CLORURĂ DE COBALT (COCL2 (: STRUCTURĂ, NOMENCLATURĂ, PROPRIETĂȚI) - CHIMIE - 2025

Clorură de cobalt sau clorură de cobalt (II) este un solid anorganic format prin unirea metalului cobalt în starea de oxidare +2 cu ion clorură. Formula sa chimică este COCI ₂ .

CoCl ₂ este un solid cristalin care, atunci când este în formă hidratată, este de culoare roșie-violetă. Încălzirea ușoară și eliminarea apei de hidratare devin albastre. Aceste modificări de culoare se datorează modificării numărului dvs. de coordonare.

Cristale de clorură de cobalt hidratate. Chemicalinterest. Sursa: Wikimedia Commons.

Acesta a fost folosit în trecut pentru a trata anumite tipuri de anemie, dar s-a descoperit că cauzează probleme cardiace, surditate, probleme gastrointestinale, funcție tiroidă slabă și ateroscleroză. Din aceste motive, a încetat să mai fie utilizat și este încă în studiu.

CoCl ₂ este utilizat pentru a accelera diverse reacții chimice. Forma sa hexahidrată în soluție este utilizată ca referință pentru anumite analize chimice.

Este utilizat pentru a imita hipoxia sau concentrația scăzută de oxigen în anumite experiențe de cercetare biologică sau medical-științifică. A fost, de asemenea, utilizat pentru a îmbunătăți unele proprietăți mecanice ale polimerilor.

Structura

Clorură de cobalt (II) este alcătuit dintr - un atom de cobalt în starea de oxidare +2 și doi CI ^- anioni de clor .

Configurația electronilor cationului Co ²⁺ este:

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

deoarece a pierdut cei 2 electroni din coaja 4s.

Structura electronică a Cl ^- anion este:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ ,

deoarece a câștigat un electron în coaja 3p.

Nomenclatură

-Clorură de cobalt (II)

-Clorură de carbon

-Diclorură de carbon

-Dichlorocobalt

-Muriat de cobalt

-CoCl ₂ : clorură de cobalt anhidru (fără apă de hidratare)

COCI _{2 •} 2H ₂ O: clorură de cobalt dihidrat

COCI _{2 •} 6H ₂ O: clorură de cobalt hexahidrat

Proprietăți

Stare fizică

Solid cristalin a cărui culoare depinde de gradul de hidratare.

CoCl ₂ anhidru: albastru pal

Clorură cobaltă anhidră. W. Oelen. Sursa: Wikimedia Commons.

COCI _{2 •} 2H ₂ O: violet

COCI _{2 •} 6H ₂ O: roșu-violet sau roz

Clorură de cobalt hidratată. W. Oelen. Sursa: Wikimedia Commons.

Greutate moleculară

COCI ₂ : 129.84 g / mol

COCI _{2 •} 2H ₂ O: 165.87 g / mol

COCI _{2 •} 6H ₂ O: 237.93 g / mol

Punct de topire

COCI ₂ : 735 ° C

COCI _{2 •} 6H ₂ O: 86 ° C

Punct de fierbere

COCI ₂ : 1053 ° C

Densitate

COCI ₂ : 3.356 g / cm ³

COCI _{2 •} 2H ₂ O: 2,477 g / cm ³

COCI _{2 •} 6H ₂ O: 1.924 g / cm ³

Solubilitate

CoCl ₂ : 45 g / 100 ml apă

COCI _{2 •} 2H ₂ O: 76 g / 100mL de apă

COCI _{2 •} 6H ₂ O: 93 g / 100mL de apă

Alte proprietăți

Hexahidratul de clorură de cobalt (II) este roz, dar când este încălzit ușor devine albastru, deoarece pierde apă. Dacă CoCl ₂ anhidru este lăsat într-o atmosferă umedă, devine roz.

Culoarea ionului de cobalt depinde de numărul de coordonare, adică de grupurile atașate ionului Co ²⁺ . Un număr de coordonare de 6 corespunde compușilor roz și un număr de coordonare de 4 rezultă în compuși albastre.

Când CoCl ₂ este într-o soluție apoasă, apare următorul echilibru:

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

Când echilibrul se schimbă spre Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ soluția este roșu, în timp ce atunci când se deplasează în direcția COCI ₄ ^- soluția este albastru.

Aplicații

Tratamentul cazurilor speciale de anemie

Clorura de cobalt a fost utilizată pe scară largă încă din anii 1930 pentru tratamentul anumitor tipuri de anemie, atât în ​​Europa cât și în SUA.

Administrarea sa orală favorizează o creștere a hemoglobinei, a numărului de eritrocite și a hematocritului. Răspunsul este proporțional cu doza utilizată. Acest lucru se datorează faptului că exercită o acțiune stimulativă asupra măduvei osoase.

Ilustrație de globule roșii din sânge. Autor: Gerd Altmann. Sursa: Pixabay.

Cu toate acestea, utilizarea sa a fost întreruptă din cauza efectelor secundare, cum ar fi tulburări gastro-intestinale, cardiomiopatii, surditate nervoasă și funcție anormală a tiroidei.

În ciuda acestor dezavantaje, în 1975 a fost testat cu succes la pacienții cu insuficiență renală a căror anemie este cauzată de pierderi de sânge repetate din cauza dializei.

Hematocritul și volumul de celule roșii s-au dovedit a crește la acești pacienți, indicând stimularea eritropoiezei sau a formării globulelor roșii.

Din acest motiv, s-a crezut că clorura de cobalt are o valoare la pacienții cu hemodializă la care alte căi de a atenua anemia au eșuat.

Cu toate acestea, s-a observat ulterior că nivelurile ridicate de Co ²⁺ în sânge au fost legate de ateroscleroză, motiv pentru care sunt efectuate în prezent mai multe studii pentru a determina potențialele beneficii sau dăunări pentru aceste tipuri de pacienți.

În cataliza reacțiilor chimice

Clorura de cobalt are aplicare în accelerarea anumitor reacții chimice.

De exemplu, în esterificarea compușilor nesaturați cu greutate moleculară mare, utilizarea COCI ₂ drept catalizator , conduce la obținerea produsului dorit , fără formarea derivaților colaterale.

Creșterea concentrației de CoCl ₂ și temperatura crește rata reacției.

Ca standard în analiza chimică

COCI _{2 •} 6H ₂ O este utilizat ca referință standard sau culoare în unele metode de analiză a Asociației Americane de Sănătate Publică sau APHA (American Public Health Association).

Soluții colorate cu clorură de cobalt în diverse echilibre cu acid clorhidric HCl. Chemicalinterest. Sursa: Wikimedia Commons.

În cercetarea ischemiei

Ischemia este scăderea fluxului de sânge într-o parte a corpului și remedii sunt continuu cercetate pentru a-l evita sau pentru a preveni consecințele acestuia.

S-a descoperit că CoCl ₂ poate induce apoptoza sau moartea celulelor celulelor model cancer.

CoCl ₂ declanșează producerea de specii de oxigen reactiv în astfel de celule model cancer, ceea ce duce la moartea lor prin apoptoză. Se spune că induce un răspuns de imitare a hipoxiei.

Acest rezultat indică faptul că CoCl ₂ poate ajuta la investigarea mecanismului molecular în moartea celulelor asociate cu hipoxia și la găsirea de remedii împotriva ischemiei.

Ca model de imitare a hipoxiei în cercetarea biologică și medicală

Hipoxia este scăderea oxigenului disponibil necesar funcției celulei. CoCl ₂ este unul dintre compușii folosiți în cercetările medical-științifice și biologice pentru inducerea hipoxiei chimice.

Mecanismul de acțiune al CoCl ₂ în celule oferă cercetătorului un timp mai îndelungat pentru a manipula și analiza probele lor în condiții hipoxice.

Utilizarea sa este considerată o metodă fiabilă, deoarece permite experimente în condiții scăzute de oxigen, fără utilizarea unor camere speciale.

Cu toate acestea, interpretarea rezultatelor obținute trebuie revizuită cu atenție, deoarece cercetătorul trebuie să se asigure că cobaltul nu are alte efecte asupra funcției celulelor studiate, în afară de imitarea hipoxiei.

În cercetarea utilizării apei ca sursă de hidrogen

Clorura de cobalt a fost studiată ca un catalizator în investigarea obținerii hidrogenului din apă folosind energia solară.

Ionul Co ²⁺ poate acționa ca un catalizator omogen în timpul oxidării fotochimice a apei în condiții acide (prezența acidului HCl și a pH-ului 3) pentru a evita precipitațiile.

Acest tip de studiu aruncă lumină și ajută la căutarea energiei curate și a energiei solare durabile.

Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale polimerilor

Unii cercetători încorporați COCI ₂ în acrilonitril-butadien-stiren sau ABS (acrilonitril-butadien-stirenic) , amestecuri de polimeri, cu cauciuc nitril-butadienă sau NBR (Nitril butadienic).

CoCl2 a _fost încorporat în amestecul ABS-NBR și întregul a fost comprimat la cald. Rezultatele indică faptul că BNR a fost dispersată uniform în ABS și că COCI ₂ tinde să fie distribuit în faza NBR.

Reacția de coordonare dintre cationii Co ²⁺ și grupele -CN are un impact pozitiv asupra proprietăților mecanice. Creșterea conținutului de CoCl ₂ crește rezistența la tracțiune și ușurința la îndoire.

Cu toate acestea, a fost observată o scădere a stabilității termice și a problemelor cu absorbția apei din CoCl ₂ , astfel că acest tip de amestec va continua să fie studiat.

Administrare nocivă sau letală la cai

CoCl ₂ a fost utilizat în cantități foarte mici în hrana pentru cai.

Cobaltul este un element important (în urme) pentru nutriția cailor, deoarece este utilizat de bacteriile din tractul lor intestinal pentru a sintetiza vitamina B12 (cobalamina).

Cu toate acestea, studiile recente (2019) indică faptul că suplimentarea cu cobalt în hrana pentru cai nu este nici utilă, nici necesară și că poate fi letală pentru aceste animale.

Caii nu necesită suplimentare suplimentară cu clorură de cobalt. Autor: Alexas Fotos. Sursa: Pixabay.

Referințe

1. Wenzel, RG și colab. (2019). Acumularea de cobalt la cai după administrarea repetată a clorurii de cobalt. Australian Veterinary Journal 2019, Early View, 16 august 2019. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
2. Muñoz-Sánchez, J. și Chánez-Cárdenas, M. (2018). Utilizarea clorurii de cobalt ca model de hipoxie chimică. Journal of Applied Toxicology 2018, 39 (4): 1-15. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
3. Liu, H. și colab. (2015). Oxidarea foto-chimică omogenă a apei cu clorură de cobalt în medii acide. ACS Catalists 2015, 5, 4994-4999. Recuperat din pubs.acs.org.
4. Shao, C. și colab. (2018). Amestecuri de cauciuc acrilonitril-butadienă-stiren / nitril butadienă îmbunătățite de clorură de cobalt anhidru. Journal of Applied Polymer Science 2018, Volumul 135, Numărul 41. Adus de pe onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. și colab. (2001). Clorura de cobalt induce apoptoza celulelor PC12 prin specii de oxigen reactiv însoțite de activarea AP-1. Journal of Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
6. Urteaga, L. și colab. (1994). Studiul cinetic al sintezei octanoatului n-octil folosind clorură de cobalt ca catalizator. Chem. Ing. Technol. 17 (1994) 210-215. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
7. Murdock, HRJr. (1959). Studii privind farmacologia clorurii de cobalt. Journal of American Pharmaceutical Association 1959, Volumul 48, Numărul 3, paginile 140-142. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
8. Bowie, EA și Hurley, PJ (1975). Clorură de cobalt în tratamentul anemiei refractare la pacienții care suferă de hemodializă pe termen lung. Australian and New Zealand Journal of Medicine 1975, Volumul 5, Numărul 4, pp. 306-314. Recuperat de pe onlinelibrary.wiley.com.
9. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.
10. Dean, JA (editor) (1973). Manualul de chimie al lui Lange. Ediția a unsprezecea. Compania de carte McGraw-Hill.
11. Babor, JA și Ibarz, J. (1965). Chimie generală modernă. Ediția a VII-a. Editorial Marín, SA