,1 SO 4 6H 2 O	CoSO47H2O _ _ _ _
Farve	lyserød	lyserød	rosenrød
Syngony	monoklinisk	monoklinisk	monoklinisk
Massefylde , g/cm³	2,33	1,97	1.9
Mohs hårdhed	3	2.5	2

Fysiske egenskaber

Vandfrit kobolt(II)sulfat er et lyserødt krystallinsk stof. Meget hygroskopisk . Det opløses godt (men langsomt) i vand (36,3 g/100 g H 2 O ved 20 °C og 49,3 g/100 g H 2 O ved 80 °C). Det er dårligt opløseligt i ethanol (0,17 g/l ved 25°C), koncentreret svovlsyre , noget bedre i methanol (4,2 g/l ved 25°C) og glycerol [4] [5] [6] .

Vandfrit kobolt(II)sulfat findes i to krystallinske modifikationer:

α-CoSO 4 er lyserød i farven, har et rombisk krystalgittersystem ( rumgruppe P nma, a = 0,671 nm, b = 0,845 nm, c = 0,465 nm, Z = 4).
β-CoSO 4 er lilla i farven, har et monoklinisk system af krystalgitteret.

Faseovergangstemperatur α→β 440 °C . Standardentalpien for faseovergangen α→β er 6,7 kJ/mol. Den monokliniske modifikation er stabil ved høje tryk [6] .

Ved en temperatur på 600–700 °C nedbrydes kobolt(II)sulfat (se afsnit Kemiske egenskaber ).

Krystal hydrerer

Under udfældning fra opløsninger og absorption af fugt danner kobolt(II)sulfat en række krystallinske hydrater [5] [6] .

Heptahydrat - røde krystaller med monoklin syngoni ( rumgruppe P21 , a = 1,545 nm, b = 1,308 nm, c = 2,004 nm, β = 104,67°, Z = 16) . Der er også to metastabile modifikationer af heptahydratet - med orthorhombiske og monokliniske syngonier. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O))$
Hexahydrat - orange-røde krystaller med monoklinisk syngoni. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 6H_{2}O))$
Monohydrat - lyserøde krystaller med monoklinisk syngoni. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot H_{2}O))$

Derudover kendes metastabile hydrater med 4 og 2 vandmolekyler.

Kemiske egenskaber

Dekomponering

Krystallhydrater af kobolt(II)sulfat nedbrydes ved opvarmning og mister krystallisationsvand:

{\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O\ {\xrightarrow[{-1\ H_{2}O}]{41-43\ ^{\circ }C))\ CoSO_{ 4}\cdot 6H_{2}O{\xrightarrow[{-5\ H_{2}O}]{71\ ^{\circ }C))\ CoSO_{4}\cdot H_{2}O\ {\ xrightarrow[{-1\ H_{2}O}]{250-420\ ^{\circ }C}}\ CoSO_{4}}}

Ved yderligere opvarmning nedbrydes vandfrit kobolt(II)sulfat til et dobbeltoxid med frigivelse af svovldioxid og oxygen :

{\mathsf {3CoSO_{4}\ {\xrightarrow {600-700\ ^{\circ }C}}\ (Co^{II}Co_{2}^{III})O_{4}\ + \ 3SO_{2}\ +\ O_{2}}}

Hydrolyse

Når det opløses i vand, dissocieres kobolt(II)sulfat , mens hydrering af kationen forekommer :

{\mathsf {CoSO_{4}\ +6H_{2}O\ \longrightarrow \ [Co(H_{2}O)_{6}]^{2+}\ +\ SO_{4}^{ 2-}}}

Hexaaquacobalt(II)-kationen hydrolyseres reversibelt , hvilket giver et surt medium:

{\mathsf {[Co(H_{2}O)_{6}]^{2+}\ +\ H_{2}O\ \rightleftarrows \ [Co(H_{2}O)_{5 }(OH)]^{+}\ +\ H_{3}O^{+}}},\ pK_{a}\ =\ 8,90

Udvekslingsreaktioner i opløsning

I vandige opløsninger reagerer kobolt(II)sulfat med alkalier :

med koncentreret (mere end 10%) alkali dannes et violetblåt bundfald af kobolt(II)hydroxid [4] :

{\mathsf {CoSO_{4}\ +\ 2NaOH\ \longrightarrow \ Na_{2}SO_{4}\ +\ Co(OH)_{2}\pil ned ))

med fortyndet alkali dannes bundfald af basiske kobolt(II)sulfater af forskellig sammensætning, især [4] [6] :

{\mathsf {Co_{4}SO_{4}(OH)_{6}\cdot 4H_{2}O))

blå;

{\mathsf {Co_{2}SO_{4}(OH)_{2}\cdot 2H_{2}O))

af blå farve;

{\mathsf {Co_{5}(SO_{4})_{2}(OH)_{6}\cdot 5H_{2}O))

lilla.

Når en koncentreret opløsning af cobalt(II)sulfat interagerer med mættede opløsninger af sulfater af en række alkalimetaller eller ammonium , dannes et bundfald af dobbeltsalte ( schonitter ) [4] [6] :

{\mathsf {CoSO_{4}\ +\ M_{2}SO_{4}\ +\ 6H_{2}O\longrightarrow \ M_{2}Co(SO_{4})_{2}\cdot 6H_{2}O\pil ned \ ,\ (M\ =\ K,\ Rb,\ Cs,\ NH_{4})}}

Når en opløsning af cobalt(II)sulfat interagerer med opløsninger af orthophosphater eller alkalimetalarsenater, udfældes et bundfald af de tilsvarende cobalt(II)salte [4] :

{\mathsf {3CoSO_{4}\ +\ 2Na_{3}EO_{4}\ +\ 8H_{2}O\ \longrightarrow \ Co_{3}(EO_{4})_{2}\cdot 8H_{2}O\pil ned \ +\ 3Na_{2}SO_{4}\ ,\ (E\ =\ P,\ As)))

Derudover indgår cobalt(II)sulfat i alle udvekslingsreaktioner, der er karakteristiske for opløselige cobalt(II)salte og opløselige sulfater, for eksempel:

danner et bundfald af cobalt(II)sulfid, når det interagerer med ammoniumhydrosulfid

{\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ 2NH_{4}HS\ \longrightarrow \ 2CoS\downarrow \ +\ (NH_{4})_{2}SO_{4}\ +\ H_{2} SO_{4}}}

danner et bundfald af bariumsulfat, når det interagerer med bariumnitrat

{\mathsf {CoSO_{4}\ +\ Ba(NO_{3})_{2}\ \longrightarrow \ Co(NO_{3})_{2}\ +\ BaSO_{4}\downarrow } }

Dannelse af komplekse forbindelser

Når cobalt(II)sulfat reagerer med koncentreret ammoniakhydrat , dannes et gult bundfald af hexaamincobalt(II)sulfat [4] :

{\mathsf {CoSO_{4}\ +\ 6(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ \longrightarrow \ [Co(NH_{3})_{6}]SO_{4}\ pil ned \ +\ 6H_{2}O}}

I svovlsyreopløsninger danner kobolt(II)sulfat komplekse anioner , især disulfatocobaltat(II)-anionen [6] :

{\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ SO_{4}^{2-}\ \rightleftarrows \ [Co(SO_{4})_{2}]^{2-))))

Dannelse af kobolt(III)-forbindelser

Cobalt(II)sulfat oxideres til cobalt(III)forbindelser under påvirkning af stærke oxidationsmidler [4] .

Når en opløsning af kobolt(II)sulfat ozoniseres i svovlsyre, dannes en opløsning af kobolt(III)sulfat :

{\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ O_{3}\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ Co_{2}(SO_{4})_{3}\ +\ O_{2}\uparrow \ +\ H_{2}O}}

Under fluorering af en opløsning af cobalt(II)sulfat i 4 N svovlsyre ved 0 °C udfældes cobalt(III)sulfat-18-hydrat:

{\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ H_{2}SO_{4}\ +\ 18H_{2}O\ +\ F_{2}\ \longrightarrow \ Co_{2}(SO_{4} )_{3}\cdot 18H_{2}O\pil ned +\ 2HF}}

Elektrolyse

Under elektrolysen af en vandig opløsning af kobolt(II)sulfat frigives metallisk kobolt ved katoden , ilt frigives ved anoden :

{\mathsf {Co^{2+}\ +\ 2e^{-}\ \longrightarrow \ Co\downarrow }}

{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}O\ -\ 4e^{-}\ \longrightarrow \ O_{2}\uparrow \ +\ 4H^{+))))

Denne proces bruges til galvanisering af andre metaller med kobolt.

Henter

Cobalt(II)sulfat kan opnås ved følgende metoder.

interaktion af kobolt (II) oxid eller hydroxid med fortyndet svovlsyre [6] : I koncentreret varm svovlsyre er opløsningen af koboltoxider hurtigere.

{\mathsf {CoO\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ H_{2}O))

{\mathsf {Co(OH)_{2}\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ 2H_{2}O))

CoCO3 + H2SO4 → H2O + CO2 + CoSO4

interaktion af cobalt(II)sulfid med varm koncentreret salpetersyre [4] :

{\mathsf {CoS\ +\ 8HNO_{3}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ 8NO_{2}\uparrow \ +\ 4H_{2}O))

interaktion mellem disulfid (2−) cobalt (II) (mineral kattieite ) med kogende koncentreret svovlsyre eller salpetersyre [4] :

{\mathsf {Co(S_{2})\ +\ 6H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ 7SO_{2}\uparrow \ +\ 6H_{2}O }}

{\mathsf {Co(S_{2})\ +\ 14HNO_{3}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ 14NO_{2}\uparrow \ +\ 6H_{2}O\ +\ H_ {2}SO_{4}}}

Ansøgning

Cobalt(II)sulfat anvendes som råmateriale til fremstilling af andre koboltforbindelser, som en komponent af elektrolytter ved galvanisering af andre metaller med kobolt, som pigment til farvning af glas og keramik [6] .

Toksicitet

Cobalt(II)sulfat er moderat giftig , med en oral LD 50 for rotter på 582 mg/kg (for heptahydrat).

Kan forårsage vejrtrækningsbesvær, astma ved indånding ; kan forårsage kræft . Kan forårsage en allergisk reaktion ved hudkontakt . Når det indtages, kan det have en mutagen virkning , påvirke reproduktiv funktion.

De vigtigste symptomer på kobolt(II)sulfatforgiftning omfatter diarré , tab af appetit, fald i kropstemperatur og blodtryk . De vigtigste berørte organer er nyrerne , hjertet og bugspytkirtlen .

Cobalt(II)sulfat er i stand til at forårsage uønskede langsigtede ændringer i vandmiljøet: LC 50 for dafnier er 6 mg/l i 48 timer; IC50 for Pseudokirchneriella subcapitata er 0,4 mg/l i 72 timer (data vist for den vandfri forbindelse) .

Se også

Cobalt(III)sulfat

Noter

↑ Upload på webmineral.com . Hentet 27. juli 2011. Arkiveret fra originalen 13. juli 2012. (ubestemt)
↑ Moorhouseite på webmineral.com . Hentet 27. juli 2011. Arkiveret fra originalen 13. juli 2012. (ubestemt)
↑ Biberite på webmineral.com . Hentet 27. juli 2011. Arkiveret fra originalen 13. juli 2012. (ubestemt)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reaktioner af uorganiske stoffer: en opslagsbog / Ed. R. A. Lidina. - 2. udg., revideret. og yderligere - M . : Bustard, 2007. - S. 120 -121. — 637 s. - ISBN 978-5-358-01303-2 .
↑ 1 2 Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Konstanter af uorganiske stoffer: en opslagsbog / Ed. R. A. Lidina. - 2. udg., revideret. og yderligere - M . : Drofa, 2006. - S. 98, 460, 620. - 685 s. — ISBN 5-7107-8085-5 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2035.html Koboltsulfater på xumuk.ru] . (ubestemt)

vitriol
vanadium (VSO 4 7H 2 ) jern (FeSO 4 7H 2 O) kobolt (CoSO 4 7H 2 O) kobber (CuSO 4 5H 2 O) nikkel (NiSO 4 7H 2 O) bly (PbSO 4 ) chrom (CrSO 4 7H 2 O) zink (ZnSO 4 7H 2 O) mangan (MnSO 4 5H 2 O)