КОБАЛТОВ ХЛОРИД (COCL2 (: СТРУКТУРА, НОМЕНКЛАТУРА, СВОЙСТВА) - ХИМИЯ - 2024

На кобалтов хлорид или кобалтов хлорид (II) е неорганична твърдо вещество от обединението на кобалт метал в състояние на два окисление с хлориден йон. Химическата му формула е CoCl ₂.

CoCl ₂ е кристално твърдо вещество, което е в хидратирана форма с червено-виолетов цвят. Нежно го загрява и премахва водата на хидратация става синя. Тези промени в цвета се дължат на промяната на вашия координиращ номер.

Хидратирани кристали на кобалтов хлорид. Chemicalinterest. Източник: Wikimedia Commons.

В миналото е бил използван за лечение на някои видове анемия, но е установено, че причинява сърдечни проблеми, глухота, стомашно-чревни проблеми, лоша функция на щитовидната жлеза и атеросклероза. Поради тези причини той спря да се използва и все още се проучва.

CoCl ₂ се използва за ускоряване на различни химични реакции. Неговата форма на хексахидрат в разтвор се използва като еталон за някои химични анализи.

Използва се за имитиране на хипоксия или ниска концентрация на кислород при определени биологични или медицински научно-изследователски опит. Използва се и за подобряване на някои механични свойства на полимерите.

структура

Хлоридът на кобалт (II) е съставен от атом на кобалт в състояние на окисляване +2 и два Cl ^- хлоридни аниона.

Електронната конфигурация на катиона Co ²⁺ е:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁷, 4s ⁰, защото е загубил 2-те електрона от черупката на 4s.

Електронната структура на Cl ^- аниона е:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶, защото е натрупал електрон в 3p обвивката.

номенклатура

-Кобалт (II) хлорид

-Кобалт хлорид

-Кобалт дихлорид

-Dichlorocobalt

-Муриат на кобалт

-CoCl ₂: безводен кобалтов хлорид (без вода на хидратация)

-CO-CI _{2 •} 2Н ₂ О: кобалтов хлорид дихидрат

-CO-CI _{2 •} 6H ₂ O: кобалтов хлорид хексахидрат

Имоти

Физическо състояние

Кристално твърдо вещество, чийто цвят зависи от степента на хидратация.

Безводен CoCl ₂: бледо син

Безводен кобалтов хлорид. W. Oelen. Източник: Wikimedia Commons.

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: виолетов

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: червено-лилаво или розово

Хидратиран кобалтов хлорид. W. Oelen. Източник: Wikimedia Commons.

Молекулно тегло

СоСЬ ₂: 129,84 гр / мол

СоСЬ _{2 •} 2Н ₂ О: 165.87 грама / мол

СоСЬ _{2 •} 6H ₂ O: 237,93 гр / мол

Точка на топене

CoCl ₂: 735 ºC

СоСЬ _{2 •} 6H ₂ O: 86 ° С

Точка на кипене

CoCl ₂: 1053 ºC

плътност

СоСЬ ₂: 3,356 г / см ³

СоСЬ _{2 •} 2Н ₂ О: 2.477 гр / см ³

СоСЬ _{2 •} 6H ₂ O: 1,924 гр / см ³

разтворимост

CoCl ₂: 45 g / 100 ml вода

СоСЬ _{2 •} 2Н ₂ О: 76 г / 100 ml вода

СоСЬ _{2 •} 6H ₂ O: 93 грам / 100 ml вода

Други свойства

Хексахидратът на кобалт (II) хлорид е розов, но при леко нагряване става син, тъй като губи вода. Ако безводният CoCl ₂ се остави във влажна атмосфера, той става розов.

Цветът на кобалтовия йон зависи от координационния номер, тоест от групите, прикрепени към йона Co ²⁺. Координационно число 6 съответства на розовите съединения, а координационното число от 4 резултира в сини съединения.

Когато CoCl ₂ е във воден разтвор, се получава следното равновесие:

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

Когато равновесието се измести към Co (H ₂ O) ₆ ^++, разтворът е червен, докато когато се измести към CoCl ₄ ^- разтворът е син.

Приложения

Лечение на специални случаи на анемия

Кобалтовият хлорид се използва широко от 30-те години на миналия век за лечение на някои видове анемия, както в Европа, така и в САЩ.

Пероралното му приложение благоприятства увеличаване на хемоглобина, броя на еритроцитите и хематокрита. Отговорът е пропорционален на използваната доза. Това е така, защото упражнява стимулиращо действие върху костния мозък.

Илюстрация на червени кръвни клетки в кръвта. Автор: Герд Алтман. Източник: Pixabay

Употребата му обаче е прекратена поради странични ефекти като стомашно-чревно разстройство, кардиомиопатии, нервна глухота и нарушена функция на щитовидната жлеза.

Въпреки такива недостатъци, през 1975 г. той успешно се тества при пациенти с бъбречна недостатъчност, чиято анемия е причинена от многократна загуба на кръв поради диализа.

Установено е, че обемът на хематокрита и червените клетки се увеличава при тези пациенти, което показва стимулация на еритропоезата или образуването на червени кръвни клетки.

Поради тази причина се смята, че кобалтовият хлорид има стойност при пациенти на хемодиализа, при които други начини за облекчаване на анемията не са успели.

По-късно обаче беше наблюдавано, че високите нива на Co ²⁺ в кръвта са свързани с атеросклероза, поради което в момента се провеждат още изследвания, за да се определят потенциалните ползи или вреди за този тип пациенти.

При катализа на химични реакции

Кобалтовият хлорид има приложение при ускоряване на определени химични реакции.

Например, при естерификацията на ненаситени съединения с високо молекулно тегло, използването на CoCl ₂ като катализатор води до получаване на желания продукт без образуване на съпътстващи производни.

Увеличаването на концентрацията на СоСЬ ₂ и температурата се увеличава скоростта на реакцията.

Като стандарт в химичния анализ

CoCl _{2 •} 6H ₂ O се използва като еталон или цвят за сравнение в някои методи за анализ на Американската асоциация за обществено здраве или APHA (Американска асоциация за обществено здраве).

Оцветени разтвори на кобалт хлорид в различни равновесии с солна киселина HCl. Chemicalinterest. Източник: Wikimedia Commons.

При исхемични изследвания

Исхемията е намаляването на притока на кръв в част от тялото и лекарствата непрекъснато се изследват, за да се избегне това или да се предотвратят последствията от него.

Установено е, че CoCl ₂ може да индуцира апоптоза или клетъчна смърт на ракови модели клетки.

CoCl ₂ задейства производството на реактивни видове кислород в такива ракови модели клетки, което води до тяхната смърт чрез апоптоза. Твърди се, че предизвиква хипоксия, имитиращ отговор.

Този резултат показва, че CoCl ₂ може да помогне за изследване на молекулния механизъм при свързана с хипоксия клетъчна смърт и за намиране на лекарства срещу исхемия.

Като модел за имитиране на хипоксия при биологични и медицински изследвания

Хипоксията е намаляването на наличния кислород, необходим за функцията на клетката. CoCl ₂ е едно от съединенията, използвани в медико-научните и биологични изследвания за предизвикване на химическа хипоксия.

Механизмът на действие на CoCl ₂ в клетките дава на изследователя по-дълго време да манипулира и анализира техните проби при хипоксични условия.

Използването му се счита за надежден метод, тъй като позволява експерименти при условия с нисък кислород, без да се използват специални камери.

Тълкуването на получените резултати обаче трябва да бъде внимателно преразгледано, тъй като изследователят трябва да гарантира, че кобалтът няма други ефекти върху функцията на изследваните клетки освен имитираща хипоксия.

При изследвания за използването на водата като източник на водород

Кобалтовият хлорид е проучен като катализатор при изследването за получаване на водород от вода, използваща слънчева енергия.

Йонът на Co ²⁺ може да действа като хомогенен катализатор по време на фотохимичното окисляване на водата при киселинни условия (наличие на кисела НС1 и рН 3), за да се избегне утаяването.

Този вид проучване хвърля светлина и помага в търсенето на чиста енергия и устойчива слънчева енергия.

За подобряване на механичните свойства на полимерите

Някои изследователи включиха CoCl ₂ в акрилонитрил-бутадиен-стирен или ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирен) полимерни смеси с нитрил-бутадиенов каучук или NBR (нитрил-бутадиен-каучук).

CoCl _{2 беше} включен в сместа ABS-NBR и цялото беше горещо компресирано. Резултатите показват, че NBR е равномерно разпределен в ABS и че CoCl ₂ има тенденция да се разпределя във фазата на NBR.

Координационната реакция между катионите на Co ²⁺ и групите -CN оказва положително влияние върху механичните свойства. Увеличаването на съдържанието на CoCl ₂ увеличава якостта на опън и лесното огъване.

Наблюдава се обаче намаляване на термичната стабилност и проблеми с абсорбцията на вода от CoCl ₂, така че този тип смес ще продължи да се изследва.

Вредно или смъртоносно приложение на коне

CoCl ₂ се използва в много малки количества в храните за коне.

Кобалът е важен елемент (в следи) за диетата на коня, тъй като бактериите в чревния им тракт го използват за синтезиране на витамин В12 (кобаламин).

Въпреки това, последните проучвания (2019 г.) сочат, че добавката на кобалт в храната за коне не е нито полезна, нито необходима и че може да бъде потенциално смъртоносна за тези животни.

Конете не изискват допълнителна добавка на кобалтов хлорид. Автор: Алексас Фотос. Източник: Pixabay

Препратки

1. Wenzel, RG et al. (2019). Натрупване на кобалт в коне след многократно приложение на кобалтов хлорид. Австралийски ветеринарен журнал 2019, Ранен преглед, 16 август 2019. Възстановен от onlinelibrary.wiley.com.
2. Muñoz-Sánchez, J. и Chánez-Cardenas, M. (2018). Използването на кобалтов хлорид като модел на химическа хипоксия. Списание за приложна токсикология 2018, 39 (4): 1-15. Възстановено от onlinelibrary.wiley.com.
3. Liu, H. et al. (2015). Хомогенно фотохимично окисляване на водата с кобалтов хлорид в кисела среда. ACS Catalists 2015, 5, 4994-4999. Възстановено от pubs.acs.org.
4. Shao, C. et al. (2018). Акрилонитрил-бутадиен-стирен / нитрил-бутадиенови смеси, подсилени от безводен кобалт хлорид. Списание за приложна полимерна наука 2018, том 135, брой 41. Извлечено от onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. et al. (2001 г.). Кобалтовият хлорид предизвиква апоптоза на клетките PC12 чрез реактивни кислородни видове, придружени с активиране на AP-1. Journal of Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. Възстановено от onlinelibrary.wiley.com.
6. Urteaga, L. et al. (1994). Кинетично изследване на синтеза на n-октил октаноат, използвайки кобалтов хлорид като катализатор. Хим. Инж. Технол. 17 (1994) 210-215. Възстановено от onlinelibrary.wiley.com.
7. Мърдок, HRJr. (1959). Проучвания по фармакология на кобалтовия хлорид. Списание на Американската фармацевтична асоциация 1959, том 48, брой 3, страници 140-142. Възстановено от onlinelibrary.wiley.com.
8. Bowie, EA и Hurley, PJ (1975). Кобалтов хлорид при лечение на рефракторна анемия при пациенти, подложени на дългосрочна хемодиализа. Australian and New Zealand Journal of Medicine 1975, том 5, брой 4, стр. 306-314. Възстановено от onlinelibrary.wiley.com.
9. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
10. Дийн, JA (редактор) (1973). Наръчник по химия на Ланге. Единадесето издание. McGraw-Hill Book Company.
11. Babor, JA и Ibarz, J. (1965). Съвременна обща химия. 7-мо издание. Редакция Marín, SA