WikiSort.ru - Не сортированное

Кристаллогидраты

При осаждении из растворов и при поглощении влаги сульфат кобальта(II) образует ряд кристаллогидратов^[5][6].

• Гептагидрат ${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O}}}$  — красные кристаллы с моноклинной сингонией (пространственная группа P2₁, а = 1,545 нм, b = 1,308 нм, с = 2,004 нм, β = 104,67°, Z = 16). Известны также две метастабильные модификации гептагидрата — с ромбической и моноклинной сингониями.
• Гексагидрат ${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\cdot 6H_{2}O}}}$  — оранжево-красные кристаллы с моноклинной сингонией.
• Моногидрат ${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\cdot H_{2}O}}}$  — розовые кристаллы с моноклинной сингонией.

Кроме того, известны метастабильные гидраты с 4 и 2 молекулами воды.

Разложение

Кристаллогидраты сульфата кобальта(II) при нагревании разлагаются, теряя кристаллизационную воду:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\cdot 7H_{2}O\ {\xrightarrow[{-1\ H_{2}O}]{41-43\ ^{\circ }C}}\ CoSO_{4}\cdot 6H_{2}O{\xrightarrow[{-5\ H_{2}O}]{71\ ^{\circ }C}}\ CoSO_{4}\cdot H_{2}O\ {\xrightarrow[{-1\ H_{2}O}]{250-420\ ^{\circ }C}}\ CoSO_{4}}}}$

При дальнейшем нагревании безводный сульфат кобальта(II) разлагается до двойного оксида с выделением диоксида серы и кислорода:

${\displaystyle {\mathsf {3CoSO_{4}\ {\xrightarrow {600-700\ ^{\circ }C}}\ (Co^{II}Co_{2}^{III})O_{4}\ +\ 3SO_{2}\ +\ O_{2}}}}$

Гидролиз

При растворении в воде сульфат кобальта(II) диссоциирует, при этом происходит гидратация катиона:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +6H_{2}O\ \longrightarrow \ [Co(H_{2}O)_{6}]^{2+}\ +\ SO_{4}^{2-}}}}$

Катион гексааквакобальта(II) обратимо гидролизуется, давая кислую среду:

${\displaystyle {\mathsf {[Co(H_{2}O)_{6}]^{2+}\ +\ H_{2}O\ \rightleftarrows \ [Co(H_{2}O)_{5}(OH)]^{+}\ +\ H_{3}O^{+}}},\ pK_{a}\ =\ 8,90}$

Обменные реакции в растворе

• В водных растворах сульфат кобальта(II) вступает в реакции с щелочами:

с концентрированной (более 10 %) щёлочью образуется фиолетово-синий осадок гидроксида кобальта(II)^[4]:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ 2NaOH\ \longrightarrow \ Na_{2}SO_{4}\ +\ Co(OH)_{2}\downarrow }}}$

с разбавленной щёлочью образуются осадки осно́вных сульфатов кобальта(II) различного состава, в частности^[4][6]:

${\displaystyle {\mathsf {Co_{4}SO_{4}(OH)_{6}\cdot 4H_{2}O}}}$ голубого цвета;

${\displaystyle {\mathsf {Co_{2}SO_{4}(OH)_{2}\cdot 2H_{2}O}}}$ синего цвета;

${\displaystyle {\mathsf {Co_{5}(SO_{4})_{2}(OH)_{6}\cdot 5H_{2}O}}}$ фиолетового цвета.

• При взаимодействии концентрированного раствора сульфата кобальта(II) с насыщенными растворами сульфатов ряда щелочных металлов или аммония образуется осадок двойных солей (шёнитов)^[4][6]:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ M_{2}SO_{4}\ +\ 6H_{2}O\longrightarrow \ M_{2}Co(SO_{4})_{2}\cdot 6H_{2}O\downarrow \ ,\ (M\ =\ K,\ Rb,\ Cs,\ NH_{4})}}}$

• При взаимодействии раствора сульфата кобальта(II) с растворами ортофосфатов или арсенатов щелочных металлов выпадает осадок соответствующих солей кобальта(II)^[4]:

${\displaystyle {\mathsf {3CoSO_{4}\ +\ 2Na_{3}EO_{4}\ +\ 8H_{2}O\ \longrightarrow \ Co_{3}(EO_{4})_{2}\cdot 8H_{2}O\downarrow \ +\ 3Na_{2}SO_{4}\ ,\ (E\ =\ P,\ As)}}}$

• Кроме того, сульфат кобальта(II) вступает во все обменные реакции, характерные для растворимых солей кобальта(II) и растворимых сульфатов, например:

образует осадок сульфида кобальта(II) при взаимодействии с гидросульфидом аммония

${\displaystyle {\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ 2NH_{4}HS\ \longrightarrow \ 2CoS\downarrow \ +\ (NH_{4})_{2}SO_{4}\ +\ H_{2}SO_{4}}}}$

образует осадок сульфата бария при взаимодействии с нитратом бария

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ Ba(NO_{3})_{2}\ \longrightarrow \ Co(NO_{3})_{2}\ +\ BaSO_{4}\downarrow }}}$

Образование комплексных соединений

• При взаимодействии сульфата кобальта(II) с концентрированным гидратом аммиака образуется жёлтый осадок сульфата гексаамминкобальта(II)^[4]:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ 6(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ \longrightarrow \ [Co(NH_{3})_{6}]SO_{4}\downarrow \ +\ 6H_{2}O}}}$

• В сернокислых растворах сульфат кобальта(II) образует комплексные анионы, в частности анион дисульфатокобальтата(II)^[6]:

${\displaystyle {\mathsf {CoSO_{4}\ +\ SO_{4}^{2-}\ \rightleftarrows \ [Co(SO_{4})_{2}]^{2-}}}}$

Образование соединений кобальта(III)

Сульфат кобальта(II) окисляется до соединений кобальта(III) при действии сильных окислителей^[4].

• При озонировании раствора сульфата кобальта(II) в серной кислоте образуется раствор сульфата кобальта(III):

${\displaystyle {\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ O_{3}\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ Co_{2}(SO_{4})_{3}\ +\ O_{2}\uparrow \ +\ H_{2}O}}}$

• При фторировании раствора сульфата кобальта(II) в 4N серной кислоте при 0 °C выпадает осадок 18-гидрата сульфата кобальта(III):

${\displaystyle {\mathsf {2CoSO_{4}\ +\ H_{2}SO_{4}\ +\ 18H_{2}O\ +\ F_{2}\ \longrightarrow \ Co_{2}(SO_{4})_{3}\cdot 18H_{2}O\downarrow +\ 2HF}}}$

Электролиз

При электролизе водного раствора сульфата кобальта(II) на катоде выделяется металлический кобальт, на аноде выделяется кислород:

${\displaystyle {\mathsf {Co^{2+}\ +\ 2e^{-}\ \longrightarrow \ Co\downarrow }}}$

${\displaystyle {\mathsf {2H_{2}O\ -\ 4e^{-}\ \longrightarrow \ O_{2}\uparrow \ +\ 4H^{+}}}}$

Данный процесс используется для гальванического покрытия других металлов кобальтом.