Фторид кобальта(II)

Фторид кобальта(II)
Систематическое название	Фторид кобальта(II)
Другие названия	Дифторид кобальта
Химическая формула	CoF2
Внешний вид	розовато-красные кристаллы
Свойства
Молярная масса	безводный: 96,93 г/моль тетрагидрат: 168,99 г/моль
Температура плавления	1127 °C (1400,15 К)
Температура кипения	1740 °C (2013,15 К)
Плотность	безводный: 4,46 г/см³ тетрагидрат: 2,19 г/см³
Растворимость в воде	1,5 г/100 мл
Токсикологические данные
LD50	150 мг/кг
Структура
Кристаллическая решётка	тетрагональная
Термодинамические свойства
Стандартная энтальпия образования	−665,7 кДж/моль
Стандартная молярная энтропия	+82 Дж/(моль·К)
Стандартная энергия образования Гиббса	−621 кДж/моль
Классификация
Регистрационный номер CAS	10026-17-2 (безводный) 13817-37-3 (тетрагидрат)
Регистрационный номер EC	233-061-9
Безопасность
R-фразы	R25; R34
S-фразы	S26; S36/37/39; S45
H-фразы	H301; H314
P-фразы	P280; P301 + P310; P305 + P351 + P338; P310
Пиктограммы опасности
Пиктограммы опасности СГС
NFPA 704	0 3 2
Где это не указано, данные приведены при стандартных условиях (25 °C, 100 кПа).

Безводный фторид кобальта

Фтори́д ко́бальта(II) (дифтори́д ко́бальта) — неорганическое вещество с химической формулой CoF₂, соединение кобальта и фтора. Относится к классу бинарных соединений, соль кобальта и фтороводородной кислоты. Кристаллическое вещество красно-розового цвета.

Физические свойства

Фторид кобальта(II) при нормальных условиях — твёрдое вещество розово-красного цвета, растворимое в воде (14,5 г/л при 25 °C), нерастворимое в этаноле. Плавится и кипит без разложения. Имеет тетрагональную сингонию кристаллической решётки, пространственная группа P4₂/mnm, а = 0,46951 нм, с = 0,3179 нм, Z = 2.

При кристаллизации из водного раствора образует кристаллогидраты состава CoF₂·4H₂O и CoF₂·2H₂O. При осаждении из фтороводородной кислоты образует кристаллогидрат состава CoF₂·5HF·6H₂O.

Тетрагидрат фторида кобальта(II) разлагается, теряя кристаллизационную воду, при 300 °C.

Химические свойства

Фторид кобальта(II) вступает в следующие химические реакции.

• Реагирует с горячей концентрированной серной кислотой с образованием сульфата кобальта(II) и газообразного фтороводорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ +\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ CoSO_4\ +\ 2HF \uparrow} }[/math]

• Реагирует с концентрированным раствором (40 %) гидроксида натрия с образованием осадка тетрагидроксокобальтата(II) натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ +\ 4NaOH\ \longrightarrow\ Na_2[Co(OH)_4] \downarrow\ +\ 2NaF} }[/math]

• С концентрированным гидратом аммиака образует комплексную соль — фторид гексаамминокобальта(II):

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ +\ 6(NH_3 \cdot H_2O)\ \longrightarrow\ [Co(NH_3)_6]F_2\ +\ 6H_2O} }[/math]

• При длительном кипячении водного раствора разлагается с образованием осадка гидроксофторида кобальта(II) и фтороводорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ +\ H_2O\ \longrightarrow\ Co(OH)F \downarrow\ +\ HF \uparrow} }[/math]

• Реагирует с водяным паром с образованием оксида кобальта(II):

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ +\ H_2O\ \xrightarrow{700\ ^\circ C}\ CoO\ +\ 2HF} }[/math]

• Реагирует с расплавами фторида натрия и фторида калия с образованием ряда фторокомплексов:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoF_2\ \xrightarrow{MF}\ M[CoF_3],\ M_2[CoF_4],\ M_4[CoF_6]\ (M\ =\ Na,\ K)} }[/math]

• При нагревании в токе фтора окисляется до фторида кобальта(III):

[math]\displaystyle{ \mathsf{2CoF_2\ +\ F_2\ \xrightarrow{75-200\ ^\circ C}\ 2CoF_3} }[/math]

• Окисляется концентрированным пероксидом водорода в присутствии карбоната натрия с образованием зелёного осадка трикарбонатокобальтата(III) натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2CoF_2\ +\ H_2O_2\ +\ 6Na_2CO_3\ \longrightarrow\ } }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{ \longrightarrow\ 2Na_3[Co(CO_3)_3] \downarrow\ +\ 2NaOH\ +\ 4NaF} }[/math]

• При электролизе раствора фторида кобальта(II) в концентрированной фтороводородной кислоте на аноде образуется осадок 3,5-гидрата фторида кобальта(III):

[math]\displaystyle{ \mathsf{2CoF_2\ +\ 2HF\ +\ 7H_2O\ \xrightarrow{0-10\ ^\circ C}\ 2(CoF_3 \cdot 3,5H_2O) \downarrow} }[/math] (анод) [math]\displaystyle{ \mathsf{\ +\ H_2 \uparrow} }[/math] (катод)

Получение

Фторид кобальта(II) может быть получен следующими способами.

• Нагреванием хлорида кобальта(II) или оксида кобальта(II) в токе фтороводорода:

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoCl_2\ +\ 2HF\ \xrightarrow{300\ ^\circ C}\ CoF_2\ +\ 2HCl} }[/math]

[math]\displaystyle{ \mathsf{CoO\ +\ 2HF\ \xrightarrow{300-400\ ^\circ C}\ CoF_2\ +\ H_2O} }[/math]

• Нагреванием металлического кобальта в токе фтора:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Co\ +\ F_2\ \xrightarrow{200-300\ ^\circ C}\ CoF_2} }[/math]

• Термическим разложением фторида кобальта(III):

[math]\displaystyle{ \mathsf{2CoF_3\ \xrightarrow{350-700\ ^\circ C}\ 2CoF_2\ +\ F_2} }[/math]

Также фторид кобальта(II) может быть получен:

• путём термического разложения трифторокобальтата(II) аммония (NH₄CoF₃);
• осаждением из водных растворов солей кобальта(II) фтороводородной кислотой.

Применение

Фторид кобальта(II) является промежуточным продуктом при получении фторида кобальта(III), комплексных фторидов кобальта(III) и кобальта(IV). Применяется в производстве катодов для химических источников тока, как компонент лазерных материалов, как катализатор в производстве фторуглеводородов.

Токсическое действие

Фторид кобальта(II) является очень токсичным веществом в больших количествах — LD₅₀ для крыс перорально составляет 150 мг/кг. При контакте вызывает ожоги кожи и глаз, при проглатывании вызывает ожоги ЖКТ. При вдыхании оказывает крайне разрушительное воздействие на слизистые оболочки и верхние дыхательные пути. В высоких концентрациях дифторид кобальта является сильнейшим канцерогеном.