ЩЕ МАТЕРІАЛИ ПО ТЕМІ:
Аква-іони кобальту (II) октаедричної конфігурації [Со (Н2 О) 6] 2+ забарвлені в рожевий колір, тому розбавлені водні розчини солей кобальту (II) також мають рожеве забарвлення. Однак при упарюванні водних розчинів солей кобальту (II) їх фіолетове забарвлення змінюється на синю, характерну для комплексів кобальту (II) тетраедричних структури.
Сполуки кобальту (II) порівняно легко окислюються до з'єднань кобальту (III), причому в ряді випадків - вже киснем повітря (розчиненим у воді), що необхідно враховувати при проведенні якісних реакцій на кобальт (II). У водних розчинах кобальт (II) і кобальт (III) присутні виключно в формі комплексних сполук. Комплекси кобальту (III) стійкіше комплексів кобальту (II), хоча відомі і стабільні комплекси кобальту (II).
а) Реакція з лугами. Катіони Со 2 при реакції з лугами спочатку утворюють синій осад гідроксосолі кобальту (II) (наприклад, CoOHCl), яка потім переходить в рожевий осад гідроксиду кобальту (II) Со (ОН) 2. Так, при взаємодії хлориду кобальту (II) з лугом реакція протікає за схемою:
Co 2+ + OH - + Cl - → CoOHCl ↓ (синій)
CoOHCl ↓ + OH - → Co (OH) 2 ↓ (рожевий) + Cl -
Рожевий гідроксид кобальту (II) Со (ОН) 2 повільно буріє внаслідок окислення киснем повітря до чорно-бурого гідроксиду кобальту (III):
Дія суміші Н2 О2 з лугом на розчин солі кобальту (П) відразу призводить до утворення чорно-бурого осаду Со (ОН) 3:
Якщо до рожевого осадку Со (ОН) 2 додати пероксид водню Н2 О2. то реакція окислення Со (ОН) 2 в чорно-бурий Со (ОН) 3 протікає практично миттєво.
Виконання реакції. В пробірку вносять 3 краплі розчину солі кобальту (II), наприклад, СоС12. і повільно, по краплях, при безперервному перемішуванні суміші додають водний розчин NaOH або КОН до освіти синього осаду CoOHCl, що переходить при подальшому збільшенні лугу в рожевий осад Со (ОН) 2. який через деякий час поступово темніє за рахунок окислення до Со (ОН) 3.
б) Реакція з аміаком. При реакції катіонів Со 2 з аміаком також спочатку утворюється синій осад основної солі. Подальше поповнення розчину аміаку приводить до розчинення осаду з утворенням гексаммінкобальт (II) -катіонов [Co (NH3) 6] 2+ брудно-жовтого кольору (розчин - жовтого кольору):
Co 2+ + NH3 # 8729; H2 O + Cl - → NH4 + + CoOHCl ↓ (синій)
На повітрі розчин поступово приймає вишнево-червоний колір внаслідок окислення кобальту (II) до кобальту (III) з утворенням хлоропентаммінкобальт (III) -аніонов [Co (NH3) 5 Cl] 2 вишнево-червоного кольору:
У присутності пероксиду водню і солей амонію реакція окислення Co 2+ до Co 3 протікає практично миттєво:
Виконання реакції. В пробірку вносять 3 краплі розчину хлориду кобальту (II) і повільно, по краплях додають розчин аміаку до випадання синього осаду CoOHCl. Додають кілька кристалів хлориду амонію і продовжують додаток розчину аміаку при перемішуванні суміші до повного розчинення осаду і освіти жовтого розчину. При стоянні на повітрі розчин поступово змінює забарвлення на вишнево-червону.
В іншу пробірку вносять 3 краплі розчину хлориду кобальту (II), додають 2 краплі розчину пероксиду водню і потім по краплях - розчин аміаку до випадання чорно-бурого осаду гідроксиду кобальту (III). Додають по краплях концентрований розчин аміаку до розчинення осаду і освіти вишнево-червоного розчину, що містить комплекси [Co (NH3) 5 Cl] 2+.
в) Реакція з тіоціанат-іонами. Катіони Со 2 в слабо кислому середовищі реагують з тіоціанат-іонами NCS - з утворенням синього комплексу - тетратіоціанатокобальтат (II) -іона:
Co 2+ + 4NCS - → [Co (NCS) 4] 2- (синій розчин)
Комплекс у водних розчинах нестійкий і рівновагу комплексоутворення зміщене вліво в бік утворення рожевого аквокомплекса кобальту (II).
Тому реакцію проводять при надлишку тиоцианат-іонів, щоб змістити рівновагу вправо.
Рівновага зміщується вправо також в водно-ацетонових розчинах, в силу чого реакцію іноді проводять в водно-ацетоновій середовищі (ацетон добре змішується з водою).
У розчинах органічних розчинників (ізоаміловий спирт, ефір) стійкість комплексу підвищується. Тому при проведенні даної реакції водний розчин, що містить катіони Со 2. змішують з невеликою кількістю органічних розчинників (зазвичай - суміш ізоамілового спирту і діетилового ефіру). При цьому тетратіоціанатний комплекс кобальту (II) переходить в органічну фазу і забарвлює її в синій колір. Межа виявлення іонів кобальту (II) цією реакцією - 0,5 мкг.
Проведенню реакції заважають катіони заліза (III) Fe 3+. міді (II) Сu 2+. також утворюють забарвлені сполуки з тіоціанат-іонами жовто-бурий комплекс міді (II) і червоні комплекси заліза (III). Заважає дію цих катіонів можна усунути, відновивши їх хлоридом олова (II) до заліза (II) і міді (I).
Заважає дію катіонів Fe 3+ усувають також, пов'язуючи їх в стійкі безбарвні комплекси такими маскують агентами, як фторид- і тартрат-аніони, додаючи фторид натрію NaF або тартрат натрію-калію NaKC4 H4 O6 відповідно. Як маскують агентів використовують також оксалат-іони С2 О4 2- і ортофосфат-іони РО4 3-.
Виконання реакції. У пробірку вносять 2 - 3 краплі розчину солі кобальту (II), додають 8 - 10 крапель насиченого розчину тіоціанат калію KNCS або амонію NH4 NCS (або кілька кристалів цих солей), 5 - 6 крапель органічного розчинника (ізоаміловий спирт або суміш ізоамілового спирту з діетиловим ефіром) і струшують суміш. Верхній шар органічної фази забарвлюється в синій колір.
В іншу пробірку вносять 2 - 3 краплі розчину солі кобальту (II), 2 3 краплі розчину солі заліза (III) і додають
5 - 6 крапель насиченого розчину тіоціанат калію або амонію. Розчин приймає червоне забарвлення - колір тіоціанатних комплексів заліза (Ш), на тлі якого можна побачити синє забарвлення тіоціанатних комплексів кобальту (II). До суміші додають порошкоподібні NaF або NaKC4 H4 O6 до зникнення червоного забарвлення. Потім додають 5-6 крапель органічного розчинника і струшують пробірку. Спостерігається синє забарвлення верхньої рідкої органічної фази.
Реакцію можна також проводити крапельним методом на фільтрувальної папері. Для цього на лист фільтрувального паперу наносять краплю концентрованого розчину тіоціанат калію або амонію, краплю розчину солі кобальту (II) і висушують папір на повітрі.
Спостерігають утворення синього плями.
г) Реакція з сульфід-іонами. Катіони Со 2 при реакції з сульфід-іонами утворюють чорний осад сульфіду кобальту (II) CoS:
Co 2+ + S 2 → CoS ↓ (чорний)
Який щойно випав осад CoS розчиняється в мінеральних кислотах, проте при стоянні він перетворюється в форму, важко розчинну в розведеної НС1, але розчинну в кислотах у присутності окислювачів.
Виконання реакції. У пробірку вносять 2-3 краплі розчину солі кобальту (II) і додають 2-3 краплі розчину сульфіду амонію NH4 S. Випадає чорний осад сульфіду кобальту CoS.
д) Реакція з солями цинку - утворення «зелені Ринмана». Якщо на листок фільтрувального паперу нанести кілька крапель розчину нітрату цинку Zn (NO3) 2 і кілька крапель розчину нітрату кобальту Co (NO3) 2. після чого листок підсушити і Озол (наприклад, помістити його в фарфоровий тигель і внести в полум'я газового пальника), то утворюється зола зеленого кольору - «зелень Ринмана» складу CoZnO2:
Виконання реакції. У пробірці або в фарфоровому тиглі змішують
5 крапель розчину Zn (NO3) 2 і
5 крапель розчину Co (NO3) 2. Суміш нагрівають до кипіння і кип'ятять близько хвилини. Гарячим розчином змочують смужку фільтрованого паперу, висушують її і обзолюють в фарфоровому тиглі на газовому пальнику. Утворюється попіл зеленого кольору.
е) Реакція з нитрозо-R-сіллю (фармакопейна). Нитрозо-R-сіль, яку можна уявити в двох таутомерних формах
при взаємодії з кобальтом (III), що виникає в кислому середовищі внаслідок окислення кобальту (II) до кобальту (III), утворює внутрикомплексного з'єднання складу СoL3 '(HL'- умовне позначення молекули нитрозо-R-солі, як зазначено в наведеній вище схемі) червоного кольори:
Реакцію проводять в кислому середовищі при нагріванні. Розчин забарвлюється в червоний колір. При досить великих концентраціях з розчину випадає червоний осад внутрикомплексного з'єднання. Реакція досить чутлива: межа виявлення дорівнює 0,05 мкг.
Виконання реакції. В пробірку вносять 3 - 4 краплі розчину солі кобальту (II), 3 - 4 краплі розведеного розчину НСl. Розчин у пробірці нагрівають до кипіння, додають 3 - 4 краплі свіжоприготованого розчину нитрозо-R-солі в 50% -й оцтової кислоти і нагрівають до кипіння. Розчин забарвлюється в червоний колір і з нього випадає червоний осад.
Інші реакції катіона кобальту (II). Катіони кобальту (II) з нітритом калію KNO2 в оцтовокислої середовищі утворюють (після окислення до кобальту (III)) жовтий кристалічний осад гексанітрокобальтата (III) калію К3 [Со (NO2) 6]; по цій реакції катіони кобальту можна відкрити в присутності катіонів нікелю, cсоедіненія кобальту з бурою Na2 B4 O7 · 10H2 O утворюють перли синього кольору.