Koboltti(II)sulfaatti

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 13.5.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Koboltti(II)sulfaatti
Koboltti(II)sulfaatti
Systemaattinen nimi	Koboltti(II)sulfaatti
Muut nimet	Kobolttivitrioli, punainen vitrioli
Kemiallinen kaava	CoSO4_ _
Ulkomuoto	Vaaleanpunainen (vedetön) tai punainen (heptahydraatti) kiteinen aine
Ominaisuudet
Moolimassa	vedetön: 155,00 g/mol monohydraatti: 173,01 g/mol heksahydraatti: 263,09 g/mol heptahydraatti: 281,10 g / mol
Hajoamislämpötila	600-700 °C
Vaiheen siirtymät	440 °C (timantti → monokli)
Tiheys	vedetön: 3,71 g/cm3 monohydraatti: 3,075 g/cm3 heksahydraatti : 2,029 g/cm3 heptahydraatti : 1,948 g/cm³
Liukoisuus veteen	36,3 g/100 ml
Toksikologiset tiedot
LD 50	582 mg/kg (heptahydraatti)
Rakenne
Kristallisolu	ortorombinen (vedetön) monokliininen (hydraatit)
Termodynaamiset ominaisuudet
Normaali muodostumisenalpia	vedetön: −889 kJ/mol heptahydraattia: −2980 kJ/mol
Liukenemisen entalpia	vedetön: −77 kJ/mol heptahydraattia: +2014 kJ/mol
Normaali molaarinen entropia	vedetön: +118 J/(K mol) heptahydraatti: +406 J/(K mol)
Gibbsin standardi muodostumisenergia	vedetön: −784 kJ/mol heptahydraattia: −2473 kJ/mol
Luokitus
CAS-rekisteröintinumero	vedetön: 10124-43-3 monohydraatti: 13455-64-0 heptahydraatti: 10026-24-1
EY-rekisterinumero	233-334-2
PubChem	24965
Turvallisuus
R-lauseita	R49 ; R22 ; R42/43 ; R50/53
S-lauseet	S22 ; S53 ; S45 ; S60 ; S61
H-lauseet	H302; H317; H334; H410; H350i
P-lauseita	P201; P261; P273; P280; P308 + P313; P501
Varoitusmerkit
GHS-varoitusmerkit
NFPA 704	0 2 0
Jos ei ole ilmoitettu, tiedot on annettu standardiolosuhteissa (25 °C, 100 kPa).

Koboltti(II)sulfaatti - epäorgaaninen aine , jonka kaava on CoSO 4 , on kaksiarvoisen koboltin ja rikkihapon suola . Vedetön koboltti(II)sulfaatti on vaaleanpunainen kiteinen aine. Koboltti(II) sulfaattiheptahydraatti CoSO 4 · 7H 2 O näyttää punaisilta kiteiltä, ja se tunnetaan nimellä "koboltti (punainen) vitrioli". Esiintyy luonnossa monina mineraaleina , ja sitä käytetään pigmenttinä ja muiden metallien päällystämiseen koboltilla.

Luonnossa oleminen

Koboltti(II)sulfaattia esiintyy luonnossa mineraaleina uplowite , moorhouseite ja biberite . Näiden mineraalien tärkeimmät ominaisuudet on esitetty taulukossa.

	Uplowit [1]	maurikotilainen [2]	Biberiitti [3]
Yhdiste	Co 0,6 Mn 2+ 0,3 Ni 0,1 SO 4 4H 2O _	Co 0,6 Ni 0,3 Mn 2+ 0,1 SO 4 6H 2O _	CoSO 4 7H 2 O
Väri	vaaleanpunainen	vaaleanpunainen	ruusunpunainen
Syngonia	monokliininen	monokliininen	monokliininen
Tiheys , g/cm³	2.33	1.97	1.9
Mohsin kovuus	3	2.5	2

Fysikaaliset ominaisuudet

Vedetön koboltti(II)sulfaatti on vaaleanpunainen kiteinen aine. Erittäin hygroskooppinen . Se liukenee hyvin (mutta hitaasti) veteen (36,3 g/100 g H 2 O 20 °C:ssa ja 49,3 g/100 g H 2 O 80 °C:ssa). Se liukenee huonosti etanoliin (0,17 g/l 25 °C:ssa), väkevään rikkihappoon , jonkin verran paremmin metanoliin (4,2 g/l 25 °C:ssa) ja glyseroliin [4] [5] [6] .

Vedetön koboltti(II)sulfaatti esiintyy kahdessa kiteisessä muunnelmassa:

a-CoS04 on väriltään vaaleanpunainen, siinä on rombinen kidehilajärjestelmä ( avaruusryhmä P nma, a = 0,671 nm, b = 0,845 nm, c = 0,465 nm, Z = 4).
β-CoSO 4 on väriltään lila, sillä on monokliininen kidehilajärjestelmä.

Faasimuutoslämpötila α→β 440 °C . Faasimuutoksen α→β standardientalpia on 6,7 kJ/mol. Monokliininen modifikaatio on stabiili korkeissa paineissa [6] .

600–700 °C:n lämpötilassa koboltti(II)sulfaatti hajoaa (katso kohta Kemialliset ominaisuudet ).

Kristallihydraatit

Liuoksista saostumisen ja kosteuden imeytymisen aikana koboltti(II)sulfaatti muodostaa useita kiteisiä hydraatteja [5] [6] .

Heptahydraatti - punaiset kiteet, joilla on monokliininen syngonia ( avaruusryhmä P21 , a = 1,545 nm, b = 1,308 nm, c = 2,004 nm, p = 104,67°, Z = 16). Heptahydraatissa on myös kaksi metastabiilia modifikaatiota - ortorombisilla ja monokliinisillä syngonioilla. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O))$
Heksahydraatti - oranssinpunaiset kiteet, joilla on monokliininen syngonia. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 6H_{2}O))$
Monohydraatti - vaaleanpunaiset kiteet, joissa on monokliininen syngonia. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot H_{2}O))$

Lisäksi tunnetaan metastabiileja hydraatteja, joissa on 4 ja 2 vesimolekyyliä.

Kemialliset ominaisuudet

Hajoaminen

Koboltti(II)sulfaatin kidehydraatit hajoavat kuumennettaessa ja menettävät kiteytysvettä:

{\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}}}

Edelleen kuumennettaessa vedetön koboltti(II)sulfaatti hajoaa kaksoisoksidiksi vapauttaen rikkidioksidia ja happea :

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

Hydrolyysi

Veteen liuotettuna koboltti(II)sulfaatti dissosioituu , kun taas kationin hydratoituminen tapahtuu :

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

Heksaakvakoboltti(II)-kationi hydrolysoituu reversiibelisti , jolloin saadaan hapan väliaine:

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

Vaihda reaktiot liuoksessa

Vesiliuoksissa koboltti(II)sulfaatti reagoi alkalien kanssa :

väkevällä (yli 10 %) alkalilla muodostuu violetinsininen koboltti(II)hydroksidisakka [4] :

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

laimealla emäksellä muodostuu eri koostumusten emäksisten koboltti(II)sulfaattien saostumia, erityisesti [4] [6] :

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

sininen;

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

sininen väri;

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

violetti.

Kun konsentroitu koboltti(II)sulfaattiliuos on vuorovaikutuksessa useiden alkalimetallien tai ammoniumin sulfaattiliuosten kanssa , muodostuu kaksoissuolojen ( skoeniittien ) sakka [4] [6] :

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

Kun koboltti(II)sulfaattiliuos on vuorovaikutuksessa ortofosfaatti- tai alkalimetalliarsenaattiliuosten kanssa, vastaavien koboltti(II)suolojen sakka saostuu [ 4] :

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

Lisäksi koboltti(II)sulfaatti osallistuu kaikkiin liukoisille koboltti(II)suoloille ja liukoisille sulfaateille tyypillisiin vaihtoreaktioihin , esimerkiksi:

muodostaa koboltti(II)sulfidisakan vuorovaikutuksessa ammoniumhydrosulfidin kanssa

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

muodostaa bariumsulfaattisakan vuorovaikutuksessa bariumnitraatin kanssa

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

Monimutkaisten yhdisteiden muodostuminen

Kun koboltti(II)sulfaatti reagoi väkevän ammoniakkihydraatin kanssa , muodostuu keltainen heksaammiinikoboltti(II)sulfaatin sakka [4] :

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

Rikkihappoliuoksissa koboltti(II) sulfaatti muodostaa monimutkaisia anioneja , erityisesti disulfatokobaltaatti(II)-anionin [6] :

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

Koboltti(III)-yhdisteiden muodostuminen

Koboltti(II)sulfaatti hapettuu koboltti(III)yhdisteiksi voimakkaiden hapettimien vaikutuksesta [4] .

Kun koboltti(II)sulfaattiliuos otsonoidaan rikkihapossa , muodostuu koboltti(III)sulfaattiliuos :

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

Kun fluorataan koboltti(II)sulfaattiliuosta 4 N rikkihapossa 0 °C:ssa, koboltti(III)sulfaatti-18-hydraatti saostuu:

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

Elektrolyysi

Koboltti(II)sulfaatin vesiliuoksen elektrolyysin aikana katodilla vapautuu metallista kobolttia , anodilla vapautuu happea :

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

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

Tätä prosessia käytetään muiden metallien galvanointiin koboltilla.

Haetaan

Koboltti(II)sulfaattia voidaan saada seuraavilla menetelmillä.

koboltti(II) oksidin tai -hydroksidin vuorovaikutus laimean rikkihapon kanssa [6] : Väkevässä kuumassa rikkihapossa kobolttioksidien liukeneminen on nopeampaa.

{\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

koboltti(II)sulfidin vuorovaikutus kuuman väkevän typpihapon kanssa [4] :

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

disulfidi (2−) koboltti (II) (mineraalikattieiitti ) vuorovaikutuksessa kiehuvan väkevän rikki- tai typpihapon kanssa [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}}}

Sovellus

Koboltti(II)sulfaattia käytetään raaka-aineena muiden kobolttiyhdisteiden valmistukseen, elektrolyyttien komponenttina muiden metallien galvanoinnissa koboltilla, pigmenttinä lasin ja keramiikan värjäykseen [ 6] .

Myrkyllisyys

Koboltti(II)sulfaatti on kohtalaisen myrkyllinen , ja rotille suun kautta otettava LD50 on 582 mg/kg (heptahydraatille).

Saattaa aiheuttaa hengitysvaikeuksia, astman hengitettynä ; voi aiheuttaa syöpää . Saattaa aiheuttaa allergisen reaktion joutuessaan iholle . Nieltynä sillä voi olla mutageeninen vaikutus , vaikuttaa lisääntymistoimintoihin.

Koboltti(II)sulfaattimyrkytyksen pääoireita ovat ripuli , ruokahaluttomuus, kehon lämpötilan ja verenpaineen lasku . Tärkeimmät vaikutuselimet ovat munuaiset , sydän ja haima .

Koboltti(II)sulfaatti pystyy aiheuttamaan pitkäaikaisia haitallisia muutoksia vesiympäristössä: LC 50 daphnialle on 6 mg/l 48 tunnin ajan; Pseudokirchneriella subcapitatan IC50 on 0,4 mg/l 72 tunnin ajan (vedettömälle yhdisteelle esitetyt tiedot).

Katso myös

Koboltti(III)sulfaatti

Muistiinpanot

↑ Lataa osoitteeseen webmineral.com . Haettu 27. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 13. heinäkuuta 2012. (määrätön)
↑ Moorhouseite osoitteessa webmineral.com . Haettu 27. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 13. heinäkuuta 2012. (määrätön)
↑ Biberite osoitteessa webmineral.com . Haettu 27. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 13. heinäkuuta 2012. (määrätön)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Epäorgaanisten aineiden reaktiot: hakuteos / Toim. R. A. Lidina. - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräisiä - 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. Epäorgaanisten aineiden vakiot: hakuteos / Toim. R. A. Lidina. - 2. painos, tarkistettu. ja ylimääräisiä - 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 Kobolttisulfaatit osoitteessa xumuk.ru] . (määrätön)

katkeruus
vanadiini (VSO 4 7H 2 ) rauta (FeSO 4 7H 2 O) koboltti (CoSO 4 7H 2 O) kupari (CuSO 4 5H 2 O) nikkeli (NiSO 4 7H 2 O) lyijy (PbSO 4 ) kromi (CrSO 4 7H 2 O) sinkki (ZnSO 4 7H 2 O) mangaani (MnSO 4 5H 2 O)