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水溶液中的钴化合物有哪些性质? 1

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水溶液中不含有络合剂时,氧化到CoⅢ是非常困难的。

[Co(H2O)6]3++e=[Co(H2O)6]2+             E0=1.84伏
然而,电解或用O3氧化冷的Co2+酸性高氯酸盐溶液得到[Co(H2O)6]3+,并与[Co(OH)(H2O)5]2+成平衡。0℃时,这些抗磁性水合离子的半衰期约1个月。络合剂的存在,如氨,它与CoⅢ形成稳定的络合物,三价钴的稳定性大大增加:
[Co(NH3)6]3++e=[Co(NH3)6]2+             E0=0.1伏
在碱性介质中:
CoO(OH)(s)+H2O+e=Co(OH)2(s)+OH-             E0=0.17伏
室温时,水迅速还原Co3+,稀有的CoⅢ简单盐和二元化合物证明了未络合CoⅢ的相对不稳定性。然而CoⅡ形成这样的化合物是丰富的。
氧化钴(Ⅱ),是一种橄榄绿色物质,容易由金属与氧气在高温时反应,碳酸盐或硝酸盐在高温热分解或用其它方法制得。它具有岩盐结构,常温时呈反铁磁性。当氧化钴(Ⅱ)在大气的氧中加热到400~500℃得到的氧化物是Co3O4。它是一种正规尖晶石,在四面体孔隙中含有CoⅡ离子,在八面体孔隙中含有抗磁性的CoⅢ离子。对纯氧化钴Co2O3的存在没有证明。


已知有少数简单的CoⅢ盐。制备无水氟化物是将金属或CoCl2在300-400℃氟化。它是棕色吸湿性粉末,立即被水所还原,广泛用于有机物氟化。水合物CoF3·3.5H2O的性质尚未确定。它是在40%HF溶液中电解CoⅡ时分离出来的一种绿色粉末。当CoⅡ在8N H2SO4中电解氧化或用臭氧,氟氧化时都沉淀出蓝色硫酸盐Co2(SO4)3·18H2O。它在干燥时稳定,但被水分解。CoⅢ也以矾MCo(SO4)2·12H2O(M=K、Rb,Cs或NH4)形式存在,呈暗绿色,也被水还原。
-70℃时CoF3与N2O5作用,形成挥发性録色晶体Co(NO3)3,它具有拟八面体(D3)结构,含有等同的双齿配位基硝酸根离子。该物质是一种活性硝化剂,有一个自旋成对的电子组态。
钴(Ⅱ)形成简单的广泛基团和水合盐。母体碱氢氧化钴(Ⅱ),可以用强碱沉淀得到蓝色或粉红色固体(决定于条件),但是只有粉红色形式是永久稳定的。Co(OH)2比较难溶(KSP=2.5×10(-16次方)),但有些两性,溶解于很浓的碱溶液中得到[Co(OH)4]2-离子的深蓝色溶液,从该离子可以沉淀出Na2Co(OH)4和Ba2Co(OH)6。加硫离子或H2S于Co2+的溶液中产生黑色固体沉淀,通常认为是CoS并确定其KSP约为10(-22次方)。然而,放一会儿,该物质变成比上面所示的KSP值远为难溶于酸,因为在空气中被氧化产生更难溶的Co(OH)S。
CoⅡ的无水卤化物都已知道。用HF与CoCl2作用得到CoF2,而其它卤化物在提高温度时,由元素直接化合可以得到。CoⅡ离子在所有结构中都是八面体配位。
所有阴离子的钴盐水合物都已知道。它们容易由Co(OH)2与相应的酸复分解反应得到。据我们所知,所有这些水合盐都是红色或粉红色的含有八面体配位的CoⅡ。在许多水合盐中含有[Co(H2O)6]2+离子。
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