Sulfat de cobalt(II).

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 13 mai 2020; verificările necesită 7 modificări .

Sulfat de cobalt(II).
Sulfat de cobalt(II).
Nume sistematic	Sulfat de cobalt(II).
Alte nume	Vitriol de cobalt, vitriol roșu
Formula chimica	CoSO4 _
Aspect	Substanță cristalină de culoare roz (anhidră) până la roșie (heptahidrat).
Proprietăți
Masă molară	anhidru: 155,00 g/mol monohidrat: 173,01 g/mol hexahidrat: 263,09 g/mol heptahidrat: 281,10 g / mol
Temperatura de descompunere	600-700°C
Tranziții de fază	440 °C (diamant → monoclu)
Densitate	anhidru: 3,71 g/cm3 monohidrat: 3,075 g/cm3 hexahidrat : 2,029 g/cm3 heptahidrat : 1,948 g/cm³
Solubilitate în apă	36,3 g/100 ml
Date toxicologice
LD 50	582 mg/kg (heptahidrat)
Structura
Celulă de cristal	ortorombic (anhidru) monoclinic (hidrați)
Proprietăți termodinamice
Entalpia standard de formare	anhidru: −889 kJ/mol heptahidrat: −2980 kJ/mol
Entalpia de dizolvare	anhidru: −77 kJ/mol heptahidrat: +2014 kJ/mol
Entropia molară standard	anhidru: +118 J/(K mol) heptahidrat: +406 J/(K mol)
Energia de formare standard Gibbs	anhidru: −784 kJ/mol heptahidrat: −2473 kJ/mol
Clasificare
Număr de înregistrare CAS	anhidru: 10124-43-3 monohidrat: 13455-64-0 heptahidrat: 10026-24-1
Număr de înregistrare CE	233-334-2
PubChem	24965
Siguranță
fraze R	R49 ; R22 ; R42/43 ; R50/53
S-fraze	S22 ; S53 ; S45 ; S60 ; S61
fraze H	H302; H317; H334; H410; H350i
fraze P	P201; P261; P273; P280; P308 + P313; P501
Pictograme de pericol
Pictograme de pericol GHS
NFPA 704	0 2 0
Acolo unde nu sunt indicate, datele sunt date în condiții standard (25 °C, 100 kPa).

Sulfat de cobalt(II) - o substanță anorganică cu formula CoSO 4 , este o sare de cobalt bivalent și acid sulfuric . Sulfatul de cobalt(II) anhidru este o substanță cristalină roz. Sulfat de cobalt(II) heptahidrat CoSO 4 ·7H 2 O are aspectul de cristale roșii și este cunoscut sub numele de „vitriol de cobalt (roșu)”. Apare în mod natural ca o gamă de minerale și este folosit ca pigment și în acoperirea altor metale cu cobalt.

Fiind în natură

Sulfatul de cobalt (II) apare în mod natural sub formă de minerale uplowite , moorhouseit și biberite . Principalele proprietăți ale acestor minerale sunt prezentate în tabel.

	Upload [1]	Moorhousei [2]	Biberită [3]
Compus	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	CoS047H2O _ _ _ _
Culoare	roz	roz	Trandafir rosu
Singonie	monoclinic	monoclinic	monoclinic
Densitate , g/cm³	2.33	1,97	1.9
Duritatea Mohs	3	2.5	2

Proprietăți fizice

Sulfatul de cobalt(II) anhidru este o substanță cristalină roz . Foarte higroscopic . Se dizolvă bine (dar încet) în apă (36,3 g/100 g H 2 O la 20 °C și 49,3 g/100 g H 2 O la 80 °C). Este slab solubil în etanol (0,17 g/l la 25°C), acid sulfuric concentrat , ceva mai bun în metanol (4,2 g/l la 25°C) și glicerol [4] [5] [6] .

Sulfatul de cobalt(II) anhidru există în două modificări cristaline:

α-CoSO4 este de culoare roz, are un sistem de rețea cristalină rombic ( grup spațial P nma, a = 0,671 nm, b = 0,845 nm, c = 0,465 nm, Z = 4).
β-CoSO 4 este de culoare liliac, are un sistem monoclinic al rețelei cristaline.

Temperatura de tranziție de fază α→β 440 °C. Entalpia standard a tranziției de fază α→β este de 6,7 kJ/mol. Modificarea monoclinică este stabilă la presiuni mari [6] .

La o temperatură de 600–700 °C, sulfatul de cobalt (II) se descompune (vezi secțiunea Proprietăți chimice ).

Hidrații de cristal

În timpul precipitării din soluții și absorbției de umiditate, sulfatul de cobalt(II) formează o serie de hidrați cristalini [5] [6] .

Heptahidrat - cristale roșii cu singonie monoclinic ( grup spațial P 2 1 , a = 1,545 nm, b = 1,308 nm, c = 2,004 nm, β = 104,67°, Z = 16). Există, de asemenea, două modificări metastabile ale heptahidratului - cu singoii ortorombice și monoclinice. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O))$
Hexahidrat - cristale de culoare portocalie-rosu cu singonie monoclinica. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot 6H_{2}O))$
Monohidrat - cristale roz cu singonie monoclinica. ${\mathsf {CoSO_{4}\cdot H_{2}O)}$

În plus, sunt cunoscuți hidrați metastabili cu 4 și 2 molecule de apă.

Proprietăți chimice

Descompunere

Hidrații de cristal ai sulfatului de cobalt(II) se descompun atunci când sunt încălziți, pierzând apa de cristalizare:

{\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}}}

La încălzire suplimentară, sulfatul de cobalt(II) anhidru se descompune într-un oxid dublu cu eliberare de dioxid de sulf și oxigen :

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

Hidroliza

Când este dizolvat în apă, sulfatul de cobalt (II) se disociază , în timp ce are loc hidratarea cationului :

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

Cationul hexaacvacobalt(II) este hidrolizat reversibil , dând un mediu acid:

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

Reacții de schimb în soluție

În soluții apoase, sulfatul de cobalt (II) reacționează cu alcalii :

cu alcali concentrat (mai mult de 10%) se formează un precipitat violet-albastru de hidroxid de cobalt (II) [4] :

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

cu alcalii diluate se formează precipitate de sulfați bazici de cobalt(II) de diferite compoziții, în special [4] [6] :

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

albastru;

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

de culoare albastră;

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

Violet.

Când o soluție concentrată de sulfat de cobalt(II) interacționează cu soluții saturate de sulfați ai unui număr de metale alcaline sau amoniu , se formează un precipitat de săruri duble ( shoenite ) [4] [6] :

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

Atunci când o soluție de sulfat de cobalt(II) interacționează cu soluții de ortofosfați sau arseniați de metale alcaline, un precipitat al sărurilor de cobalt(II) corespunzătoare precipită [4] :

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

În plus, sulfatul de cobalt (II) intră în toate reacțiile de schimb caracteristice sărurilor solubile de cobalt (II) și sulfaților solubili, de exemplu:

formează un precipitat de sulfură de cobalt(II) atunci când interacționează cu hidrosulfura de amoniu

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

formează un precipitat de sulfat de bariu când interacționează cu nitratul de bariu

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

Formarea compușilor complecși

Când sulfatul de cobalt(II) reacţionează cu hidratul de amoniac concentrat , se formează un precipitat galben de sulfat de hexaaminocobalt(II) [4] :

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

În soluțiile de acid sulfuric , sulfatul de cobalt(II) formează anioni complecși , în special, anionul disulfatocobaltat(II) [6] :

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

Formarea compușilor de cobalt(III)

Sulfatul de cobalt(II) este oxidat în compuși de cobalt(III) sub acțiunea agenților oxidanți puternici [4] .

Când o soluție de sulfat de cobalt(II) este ozonizată în acid sulfuric , se formează o soluție de sulfat de cobalt(III) :

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

În timpul fluorizării unei soluții de sulfat de cobalt(II) în acid sulfuric 4 N la 0 °C, sulfatul de cobalt(III) 18-hidrat precipită:

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

Electroliza

În timpul electrolizei unei soluții apoase de sulfat de cobalt (II) , cobaltul metalic este eliberat la catod , oxigenul este eliberat la anod :

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

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

Acest proces este utilizat pentru galvanizarea altor metale cu cobalt.

Obținerea

Sulfatul de cobalt(II) poate fi obținut prin următoarele metode.

interacțiunea oxidului sau hidroxidului de cobalt (II) cu acidul sulfuric diluat [6] : În acidul sulfuric fierbinte concentrat, dizolvarea oxizilor de cobalt este mai rapidă.

{\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

interacțiunea sulfurei de cobalt(II) cu acidul azotic concentrat fierbinte [4] :

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

interacțiunea disulfurei (2−) cobaltului (II) (mineral kattieite ) cu acid sulfuric sau azotic concentrat la fierbere [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}}}

Aplicație

Sulfatul de cobalt(II) este utilizat ca materie primă pentru producerea altor compuși ai cobaltului, ca component al electroliților în galvanizarea altor metale cu cobalt, ca pigment pentru colorarea sticlei și ceramicii [6] .

Toxicitate

Sulfatul de cobalt(II) este moderat toxic , cu o DL50 orală pentru șobolani de 582 mg/kg (pentru heptahidrat).

Poate provoca dificultăți de respirație, astm dacă este inhalat ; poate provoca cancer . Poate provoca o reacție alergică în contact cu pielea . Când este ingerat, poate avea un efect mutagen , afecta funcția de reproducere.

Principalele simptome ale intoxicației cu sulfat de cobalt (II) includ diaree , pierderea poftei de mâncare, scăderea temperaturii corpului și a tensiunii arteriale . Principalele organe afectate sunt rinichii , inima și pancreasul .

Sulfatul de cobalt(II) este capabil să provoace modificări adverse pe termen lung în mediul acvatic: CL 50 pentru dafnie este de 6 mg/l timp de 48 de ore; IC50 pentru Pseudokirchneriella subcapitata este de 0,4 mg/l timp de 72 de ore (date prezentate pentru compusul anhidru).

Vezi și

Sulfat de cobalt(III).

Note

↑ Încărcați pe webmineral.com . Preluat la 27 iulie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012. (nedefinit)
↑ Moorhouseite la webmineral.com . Preluat la 27 iulie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012. (nedefinit)
↑ Biberite la webmineral.com . Preluat la 27 iulie 2011. Arhivat din original la 13 iulie 2012. (nedefinit)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L. Reacții ale substanțelor anorganice: o carte de referință / Ed. R. A. Lidina. - Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M . : Butarda, 2007. - S. 120 -121. — 637 p. - ISBN 978-5-358-01303-2 .
↑ 1 2 Lidin R.A., Andreeva L.L., Molochko V.A. Constantes ale substanțelor anorganice: o carte de referință / Ed. R. A. Lidina. - Ed. a II-a, revizuită. si suplimentare - M . : Drofa, 2006. - S. 98, 460, 620. - 685 p. — ISBN 5-7107-8085-5 .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 [www.xumuk.ru/encyklopedia/2035.html Sulfați de cobalt pe xumuk.ru] . (nedefinit)

vitriol
vanadiu ( VSO47H2 ) _ _ fier (FeSO 4 7H 2 O) cobalt ( CoSO47H2O ) _ _ cupru (CuSO 4 5H 2 O) nichel ( NiS047H2O ) _ _ plumb ( PbSO4 ) crom ( CrSO47H2O ) _ _ zinc ( ZnSO47H2O ) _ _ mangan ( MnSO45H2O ) _ _