NGUYÊN TỐ HÓA HỌC COBALT

NGUYÊN TỐ HÓA HỌC COBALT GVHD: NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG Thực hiện: Bùi Thị Ngọc Hân (2102244) Châu Quốc Hùng (2102247) Huỳnh Hoàng Long (2102260) Lê Đăng Khoa (2102253) Lịch sử nguyên tố  Coban phát vào khoảng thời gian 1730 – 1737 nhà khoa học người Thụy Điển Georg Brandt (1694 – 1768) Vào năm 1938, Jonh Livingood Glenn Seaborg phát đồng vị Co-60  Coban biết đến từ thời cổ đại thông qua hợp chất tạo cho thủy tinh có màu xanh dương đậm  Tên gọi Coban xuất xứ từ tiếng Đức kobalt kobold, nghĩa “linh hồn quỷ dữ” Theo tiếng Hy Lạp kobalos, nghĩa “mỏ” có nguồn gốc chung với kobold, coblin cobalt Phương pháp điều chế  Dùng H2 để khử Coban(II) oxit oxit khác: CoO + H2  Co + H2O  Điện phân dung dịch CoSO4 nước với cực dương thép không gỉ xử lí bề mặt cực âm chì tinh khiết Sản phẩm thu có chứa 99,1% - 99,2% Coban, tạp chất lại Niken 2CoSO4 + 2H2O  2Co + O2 + 2H2SO4  Trong công nghiệp người ta đốt cháy Cobantin ( CoAsS) để chuyển hóa kim loại thành oxit kim loại As S thoát dạng As 2o3 SO2 Chế hóa oxit kim loại với dung dịch HCl để chuyển chúng thành clorua Nâng cao pH dung dịch clorua lại thêm clorua vôi để oxi hóa Co(II) 2Co(OH)2 + CaOCl2  2Co(OH)3 + CaCl2 Nung kết tủa thành oxit dùng C khử: Co3O4 + 4C  3Co + 4CO Coban thu dạng bột ép lại nấu chảy lò điện Ứng dụng          Hợp chất Cobalt Gadolini chất siêu làm lạnh Nam châm ( nam châm Alnico) Coban có độ cứng, có màu trắng bạc khả chống oxi hóa nên dùng kỹ thuật mạ điện Tác nhân làm khô cho sơn, véc ni, mực Dùng làm lớp phủ bề mặt cho gốm sứ, men, thủy tinh Thuốc nhuộm (Coban màu xanh dương Coban màu xanh lục) Điện cực pin điện Chất xúc tác cho công nghiệp dầu khí hóa chất Đồng vị Co-60 dùng làm nguồn tạo tia gammar  Dùng xạ trị  Tiệt trùng thực phẩm  Dùng công nghiệp hạt nhân để tìm sai sót kết cấu phận kim loại Tính chất hóa học Là kim loại hoạt động trung bình tác dụng với nhiều đơn chất hợp chất: Với Hidro  Coban không phản ứng trực tiếp với H , trạng thái bột nhỏ nhiệt độ cao hấp thụ lượng lớn (ở 1200 0C, 100g Co hấp thụ 5,46 cm3 H2)  Các hợp chất với H2 thành phần xác định điều chế phương pháp gián tiếp tạo thành hidrua bền CoH, CoH Với halogen Cobalt phản ứng mạnh với halogen tạo thành hợp chất halogenua (trừ Flo tạo hỗn hợp CoF2 CoF3 ) Co + X2  CoX2 c Tính chất hóa học Với O2 S  Ở điều kiện thường, Co bền với không khí nhiệt độ 300 0C bị oxi hóa tạo CoO 5000C tạo Co3O4 2Co + O2  2CoO 3Co + 2O2  Co3O4 Tác dụng với S đun nóng nhẹ tạo nên hợp chất không hợp thức có thành phần gần với CoS Co + S  CoS Với N2 P   Coban không phản ứng trực tiếp với N2 , hợp chất nitrua Co2N, Co3N, Co3N2 điều điều chế phương pháp gián tiếp bền  Tác dụng với P ampun hàn tạo dung dịch rắn cứng với hợp chất có thành phần Co2P, CoP, CoP3 Tính chất hóa học Với axit  Với axit vô loãng HCl, H2SO4 , HNO3… Coban phản ứng trực tiếp với ion H3O+ phản ứng chậm khó tan Co + HCl  CoCl2 + H2  Với H2SO4 , HNO3 đặc nguội, Co bị thụ động hóa tạo bề mặt kim loại lớp oxit trơ không tan axit Khi đun nóng phản ứng xảy nhanh phụ thuộc vào nhiệt độ: Co + HNO3  Co(NO3)2 + NO2 + H2O Với kiềm Với dung dịch kiềm, điều kiện thường thực tế không tác dụng với Coban Tuy nhiên, đun sôi có mặt O , Co tan dần 4Co + 3O2 + 4NaOH  4NaCoO2 + 3H2O Với nước Coban không bị nước ăn mòn nhiệt độ thường, cho nước qua Co nung nóng đỏ khử nước tạo oxit khí H Co + H2O(h)  CoO +H2 Các hợp chất Cobalt 1.Hợp chất Co(0)  Coban Octacacbony [Co2(CO)8] chất dạng suốt, màu đỏ - da cam,nóng chảy 510C Do có số lẻ electron Co tạo nên hợp chất Cacbonyl dạng đime [Co(CO)4]2 , nghĩa quy tắc khí tuân theo  Tác dụng với dung dịch kiềm, tan rượu este bị nước phân hủy 6[Co2(CO)8] + NaOH  8HCo(CO)4 + Na2CO3 + Co4(CO)12 3[Co2(CO)8] + 4H2O  4HCo(CO)4 + 8CO Các hợp hất Cobalt Hợp chất Co(II) a) Co (II) oxit: thường dùng làm chất xúc tác, bột màu sản xuất thủy tinh, gốm  Co có tính lưỡng tính,vừa tan axit vừa tan dung dịch kiềm mạnh, đặc nóng tạo nên dung dịch màu xanh lam chứa ion [Co(OH) 4]2-   CoO điều chế trực tiếp từ đơn chất nhiệt phân muối cacbonat, nitrat oxalat hay nhiệt phân hydroxit CoC2O4  CoO + CO + CO2 b) Co (II) hidroxit: Là chất kết tủa không nhầy, có kiến trúc lớp, không tan nước, tan dung dịch NH3 tạo phức amoniacat Co(OH)2 + NH3  [Co(NH3)6](OH)2  Co(OH)2 điều chế cho muối kim loại (II) tác dụng với dung dịch kiềm mạnh, ) ban đầu tạo kết tủa muối bazơ tạo nên kết tủa hidroxit: CoCl2 (dd)  CoOHCl (r)  Co(OH)2 (r) Các hợp chất Cobalt Hợp chất muối Co (II)  Các muối halogenua Co(II) điều kiện thường phần lớn kết tinh với sáu phân tử H2O (trừ florua ), dễ tan nước rượu     Ở trạng thái khan có màu khác chịu ảnh hưởng anion: F- : đỏ nhạt Cl- : xanh nhạt Br- : lục nhạt I- : đen CoCl2 dạng khan chất bột màu xanh lơ, hấp thụ mạnh H 2O tạo CoCl2.6H2O (tnc = 722°C) dễ tan nước Khi muối CoCl 2.6H2O bị phần nước kết tinh kèm theo thay đổi màu sắc rõ rệt : CoCl2.6H2O  CoCl2.4H2O  CoCl2.2H2O  CoCl2.H2O  CoCl2 (đỏ-hồng) (hồng) (tím xanh) (xanh lam) Khi cho H2O tác dụng lên CoCl2 khan xảy trình ngược lại Lợi dụng tính chất này, người ta dùng CoCl làm chất thị độ ẩm silicagel ẩm kế Các hợp chất Cobalt Hợp chất Co (III) a) Co (III) oxit: chất oxi hóa mạnh, tác dụng với axit Co2O3 + 6HCl  2CoCl2 + 3H2O + Cl2 Được điều chế cách nhiệt phân muối nitrat 4Co(NO)3  2Co2O3 + 8NO2 + O2 b) Co (III) hidroxit: Co(OH)3 kết tủa màu nâu đun nóng nhẹ biến thành Co 3O4 CoO Co(OH)3  CoOOH  Co3O4  CoO Được điều chế chất oxi hóa mạnh với Coban (II) hidroxit 2Co(OH)2 + H2O2  2Co(OH)3 Các hợp chất phức Cobalt Phức chất Cobalt  Natrihexanitrocobanat (Na [Co(NO ) ]    Là thuốc thử thông dụng phòng thí nghiệm Là chất dạng bột nhỏ màu vàng, tan nước dùng để định lượng K + , Rb+ Cs+ Được điều chế muối Coban(II) với dung dịch đặc NaNO 50% CH3COOH CoCl2 + 7NaNO2 + 2CH3COOH  Na3[Co(NO2)6] + NO + 2NaCl + H2O + 2NaCH3CO2  Kali cobantixianua K3[Co(CN)6] tinh thể màu vàng, thu cho muối Co(II) tác dụng với KCN: 2CoCl2 + 12KCN + 2H2O  2K3[Co(CN)6] + 4KCl + 2KOH + H2 Nhận biết    Do Co có từ tính mạnh mạnh Fe, yếu Ni, cụ thể sau:  Co có từ tính đến 10750C  Fe có từ tính đến 7700C  Ni có từ tính đến 36200C Do dùng nam châm để nhận biết Co Nhận biết ion Co2+ : Co2+ kết hợp với SCN- tạo nên [Co(SCN)4]2- có màu xanh lam Khi pha loãng nước, dung dịch màu xanh lam trở màu đỏ hồng [...]...Các hợp chất của Cobalt 4 Hợp chất Co (III) a) Co (III) oxit: là chất oxi hóa mạnh, tác dụng với axit Co2O3 + 6HCl  2CoCl2 + 3H2O + Cl2 Được điều chế bằng cách nhiệt phân muối nitrat của nó 4Co(NO)3  2Co2O3 + 8NO2 + O2 b) Co (III) hidroxit: Co(OH)3 là kết tủa màu nâu khi đun nóng nhẹ biến thành Co 3O4 và CoO Co(OH)3  CoOOH  Co3O4  CoO Được điều chế bằng những chất oxi hóa mạnh với Coban (II)... nâu khi đun nóng nhẹ biến thành Co 3O4 và CoO Co(OH)3  CoOOH  Co3O4  CoO Được điều chế bằng những chất oxi hóa mạnh với Coban (II) hidroxit 2Co(OH)2 + H2O2  2Co(OH)3 Các hợp chất phức của Cobalt 5 Phức chất của Cobalt  Natrihexanitrocobanat (Na [Co(NO ) ] 3 2 6    Là thuốc thử thông dụng trong phòng thí nghiệm Là chất ở dạng bột nhỏ màu vàng, tan trong nước dùng để định lượng K + , Rb+ và Cs+ ...Lịch sử nguyên tố  Coban phát vào khoảng thời gian 1730 – 1737 nhà khoa học người Thụy Điển Georg Brandt (1694 – 1768) Vào năm 1938, Jonh... chuyển hóa kim loại thành oxit kim loại As S thoát dạng As 2o3 SO2 Chế hóa oxit kim loại với dung dịch HCl để chuyển chúng thành clorua Nâng cao pH dung dịch clorua lại thêm clorua vôi để oxi hóa. .. nghiệp dầu khí hóa chất Đồng vị Co-60 dùng làm nguồn tạo tia gammar  Dùng xạ trị  Tiệt trùng thực phẩm  Dùng công nghiệp hạt nhân để tìm sai sót kết cấu phận kim loại Tính chất hóa học Là kim