NGUYÊN TỐ HÓA HỌC COBALT

NGUYÊN TỐ HÓA HỌC COBALT

GVHD:
NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG.
Thực hiện: Bùi Thị Ngọc Hân (2102244)
Châu Quốc Hùng (2102247)
Huỳnh Hoàng Long (2102260)
Lê Đăng Khoa (2102253).


Lịch sử nguyên tố.


Coban được phát hiện vào khoảng thời gian
1730 – 1737 bởi nhà khoa học người Thụy Điển
Georg Brandt (1694 – 1768).
Vào năm 1938, Jonh Livingood và Glenn Seaborg
đã phát hiện đồng vị Co-60.



Coban đã được biết đến từ thời cổ đại
thông qua những hợp chất tạo cho
thủy tinh có màu xanh dương đậm.



Tên gọi Coban xuất xứ từ tiếng Đức kobalt hoặc kobold,
nghĩa là “linh hồn của quỷ dữ” .Theo tiếng Hy Lạp kobalos,
nghĩa là “mỏ” và có thể có nguồn gốc chung với kobold, coblin và
cobalt.

Phương pháp điều chế.


Dùng H2 để khử Coban(II) oxit hoặc các oxit khác:
CoO + H2  Co + H2O



Điện phân dung dịch CoSO4 trong nước với cực dương bằng thép không gỉ đã
được xử lí bề mặt và cực âm bằng tấm chì tinh khiết. Sản phẩm thu được có
chứa 99,1% - 99,2% Coban, tạp chất còn lại là Niken.
2CoSO4 + 2H2O  2Co + O2 + 2H2SO4



Trong công nghiệp người ta đốt cháy Cobantin ( CoAsS) để chuyển hóa các kim
loại trong đó thành oxit kim loại còn As và S thoát ra dưới dạng As 2o3 và SO2 .
Chế hóa các oxit kim loại với dung dịch HCl để chuyển chúng thành clorua. Nâng
cao pH của dung dịch clorua còn lại và thêm clorua vôi để oxi hóa Co(II).
2Co(OH)2 + CaOCl2  2Co(OH)3 + CaCl2
Nung kết tủa thành oxit rồi dùng C khử:
Co3O4 + 4C  3Co + 4CO
Coban thu được ở dạng bột được ép lại và nấu chảy trong lò điện.


Ứng dụng.












Hợp chất của Cobalt và Gadolini là chất siêu làm lạnh.
Nam châm ( nam châm Alnico).
Coban có độ cứng, có màu trắng bạc và khả năng chống oxi hóa
nên được dùng trong kỹ thuật mạ điện.
Tác nhân làm khô cho sơn, véc ni, mực.
Dùng làm lớp phủ bề mặt cho gốm sứ, men, thủy tinh.
Thuốc nhuộm (Coban màu xanh dương và Coban màu xanh lục).
Điện cực trong pin điện.
Chất xúc tác cho công nghiệp dầu khí và hóa chất.
Đồng vị Co-60 dùng làm nguồn tạo tia gammar.
 Dùng trong xạ trị.
 Tiệt trùng thực phẩm .
 Dùng trong công nghiệp hạt nhân để tìm sai sót kết cấu trong
những bộ phận kim loại


Tính chất hóa học.
Là 1 kim loại hoạt động trung bình tác dụng được với nhiều đơn chất và hợp
chất:
1. Với Hidro.


Coban không phản ứng trực tiếp với H 2 , nhưng ở trạng thái bột nhỏ và ở
nhiệt độ cao sẽ hấp thụ lượng khá lớn (ở 1200 0C, 100g Co hấp thụ được
5,46 cm3 H2).


Các hợp chất với H2 không có thành phần xác định và được điều chế bằng
phương pháp gián tiếp tạo thành các hidrua bền như CoH, CoH 2 .

2. Với các halogen.
Cobalt phản ứng mạnh với các halogen tạo thành các hợp chất halogenua
(trừ Flo tạo ra hỗn hợp CoF2 và CoF3 )
Co + X2  CoX2
c


Tính chất hóa học.
3. Với O2 và S.


Ở điều kiện thường, Co bền với không khí nhưng ở nhiệt độ 300 0C bị
oxi hóa tạo ra CoO và ở 5000C tạo Co3O4
2Co + O2  2CoO
3Co + 2O2  Co3O4

Tác dụng với S khi đun nóng nhẹ tạo nên hợp chất không hợp thức có
thành phần gần với CoS
Co + S  CoS
4. Với N2 và P.




Coban không phản ứng trực tiếp với N2 , những hợp chất nitrua Co2N,
Co3N, Co3N2 điều được điều chế bằng phương pháp gián tiếp và ít bền.



Tác dụng với P trong các ampun hàn tạo ra dung dịch rắn cứng với
các hợp chất có thành phần Co2P, CoP, CoP3 .


Tính chất hóa học.
5. Với axit.

Với axit vô cơ loãng như HCl, H2SO4 , HNO3… Coban phản ứng trực tiếp
với ion H3O+ nhưng phản ứng chậm và khó tan.
Co + HCl  CoCl2 + H2

Với H2SO4 , HNO3 đặc nguội, Co bị thụ động hóa do tạo ra trên bề mặt
kim loại một lớp oxit trơ không tan trong axit. Khi đun nóng phản ứng
xảy ra nhanh và phụ thuộc vào nhiệt độ:
Co + HNO3  Co(NO3)2 + NO2 + H2O
6. Với kiềm.
Với dung dịch kiềm, ở điều kiện thường thực tế không tác dụng với
Coban. Tuy nhiên, khi đun sôi có mặt của O 2 , Co tan dần
4Co + 3O2 + 4NaOH  4NaCoO2 + 3H2O
7. Với nước.
Coban không bị nước ăn mòn ở nhiệt độ thường, nhưng khi cho hơi
nước qua Co nung nóng đỏ sẽ khử được hơi nước tạo ra oxit và khí H 2
Co + H2O(h)  CoO +H2

Các hợp chất của Cobalt.
1.Hợp chất Co(0).

Coban Octacacbony [Co2(CO)8] là chất dạng trong suốt, màu
đỏ - da cam,nóng chảy ở 510C. Do có số lẻ electron Co tạo
nên hợp chất Cacbonyl ở dạng đime [Co(CO)4]2 , nghĩa là quy
tắc khí hiếm cũng được tuân theo.

Tác dụng với dung dịch kiềm, tan trong rượu và este nhưng
bị nước phân hủy.
6[Co2(CO)8] + NaOH  8HCo(CO)4 + Na2CO3 + Co4(CO)12
3[Co2(CO)8] + 4H2O  4HCo(CO)4 + 8CO


Các hợp hất của Cobalt.
2. Hợp chất Co(II).
a) Co (II) oxit: thường được dùng làm chất xúc tác, bột màu trong sản xuất
thủy tinh, gốm.

Co có tính lưỡng tính,vừa tan trong axit vừa tan được trong dung dịch kiềm
mạnh, đặc và nóng tạo nên dung dịch màu xanh lam chứa ion [Co(OH) 4]2- .




CoO được điều chế trực tiếp từ các đơn chất hoặc bằng nhiệt phân các muối
cacbonat, nitrat và oxalat hay nhiệt phân hydroxit.
CoC2O4  CoO + CO + CO2

b) Co (II) hidroxit:
Là chất kết tủa không nhầy, có kiến trúc lớp, không tan trong nước, tan được
trong dung dịch NH3 tạo phức amoniacat.
Co(OH)2 + NH3  [Co(NH3)6](OH)2



Co(OH)2 được điều chế khi cho muối kim loại (II) tác dụng với dung dịch kiềm
mạnh, ) ban đầu sẽ tạo ra kết tủa của muối bazơ rồi mới tạo nên kết tủa
hidroxit:
CoCl2 (dd) 
CoOHCl (r)
 Co(OH)2 (r)


Các hợp chất của Cobalt.
3. Hợp chất muối Co (II).

Các muối halogenua của Co(II) ở điều kiện thường phần lớn đều kết tinh
với sáu phân tử H2O (trừ florua ), dễ tan trong nước và trong rượu.








Ở trạng thái khan có màu khác nhau do chịu ảnh hưởng của anion:
F- : đỏ nhạt

Cl- : xanh nhạt
Br- : lục nhạt
I- : đen
CoCl2 dạng khan là chất bột màu xanh lơ, hấp thụ mạnh hơi H 2O tạo ra
CoCl2.6H2O (tnc = 722°C) dễ tan trong nước. Khi muối CoCl 2.6H2O bị mất
một phần nước kết tinh sẽ kèm theo sự thay đổi màu sắc khá rõ rệt :
CoCl2.6H2O  CoCl2.4H2O  CoCl2.2H2O  CoCl2.H2O  CoCl2
(đỏ-hồng)
(hồng)
(tím xanh)
(xanh lam)
Khi cho H2O tác dụng lên CoCl2 khan sẽ xảy ra quá trình ngược lại. Lợi
dụng tính chất này, người ta dùng CoCl 2 làm chất chỉ thị độ ẩm trong
silicagel và trong các ẩm kế.


Các hợp chất của Cobalt.
4. Hợp chất Co (III).
a) Co (III) oxit: là chất oxi hóa mạnh, tác dụng với axit.
Co2O3 + 6HCl  2CoCl2 + 3H2O + Cl2
Được điều chế bằng cách nhiệt phân muối nitrat của nó.
4Co(NO)3  2Co2O3 + 8NO2 + O2
b) Co (III) hidroxit:
Co(OH)3 là kết tủa màu nâu khi đun nóng nhẹ biến thành Co 3O4 và
CoO
Co(OH)3  CoOOH  Co3O4  CoO
Được điều chế bằng những chất oxi hóa mạnh với Coban (II)
hidroxit.
2Co(OH)2 + H2O2  2Co(OH)3

Các hợp chất phức của Cobalt.
5. Phức chất của Cobalt.
 Natrihexanitrocobanat (Na [Co(NO ) ]
3
2 6





Là thuốc thử thông dụng trong phòng thí nghiệm.
Là chất ở dạng bột nhỏ màu vàng, tan trong nước dùng để định lượng K + , Rb+
và Cs+ .
Được điều chế bằng muối Coban(II) với dung dịch đặc của NaNO 2 và 50%
CH3COOH.

CoCl2 + 7NaNO2 + 2CH3COOH  Na3[Co(NO2)6] + NO + 2NaCl + H2O + 2NaCH3CO2


Kali cobantixianua K3[Co(CN)6] là những tinh thể màu vàng, thu được khi cho
muối Co(II) tác dụng với KCN:
2CoCl2 + 12KCN + 2H2O  2K3[Co(CN)6] + 4KCl + 2KOH + H2


Nhận biết





Do Co có từ tính rất mạnh mạnh hơn cả Fe, nhưng yếu hơn Ni, cụ thể
như sau:
 Co có từ tính đến 10750C
 Fe có từ tính đến 7700C
 Ni có từ tính đến 36200C
Do đó có thể dùng nam châm để nhận biết Co.
Nhận biết ion Co2+ : Co2+ kết hợp với SCN- tạo nên [Co(SCN)4]2- có màu
xanh lam. Khi pha loãng nước, dung dịch màu xanh lam trở về màu đỏ
hồng.