ХЛОРИД КОБАЛЬТА (COCL2 (: СОСТАВ, НОМЕНКЛАТУРА, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2024

Хлорид кобальта или кобальт хлорид (II) , представляет собой неорганическое твердое вещество , образованное объединение металлического кобальта в степени окисления +2 с хлорид - ионом. Его химическая формула - CoCl ₂ .

CoCl ₂ представляет собой твердое кристаллическое вещество, которое в гидратированной форме имеет красно-фиолетовый цвет. Осторожно нагрейте и удалите гидратную воду, она станет синей. Эти изменения цвета связаны с изменением вашего координационного числа.

Кристаллы гидратированного хлорида кобальта. Chemicalinterest. Источник: Wikimedia Commons.

В прошлом его использовали для лечения определенных типов анемии, но было обнаружено, что он может вызвать проблемы с сердцем, глухоту, желудочно-кишечные проблемы, нарушение функции щитовидной железы и атеросклероз. По этим причинам его перестали использовать и все еще изучаются.

CoCl ₂ используется для ускорения различных химических реакций. Его гексагидратная форма в растворе используется в качестве эталона для некоторых химических анализов.

Он используется для имитации гипоксии или низкой концентрации кислорода в определенных биологических или медико-научных исследованиях. Он также использовался для улучшения некоторых механических свойств полимеров.

Структура

Хлорид кобальта (II) состоит из атома кобальта в степени окисления +2 и двух хлорид-анионов Cl ^- .

Электронная конфигурация катиона Co ²⁺ :

1с ² , 2с ² 2п ⁶ , 3с ² 3п ⁶ 3д ⁷ , 4с ⁰ ,

потому что он потерял 2 электрона из оболочки 4s.

Электронная структура аниона Cl ^- :

1с ² , 2с ² 2п ⁶ , 3с ² 3п ⁶ ,

потому что он получил электрон в 3p-оболочке.

Номенклатура

-Хлорид кобальта (II)

-Хлорид кобальта

-Дихлорид кобальта

-Dichlorocobalt

-Мюриат кобальта

-CoCl ₂ : безводный хлорид кобальта (без гидратационной воды)

-CoCl _{2 •} 2H ₂ O: дигидрат хлорида кобальта

-CoCl _{2 •} 6H ₂ O: гексагидрат хлорида кобальта

свойства

Физическое состояние

Кристаллическое твердое вещество, цвет которого зависит от степени гидратации.

Безводный CoCl ₂ : бледно-голубой

Безводный хлорид кобальта. W. Oelen. Источник: Wikimedia Commons.

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: фиолетовый

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: красно-фиолетовый или розовый

Гидратированный хлорид кобальта. W. Oelen. Источник: Wikimedia Commons.

Молекулярный вес

CoCl ₂ : 129,84 г / моль

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 165,87 г / моль

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 237,93 г / моль

Температура плавления

CoCl ₂ : 735 ºC

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 86 ºC

Точка кипения

CoCl ₂ : 1053 ºC

плотность

CoCl ₂ : 3,356 г / см ³

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 2,477 г / см ³

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 1,924 г / см ³

Растворимость

CoCl ₂ : 45 г / 100 мл воды

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 76 г / 100 мл воды

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 93 г / 100 мл воды

Другие свойства

Гексагидрат хлорида кобальта (II) имеет розовый цвет, но при небольшом нагревании он становится синим, поскольку теряет воду. Если безводный CoCl ₂ оставить во влажной атмосфере, он станет розовым.

Цвет иона кобальта зависит от координационного числа, то есть от групп, присоединенных к иону Co ²⁺ . Координационное число 6 соответствует розовым соединениям, а координационное число 4 соответствует синим соединениям.

Когда CoCl ₂ находится в водном растворе, происходит следующее равновесие:

Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ + 4 Cl ^- ⇔ CoCl ₄ ^- + 6 H ₂ O

Когда равновесие смещается в сторону Co (H ₂ O) ₆ ^++, раствор становится красным, а при смещении в сторону CoCl ₄ ^- раствор синего цвета.

Приложения

Лечение особых случаев анемии

Хлорид кобальта широко использовался с 1930-х годов для лечения некоторых типов анемии как в Европе, так и в США.

Его пероральный прием способствует увеличению гемоглобина, количества эритроцитов и гематокрита. Ответ пропорционален использованной дозе. Это потому, что он оказывает стимулирующее действие на костный мозг.

Иллюстрация красных кровяных телец в крови. Автор: Герд Альтманн. Источник: Pixabay.

Однако его использование было прекращено из-за побочных эффектов, таких как расстройство желудочно-кишечного тракта, кардиомиопатии, глухота по нервам и нарушение функции щитовидной железы.

Несмотря на такие недостатки, в 1975 году он был успешно испытан на пациентах с почечной недостаточностью, у которых анемия вызвана повторной кровопотерей из-за диализа.

Было обнаружено, что у этих пациентов увеличиваются гематокрит и объем эритроцитов, что указывает на стимуляцию эритропоэза или образования эритроцитов.

По этой причине хлорид кобальта считался ценным для пациентов, находящихся на гемодиализе, у которых другие способы облегчить анемию не помогли.

Однако позже было обнаружено, что высокие уровни Co ²⁺ в крови связаны с атеросклерозом, поэтому в настоящее время проводятся дополнительные исследования для определения его потенциальных преимуществ или вреда для этого типа пациентов.

В катализе химических реакций

Хлорид кобальта применяется для ускорения некоторых химических реакций.

Например, при этерификации высокомолекулярных ненасыщенных соединений использование CoCl ₂ в качестве катализатора приводит к получению желаемого продукта без образования побочных производных.

Увеличение концентрации CoCl ₂ и температуры увеличивает скорость реакции.

Стандарт в химическом анализе

CoCl _{2 •} 6H ₂ O используется в качестве стандарта или эталона цвета в некоторых методах анализа Американской ассоциации общественного здравоохранения или APHA (Американской ассоциации общественного здравоохранения).

Окрашенные растворы хлорида кобальта в различных равновесиях с соляной кислотой HCl. Chemicalinterest. Источник: Wikimedia Commons.

В исследовании ишемии

Ишемия - это снижение кровотока в какой-либо части тела, и постоянно исследуются средства, позволяющие избежать этого или предотвратить его последствия.

Было обнаружено, что CoCl ₂ может вызывать апоптоз или гибель клеток модели рака.

CoCl ₂ запускает производство активных форм кислорода в таких модельных раковых клетках, что приводит к их гибели в результате апоптоза. Говорят, что он вызывает реакцию, имитирующую гипоксию.

Этот результат указывает на то, что CoCl ₂ может помочь исследовать молекулярный механизм гибели клеток, связанной с гипоксией, и найти средства против ишемии.

Как модель для имитации гипоксии в биологических и медицинских исследованиях

Гипоксия - это снижение доступного кислорода, необходимого для функционирования клетки. CoCl ₂ - одно из соединений, используемых в медицинских, научных и биологических исследованиях для индукции химической гипоксии.

Механизм действия CoCl ₂ в клетках дает исследователю больше времени для манипулирования и анализа их образцов в условиях гипоксии.

Его использование считается надежным методом, поскольку позволяет проводить эксперименты в условиях низкого содержания кислорода без использования специальных камер.

Однако интерпретация полученных результатов должна быть тщательно пересмотрена, поскольку исследователь должен убедиться, что кобальт не имеет других эффектов на функцию исследуемых клеток, кроме имитации гипоксии.

В исследованиях использования воды в качестве источника водорода

Хлорид кобальта был изучен как катализатор при исследовании получения водорода из воды с использованием солнечной энергии.

Ион Co ²⁺ может действовать как гомогенный катализатор во время фотохимического окисления воды в кислых условиях (присутствие кислоты HCl и pH 3), чтобы избежать осаждения.

Этот тип исследования проливает свет и помогает в поисках чистой энергии и устойчивой солнечной энергии.

Для улучшения механических свойств полимеров.

Некоторые исследователи включали CoCl ₂ в смеси акрилонитрил-бутадиен-стирола или полимеров ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол) с нитрил-бутадиеновым каучуком или NBR (нитрил-бутадиен-каучук).

CoCl _{2 был} включен в смесь ABS-NBR, и все было подвергнуто горячему прессованию. Результаты показывают, что NBR был равномерно диспергирован в ABS и что CoCl ₂ имеет тенденцию распределяться в фазе NBR.

Координационная реакция между катионами Co ²⁺ 'и группами -CN положительно влияет на механические свойства. Увеличение содержания CoCl ₂ увеличивает прочность на разрыв и легкость изгиба.

Однако наблюдались снижение термической стабильности и проблемы с поглощением воды из CoCl ₂ , поэтому исследования этого типа смеси будут продолжены.

Вредное или смертельное введение лошадям

CoCl ₂ использовался в очень небольших количествах в корме для лошадей.

Кобальт является важным элементом (в следовых количествах) в рационе лошади, поскольку бактерии в их кишечном тракте используют его для синтеза витамина B12 (кобаламина).

Однако недавние исследования (2019 г.) показывают, что добавление кобальта в корм для лошадей бесполезно и бесполезно и может быть потенциально смертельным для этих животных.

Лошади не нуждаются в дополнительных добавках хлорида кобальта. Автор: Алексас Фото. Источник: Pixabay.

Ссылки

1. Wenzel, RG et al. (2019). Накопление кобальта у лошадей после многократного введения хлорида кобальта. Австралийский ветеринарный журнал 2019, Early View, 16 августа 2019 г. Получено с onlinelibrary.wiley.com.
2. Муньос-Санчес, Х. и Чанес-Карденас, М. (2018). Использование хлорида кобальта в качестве модели химической гипоксии. Журнал прикладной токсикологии 2018, 39 (4): 1-15. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
3. Лю, Х. и др. (2015). Гомогенное фотохимическое окисление воды хлоридом кобальта в кислых средах. Каталисты ACS 2015, 5, 4994-4999. Восстановлено с pubs.acs.org.
4. Shao, C. et al. (2018). Смеси акрилонитрил-бутадиен-стирол / нитрилбутадиеновый каучук, усиленные безводным хлоридом кобальта. Journal of Applied Polymer Science 2018, Volume 135, Issue 41. Получено с onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. et al. (2001). Хлорид кобальта индуцирует апоптоз клеток PC12 посредством активных форм кислорода и сопровождается активацией AP-1. Журнал Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
6. Urteaga, L. et al. (1994). Кинетическое исследование синтеза н-октилоктаноата с использованием хлорида кобальта в качестве катализатора. Chem. Eng., Technol. 17 (1994) 210-215. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
7. Мердок, HRJr. (1959). Исследования по фармакологии хлорида кобальта. Журнал Американской фармацевтической ассоциации 1959 г., том 48, выпуск 3, страницы 140–142. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
8. Боуи, Е.А. и Херли, П.Дж. (1975). Хлорид кобальта в лечении рефрактерной анемии у пациентов, находящихся на длительном гемодиализе. Медицинский журнал Австралии и Новой Зеландии, 1975 г., том 5, выпуск 4, стр. 306-314. Получено с сайта onlinelibrary.wiley.com.
9. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
10. Дин, JA (редактор) (1973). Справочник Ланге по химии. Одиннадцатое издание. Книжная компания Макгроу-Хилл.
11. Babor, JA и Ibarz, J. (1965). Современная общая химия. 7-е издание. Редакция Marín, SA