Кобальт. Никель. Теоретическая часть



Pdf көрінісі
Дата23.10.2018
өлшемі40.4 Kb.
түріГлава

Глава 6. Кобальт. Никель.

6.1. Теоретическая часть.

Кобальт и никель — элементы VIIIB (9, 10) группы. Электронные конфигурации

валентных уровней: Co – 3d

7

4s



2

, Ni –  3d

8

4s



2

. Для кобальта и никеля характерны степени

окисления +2 и +3, причём в водных растворах наиболее устойчивой является степень

окисления +2.

Простые вещества Co и Ni в порошкообразном виде проявляют достаточно высокую

активность по отношению к кислотам. В результате их взаимодействия с кислотами образуются

соли со степенью окисления +2. Соли кобальта окрашены в розовый цвет, вследствие

образования аквакомплекса [Co(H

2

O)

6



]

2–

, а водные растворы солей Ni окрашены в зелёный цвет



из-за присутствия иона [Ni(H

2

O)



6

]

2–



.

Э + 2HCl = CoCl

2

 + H


2

Э + H



2

SO

4



 = CoSO

4

 + H



2

3Э + 8HNO



3(разб.)

 = 3Co(NO

3

)

2



 + 2NO + 4H

2

O



Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует Co и Ni. При нагревании защитная

пленка разрушается и оба металла реагируют с концентрированной азотной кислотой:

Э + 4HNO

3(конц.)


 = Э(NO

3

)



2

 + 2NO


2

↑ + 2H


2

O

С кислородом кобальт и никель образуют оксиды ЭО с основными свойствами. Эти оксиды не



растворяются в воде, не взаимодействуют со щелочами, но легко реагируют с кислотами,

образуя соли Э(II).

Соли Co(II) или Ni(II) наиболее часто используются для синтеза соответствующих гидроксидов,

например:

ЭCl

2

 + NaOH = Э(OH)



2

↓ + NaCl


При получении гидроксида кобальта (II) из солей сначала образуется синий осадок

малорастворимых основных солей Co(OH)

n

X

2-n



⋅ xH

2

O, а затем розовый гидроксид Co(OH)



2

.

Появление синего окрашивания можно также объяснить образованием гидроксида кобальта



состава 3Co(OH)

2

⋅2H



2

O, который образуется вместе с основными солями. При дальнейшем

добавлении щёлочи в результате дегидратации и старения он меняет окраску от синей до

розовой.


Гидроксид кобальта (II) проявляет незначительные признаки амфотерности с преимущественно

основными свойствами. Он легко растворяется в кислотах (с образованием солей Co(II)), а

растворение в щёлочи идёт с большим трудом. Однако, наличие кислотных свойств Co(OH)

2

подтверждается существованием гидроксокомплекса [Co(OH)



4

]

2-



.

Гидроксид Co(II) очень медленно окисляется кислородом воздуха и переходит в  гидроксида

Co(III), окрашенный в коричневый цвет:

4Co(OH)


2

 + O


2

 + 2H


2

O = 4Co(OH)

3

В присутствии более сильных окислителей, например пероксида водорода, процесс окисления



Co(II) идёт значительно быстрее:

2Co(OH)


2

 + H


2

O

2



 = 2Co(OH)

3

Качественной реакцией на ион Co(II) является реакция образования его нитро-комплекса



жёлтого цвета.

CoCl


2

 + 7KNO


2

 + 2CH


3

COOH = K


3

[Co(NO


2

)

6



↓ + NO + 2CH

3

COOK + 2KCl



Степень окисления (III) является неустойчивой для кобальта, поэтому гидроксид Co(III)

проявляет окислительные свойства, даже под воздействием такого слабого восстановителя, как

ион Cl



:



2Co(OH)

3

 + 6HCl = 2CoCl



2

 + Cl


2

↑ + 6H


2

O

Гидроксид никеля (II), зелёного цвета, по кислотно-основным свойствам похож на



гидроксид Co(II). Он легко растворяется в кислотах и практически не растворяется в  щёлочах.

Длительное воздействие щелочей на осадок Ni(OH)

2

 приводит к получению гидроксокомплекса



неопределённого состава с условной формулой [Ni(OH)

4

]



2

.



Гидроксид никеля (II) не окисляется в Ni(OH)

3

 ни кислородом воздуха, ни пероксидом



водорода. Для его окисления необходим более сильный окислитель, например, бром:

2Ni(OH)


2

 + 2NaOH + Br

2

 = 2Ni(OH)



3

 + 2NaBr


Никель и кобальт в степенях окисления +2 и +3 образуют большое количество комплексных

соединений. Наиболее устойчивыми их катионными комплексами являются аквакомплексы и

аммиакаты, а также комплексы, где лигандами являются полидентантные органические

молекулы, например, диметилглиоксимат. Образование нерастворимого комплексного

диметилглиоксимата ярко-красного цвета является качественной реакцией на никель (II):

H

3

C                         O

 





 

HO                        CH

3

                                 

╲          ╱               ╲          ╱

                               C = N                            N = C

                                        

         ↘             ↙       



                                               Ni

2

+

                 

                                         ↗             ↖       



                                       C = N                             N = C

                                 

╱          ╲               ╱           ╲



                         H

3

C                       OH …..O



                       CH



3

        NiCl

2

 + 2NH


4

OH + 2(CH

3

CNOH)


2

 = (CH


3

CNO)


4

H

2



N+ 2NH

4

Cl + 2H



2

O (реакция Чугаева)

Кобальт и никель образуют большое количество нерастворимых солей, многие из которых,

например фосфаты, можно синтезировать с помощью обменных реакций в водных растворах:

3MeCl

2

 + 4Na



2

HPO


4

 = 2Me


3

(PO)


4

 + 8NaCl + HCl

Средние карбонаты Co(II) или Ni(II) добавлением карбоната щелочного металла к растворам их

солей получить невозможно. Вследствие усиления гидролиза в присутствии карбонат ионов,

идут процессы образованием плохо растворимых основных, а не средних карбонатов:

2CoCl


2

 + Na


2

CO

3



 + 2H

2



→ (CoOH)

2

CO



3

↓ + 2NaCl + 2HCl

2NiCl

2

 + Na



2

CO

3



 + 2H

2



→ (NiOH)

2

CO



3

↓ + 2NaCl + 2HCl



6.1.1. Вопросы по теме.

1.  Какие степени окисления наиболее характерны для кобальта и  никеля?

Какие из них наиболее устойчивы?

2.  Напишите  реакции  взаимодействия Co и Ni с  соляной  и  азотной

кислотой

3.  В какой форме существуют Co(II) и Ni(II)

а) в кислой среде?

б) в нейтральной среде?

в) в щелочной среде?

4.  Напишите формулы оксидов и гидроксидов кобальта и никеля

5.  Напишите реакции получения гидроксидов Co (II) и Ni (II) и Co (III) и

Ni (III)/

6.  Охарактеризуйте кислотно-основные свойства Co и Ni(II) и Co и Ni(III)

7.  Приведите  по  два  примера  катионных,  анионных  и  нейтральных

комплексов Co(II) и Ni(II).

8.  Какие  координационные  числа  характерны  для  комплексных



соединений кобальта и никеля?



Достарыңызбен бөлісу:


©stom.tilimen.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет