> Техника, страница 53 > Кобальта соединения
Кобальта соединения
Кобальта соединения. Известны соединения 2-и 3-валентного кобальта; из них техническое значение имеют почти исключительно первые. Кобальт образует два окисла нормального типа—закись, СоО, и окись, Со203, и соответствующие им гидраты закиси и окиси—Со(ОН)2 и Со(ОН)3, обладающие основными свойствами; основной характер в закисных соединениях выражен сильнее, чем в окисных. Из солей практическое значение имеют лишь закисные соли, отвечающие двувалентному Со и получаемые из кобальтовых руд кислотным выщелачиванием (смотрите Кобальт) или из других солей Со при помощи реакций обменного разложения. Хлористая соль, нитрат и сульфат кобальта хорошо растворимы в воде, соли щавелевой, синильной и железистосинеродистоводородной кислот нерастворимы. Нерастворимые соли Со—красного или фиолетового цвета; растворимые водные—розового или красного, безводные—синего или лилового цвета. Водные растворы солей имеют кислую реакцию (вследствие гидролиза) и розовый цвет; сернистый аммоний осаждает из них Со в виде черного осадка CoS. При переменах темп-ры и при замене воды другими растворителями растворы солей Со (в особенности галоидных) обнаруживают характерные изменения окраски. Действием щелочей на растворы солей Со на холоду легко получаются мало растворимые основные соли голубого цвета. От железа и других металлов (кроме Ni) кобальт отличается нерастворимостью сернистого соединения (CoS) в разбавленной НС1 на холоду; от никеля он отличается более легкой окисляемостью (способностью переходить в трехвалентное состояние) и некоторыми специфическими реакциями, указанными ниже.
Кобальт образует окрашенные двузарядные атомионы Со". Теплота образования иона Со" из элемента равна +8 500 cal на г-эквивалент;подвижность ионов Со" при 18° равна 43 см/ск (в поле 1 У [см). Кроме того кобальт обладает резко выраженной способностью к образованию комплексных ионов, в особенности содержащих азот в виде групп NH3, CN и др. Комплексные анионы (И катионы), содержащие Со, многочисленный большей частью устойчивы; типичными ионами такого рода являются: Co(CN)6"", Co(CN)6" (последний ион гораздо устойчивее первого), Co(N02)6" и тому подобное. Гидрат Со(ОН)2 растворяется в водном аммиаке, образуя неустойчивые аммиакаты; такие растворы (буроватого цвета) при стоянии на воздухе поглощают кислород, различно меняя при этом свою окраску, и дают ряд комплексных соединений (кобальтиаки), которые содержат NH3 и О (никель таких соединений не образует). Окисные соли кобальта (с ионами Со’"), очень непрочные, образуются в растворах при электролизе солей Со" на платиновом аноде; они темнозеленого цвета, в недостаточно конц. растворах гидролизуются нацело; подобно окисным солям Мп они легко выделяют 1/3 своего отрицательного радикала и переходят в закисные соли.
Аналитическое определение кобальта. А) Для качественного открытия иона Со" пользуются следующими характерными реакциями: 1) образованием желтого осадка калийкобальтинитрита (смотрите ниже) при действии KN02 в уксуснокислом растворе; 2) образованием сихгей комплексной соли (NH4)2Co(CNS)4, растворимой в эфире и амиловом е, при действии NH4CNS; 3) реакцией с а-нитрозо-/3-нафто-лом, C10H6(NO)· ОН, в уксуснокислом растворе (осадок пурпурового цвета); 4) цветной реакцией с динитрозорезорцином; 5) окрашиванием шарика сплавленной буры или фосфорнокислой соли в синий цвет и другими реакциями. Б) Количественное определение кобальта удобнее всего производить, подвергая электролизу горячий (60— 70°) раствор соли Со" в присутствии сульфата или оксалата аммония, причем на катоде отлагается чистый Со, к-рый и взвешивают. При анализе металлического кобальта и его сплавов предварительно отделяют остальные тяжелые металлы, для чего: а) растворив навеску в HN03, осаждают сероводородом Си, As, Sb и Bi; б) из окисленного фильтрата осаждают Fe в виде основной уксуснокислой соли; в) в присутствии избытка уксусной кислоты и CH3-COONa, нагрев до 70°, пропусканием H2S осаждают Со и Ni (в растворе остается Мп); г) сульфиды Со и Ni растворяют в HN03, выпаривают, растворяют нитраты в воде и осаждают Ni, диметилглиоксимом (или кобальт при помощи нитрозонафтола), после чего электролизируют Со.
Применение К. с. довольно ограничено. Они служат главным образом для изготовления кобальтовых красок, некоторых керамических красок и в малой степени·— для гальванического кобальтирования и при изготовлении эмалирован, посуды. В СССР К. с. ввозятся в небольшом количестве для нужд стекольных и фарфоровых з-дов и как лабораторные препараты.
Отдельные представители К. с. 3 а к и с ь. кобальта, СоО, — порошок оливкового· цвета, удельн. в 5,68—6,70; немагнитна. Растворяется в НС1 и HN03; на воздухе устойчива; при накаливании закись кобальта переходит в Со203 и Со304.
Окись кобальта, Со203, — коричневый порошок, уд. вес 5,18. Получается слабым прокаливанием Co(N03)2; растворима в к-тах; при t° красного каления разлагается;, водородом при нагревании восстанавливается в Со304 (125°), СоО (200°) и Со (250°). В недавнее время Со203 нашла применение в фабрикации изделий из эмалированного железа; перед наложением эмали на поверхности изделий образуют тонкий слой Со203 [например погружением в раствор Co(N03)2 и последующим прогревом при 300° для разложения соли];такая обработка значительно повышает прочность приставания эмалей.
Закис ь-о кись кобальта, Со304,— черный порошок или серые кристаллики, уд., вес 5,83—6,30; немагнитна. Получается накаливанием окислов, гидратов и солей Со до 600—800°. Разлагается при темп-ре > 1 200°, образуя СоО. Растворяется только в конц. H2S04 в других к-тах и царской водке нерастворима. Применяется как керамическая краска для фарфора; в продажу часто выпускается под названием «окиси кобальта» (с примесями As203 или фосфорной к-ты).
Гидрат закиси кобальта, Со(ОН)2, темнорозовый или фиолетовый кристаллич. порошок, уд. в 3,60. Нерастворим в воде, растворяется в к-тах (включая уксусную), в аммиаке и в избытке едких щелочей (темноголубой раствор); легко окисляется на воздухе. Получается осаждением щелочью из горячих растворов солей кобальта.
Гидрат окиси кобальта, Со(ОН)3, темнобурый порошок, нерастворимый в воде и щелочах; растворяется в НС1 (с выделением С12) и в горячей H2S04 (с выделением 02). Образуется из Со(ОН)2 при действии окислителей (NaCIO, NaBrO, СаОС12 и тому подобное.).
Сернистый кобальт CoS, в гидрат-ной форме—черный аморфный порошок, уд. вес 5,45; t°nji> 1100°; получается осаждением из солей Со сернистым аммонием. В безводном состояний (сплавленный)—желто-серая кристаллич. масса; в природе образует минерал сиепурит. Нерастворим в воде, растворяется в конц. HN03 и царской водке; при окислении дает CoS04.
Хлористый кобальт, СоС12-6Н20,—красные моноклинические призмы; при легком нагревании теряет кристаллизационную воду, с изменением цвета соли в голубой; уд. вес 1,81; t°nJl_ 87°. Безводный СоС12—синего цвета, уд. в 3,35; при сильном нагревании возгоняется. Растворимость в воде: при 0°—40,5 г, при 100°—ок. 100 г СоС12 в 100 г Н20; растворяется также в конц. кислотах, е, ацетоне и этиленгликоле. Водные растворы СоС12—розового цвета; растворы в концентрирован. НС1, Н2804ие—интенсивно синего. Приготовляется растворением СоО, Со(ОН)2 или СоС03 в соляной кислоте. Один из наиболее употребительных кобальтовых препаратов в лабораторной практике.
Азотнокислый кобальт, Со(Х03)2-6Н20,моноклиническ. призмы или пластинки красного цвета; удельн. вес 1,83; 1°пл. 56°; гигроскопичен. Хорошо растворим в воде [при 18° — около 41% Co(N03)2] и в е. Получается растворением закиси, гидрата закиси, окиси, сульфида или карбоната Со в азотной кислоте. Азотнокислый кобальт является обычным продажным препаратом кобальта; рекомендовался как противоядие при отравлениях цианистыми соединениями.
Сернокислый кобальт, CoS04-7H20, красные кристаллы; уд. вес 1,92; t°njl. 97°. Легко растворяется в воде (при 0°—24,5 г, при 20° — 36,4 г, при 70° — 65,7 г CoS04 в 100 г Н20); очень мало растворим в е. В природе встречается в виде минерала биберита. Безводный CoS04 не синего, а розового цвета и имеет уд. вес 3,53. Получается растворением СоО или металлическ. кобальта в серной кислоте, а также окислением CoS на воздухе. Дает двойные соли с сульфатами Na, К и NH4.
Углекислый кобальт, СоС03,— кристаллизуется в красных ромбоэдрах; уд. вес 4,13; при нагревании разлагается ниже 1°пл.· В в°Де нерастворим, легко растворяется в кислотах. Из растворимых солей К. он может быть получен (в виде СоС03-6Н20) путем осаждения избытком NaHC03 и С02 при охлаждении; осаждение содой в обычных условиях дает основные соли.
Силикаты кобальта, кремнекислые соли, темносинего цвета, образуются при сплавлении стекла с оки Со. Они являются составной частью кобальтовых синих стекол и шмальты (смотрите), употребляемой в качестве керамической краски. овокислый кобальт, Co3(As04)2-8H20,—красного цвета, нерастворим в воде. В природном виде представляет минерал кобальтовый цвет; искусственно получается осаждением из солей Со при помощи K3As04; при прокаливании он дает кобальтовую красную краску.
Алюминат кобальта, СоО-А1203,— кристаллизуется в правильной системе, нерастворим в воде. Применяется в качестве синей краски.
Калийкобальтинитрит, K3Co(N02)6-• ЗН20,—желтый кристаллич. порошок, очень мало растворимый в воде (1 :1120 при 17°); получение его указано в аналитических реакциях. В виде K3Co(N02)6 · Н20 употребляется как желтая краска.
Цианистые комплексные соли кобальта — см. Цианистые соединения.
Кобальтка рб о н и л, Со(СО)4—см. Окись углерода.
Лит.: Менделеев Д. И., Основы химии,
9 изд., т. 2, гл. 22 и дополн. к ней, М.—Л., 1928;Hand-buch d. anorgan. Chemie, hrsg. v. R. Abegg u. F. Auerbach, B. 4, Leipzig, 1921—23; Gmelin-Kraut’s Handbuch der anorganischen Chemie, 7 Auilage, Heidelberg, 1907—1928; Ullm. Enz., B. 7; см. также Кобальт. В. Янковсний.