ХЛОРИД КОБАЛЬТУ (COCL2 (: СТРУКТУРА, НОМЕНКЛАТУРА, ВЛАСТИВОСТІ) - ХІМІЯ - 2025

Хлорид кобальту або кобальт хлорид (II) , являє собою неорганічне тверда речовина , утворене об'єднання металевого кобальту в ступені окислення +2 з хлорид - іоном. Його хімічна формула - CoCl ₂ .

CoCl ₂ - це кристалічне тверде речовина, яке у своєму зволоженому вигляді має червоно-фіолетовий колір. Акуратно нагріваючи його і видаляючи воду гідратації, стає синім. Ці зміни кольору пов'язані зі зміною вашого координуючого номера.

Гідратовані кристали хлориду кобальту. Хімічний інтерес. Джерело: Wikimedia Commons.

У минулому він використовувався для лікування певних видів анемії, але, як було встановлено, він викликає проблеми з серцем, глухоту, проблеми з шлунково-кишковим трактом, погану роботу щитовидної залози та атеросклероз. З цієї причини його припинили використовувати і досі вивчаються.

CoCl ₂ використовується для прискорення різних хімічних реакцій. Його гексагідратна форма в розчині використовується як орієнтир для певних хімічних аналізів.

Він використовується для імітації гіпоксії або низької концентрації кисню в певних біологічних чи медико-наукових дослідженнях. Він також використовувався для поліпшення деяких механічних властивостей полімерів.

Будова

Хлорид кобальту (II) складається з атома кобальту в стані окислення +2 та двох аніонів Cl ^- хлориду .

Електронна конфігурація катіона Co ²⁺ :

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ⁷ , 4s ⁰ ,

тому що він втратив 2 електрони з оболонки 4s.

Електронна структура Cl ^- аніона :

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ ,

тому що він набрав електрон в оболонці 3p.

Номенклатура

-Хлобал кобальту (II)

-Хлобал кобальту

-Дохлорид кобальту

-Дихлорокобальт

-Муріат кобальту

-CoCl ₂ : безводний хлорид кобальту (без води гідратації)

-CoCl _{2 •} 2H ₂ O: дигідрат хлориду кобальту

-CoCl _{2 •} 6H ₂ O: гексагідрат хлориду кобальту

Властивості

Фізичний стан

Кристалічне тверде речовина, колір якого залежить від ступеня гідратації.

Безводний CoCl ₂ : блідо-синій

Безводний хлорид кобальту. В. Олен. Джерело: Wikimedia Commons.

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: фіолетовий

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: червоно-фіолетовий або рожевий

Гідратований хлорид кобальту. В. Олен. Джерело: Wikimedia Commons.

Молекулярна маса

CoCl ₂ : 129,84 г / моль

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 165,87 г / моль

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 237,93 г / моль

Точка плавлення

CoCl ₂ : 735 ºC

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 86 ºC

Точка кипіння

CoCl ₂ : 1053 ºC

Щільність

CoCl ₂ : 3.356 г / см ³

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 2,447 г / см ³

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 1,924 г / см ³

Розчинність

CoCl ₂ : 45 г / 100 мл води

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

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

Інші властивості

Гексагідрат хлориду кобальту (II) рожевий, але при незначному нагріванні він синіє, оскільки втрачає воду. Якщо безводний CoCl ₂ залишити у вологій атмосфері, він стає рожевим.

Колір іона кобальту залежить від координаційного номера, тобто від груп, приєднаних до іона Co ²⁺ . Координаційне число 6 відповідає рожевим сполукам, а координаційне число 4 - блакитними сполуками.

Коли CoCl ₂ знаходиться у водному розчині, настає така рівновага:

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

Коли рівновага зміщується в бік Co (H ₂ O) ₆ ^++, розчин червоний, а коли він зміщується в бік CoCl ₄ ^- розчин синій.

Програми

Лікування особливих випадків анемії

Хлорид кобальту широко застосовувався з 1930-х років для лікування деяких видів анемії як у Європі, так і в США.

Його пероральне введення сприяє збільшенню гемоглобіну, кількості еритроцитів та гематокриту. Відповідь пропорційна застосованій дозі. Це тому, що воно чинить стимулюючу дію на кістковий мозок.

Ілюстрація еритроцитів у крові. Автор: Герд Альтманн. Джерело: Pixabay.

Однак його застосування було припинено через побічні ефекти, такі як розлад шлунково-кишкового тракту, кардіоміопатії, глухота нервів та порушення функції щитовидної залози.

Незважаючи на такі недоліки, у 1975 році він був успішно випробуваний у пацієнтів з нирковою недостатністю, анемія яких викликана повторною крововтратою внаслідок діалізу.

У цих хворих виявлено, що обсяг гематокриту та еритроцитів збільшується, що свідчить про стимуляцію еритропоезу або формування еритроцитів.

З цієї причини, як вважалося, хлорид кобальту має велике значення у пацієнтів на гемодіалізі, у яких інші способи полегшити анемію не вдалося.

Однак пізніше було помічено, що високий вміст Co ²⁺ у крові пов'язаний з атеросклерозом, саме тому в даний час проводиться більше досліджень, щоб визначити його потенційну користь або шкоду для цього типу пацієнтів.

У каталізі хімічних реакцій

Хлорид кобальту має застосування для прискорення певних хімічних реакцій.

Наприклад, при етерифікації ненасичених сполук з високою молекулярною масою використання CoCl ₂ в якості каталізатора призводить до отримання бажаного продукту без утворення побічних похідних.

Підвищення концентрації CoCl ₂ і температура збільшують швидкість реакції.

Як стандарт в хімічному аналізі

CoCl _{2 •} 6H ₂ O використовується в якості стандартного або кольорового посилання в деяких методах аналізу Американської асоціації громадського здоров'я або APHA (Американської асоціації громадського здоров’я).

Розчини забарвлення хлориду кобальту в різних рівновагах з соляною кислотою HCl. Хімічний інтерес. Джерело: Wikimedia Commons.

У дослідженнях ішемії

Ішемія - це зменшення кровотоку в частині тіла, і засоби лікування постійно досліджуються, щоб уникнути цього або запобігти його наслідки.

Було встановлено, що CoCl ₂ може викликати апоптоз або загибель клітин ракових модельних клітин.

CoCl ₂ запускає вироблення реактивних видів кисню в таких ракових модельних клітинах, що призводить до їх загибелі через апоптоз. Кажуть, що викликає реакцію, що імітує гіпоксію.

Цей результат свідчить про те, що CoCl ₂ може допомогти дослідити молекулярний механізм гіпоксії, пов'язаної із загибеллю клітин, та знайти засоби проти ішемії.

Як модель для імітації гіпоксії в біологічних та медичних дослідженнях

Гіпоксія - це зменшення доступного кисню, необхідного для функції клітини. CoCl ₂ - одна з сполук, що застосовуються в медико-наукових та біологічних дослідженнях для індукції хімічної гіпоксії.

Механізм дії CoCl ₂ у клітинах дає досліднику довший час маніпулювати та аналізувати їх зразки в гіпоксичних умовах.

Його використання вважається надійним методом, оскільки дозволяє проводити експерименти в умовах низького кисню без використання спеціальних камер.

Однак інтерпретація отриманих результатів повинна бути ретельно переглянута, оскільки дослідник повинен переконатися, що кобальт не має інших наслідків на функцію досліджуваних клітин, окрім імітації гіпоксії.

У дослідженнях використання води як джерела водню

Хлорид кобальту був вивчений як каталізатор при дослідженні отримання водню з води з використанням сонячної енергії.

Іон Co ²⁺ може діяти як однорідний каталізатор під час фотохімічного окислення води в кислих умовах (присутність кислоти HCl і pH 3), щоб уникнути опадів.

Цей тип дослідження проливає світло і допомагає у пошуку чистої енергії та стійкої сонячної енергії.

Для поліпшення механічних властивостей полімерів

Деякі дослідники включили CoCl ₂ в суміші полімерів акрилонітрил-бутадієн-стирол або АБС (акрилонітрил-бутадієн-стирол) з нітрил-бутадієновим каучуком або NBR (нітрил-бутадієновий каучук).

CoCl _{2 був} включений в суміш ABS-NBR і весь був стиснений гарячим. Результати показують, що NBR був рівномірно диспергований в АБС і що CoCl ₂ має тенденцію до розподілу у фазі NBR.

Координаційна реакція між катіонами Co ²⁺ та групами -CN позитивно впливає на механічні властивості. Збільшення вмісту CoCl ₂ збільшує міцність на розрив та легкість на вигин.

Однак спостерігалося зниження термічної стійкості та проблеми з поглинанням води з CoCl ₂ , тому цей тип суміші буде продовжувати вивчати.

Шкідливе або летальне застосування коням

CoCl ₂ використовується у дуже малій кількості у кормах для коней.

Кобальт - важливий елемент (у слідах) для раціону коня, оскільки бактерії в їх кишковому тракті використовують його для синтезу вітаміну В12 (кобаламіну).

Однак останні дослідження (2019 р.) Показують, що добавка кобальту в корм для коней не є ні корисним, ні необхідним, і що може бути потенційно летальним для цих тварин.

Коням не потрібна додаткова добавка хлориду кобальту. Автор: Алексас Фотос. Джерело: Pixabay.

Список літератури

1. Wenzel, RG та ін. (2019). Накопичення кобальту у коней після повторного введення хлориду кобальту. Австралійський ветеринарний журнал 2019, Ранній вигляд, 16 серпня 2019. Оновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
2. Muñoz-Sánchez, J. and Chánez-Cardenas, M. (2018). Використання хлориду кобальту як моделі хімічної гіпоксії. Журнал прикладної токсикології 2018, 39 (4): 1-15. Відновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
3. Лю, Х. та ін. (2015). Однорідне фотохімічне окислення води хлоридом кобальту в кислих середовищах. Каталісти ACS 2015, 5, 4994-4999. Відновлено з pubs.acs.org.
4. Шао, С. та ін. (2018). Акрилонітрил-бутадієн-стирол / нітрил-бутадієнові суміші каучуку, посилені безводним хлоридом кобальту. Журнал прикладної полімерної науки 2018, Том 135, Випуск 41. Отримано на сайті onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. et al. (2001). Хлорид кобальту викликає апоптоз клітин PC12 через реактивні види кисню, що супроводжуються активацією AP-1. Journal of Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. Відновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
6. Уртеага, Л. та ін. (1994). Кінетичне дослідження синтезу п-октилактаноата з використанням хлориду кобальту як каталізатора. Хім. Англ. Технол. 17 (1994) 210-215. Відновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
7. Мердок, HRJr. (1959). Дослідження з фармакології хлориду кобальту. Журнал Американської фармацевтичної асоціації 1959 р., Том 48, випуск 3, стор. 140-142. Відновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
8. Боуї, Е.А. та Харлі, штат Джорджія (1975). Хлорид кобальту при лікуванні рефрактерної анемії у пацієнтів, які перебувають на тривалому гемодіалізі. Австралійський та Новозеландський журнал медицини 1975, том 5, випуск 4, с. 306-314. Відновлено з сайту onlinelibrary.wiley.com.
9. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
10. Дін, JA (редактор) (1973). Підручник з хімії Ланге. Одинадцяте видання. Книжкова компанія McGraw-Hill.
11. Бабор, Дж. А. та Ібарц, Дж. (1965). Сучасна загальна хімія. 7-е видання. Редакція Marín, SA