CHLORID KOBALTNATÝ (COCL2 (: STRUKTURA, NOMENKLATURA, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Chloridu kobaltu nebo chlorid kobaltnatý (II) je anorganická pevná látka spojením kovový kobalt v oxidačním stavu 2 s chloridových iontů. Jeho chemický vzorec je CoCl ₂.

CoCl ₂ je krystalická pevná látka, která, když je v jeho hydratované formě je červeno-fialové barvy. Jemné zahřátí a odstranění hydratační vody se změní na modrou. Tyto změny barev jsou způsobeny změnou koordinačního čísla.

Hydratované krystaly chloridu kobaltnatého. Chemický zájem. Zdroj: Wikimedia Commons.

V minulosti se používá k léčbě určitých typů anémie, ale bylo zjištěno, že způsobuje srdeční problémy, hluchotu, gastrointestinální problémy, špatnou funkci štítné žlázy a aterosklerózu. Z těchto důvodů přestal být používán a stále se studuje.

CoCl ₂ se používá k urychlení různých chemických reakcí. Jeho hexahydrátová forma v roztoku se používá jako reference pro určité chemické analýzy.

Používá se k napodobení hypoxie nebo nízké koncentrace kyslíku v určitých biologických nebo lékařsko-vědeckých výzkumných zkušenostech. Rovněž se používá ke zlepšení některých mechanických vlastností polymerů.

Struktura

Chlorid kobaltnatý je tvořen atomem kobaltu v oxidačním stavu +2 a dvěma anionty Cl ^- chloridu.

Elektronová konfigurace kationtu Co ²⁺ je:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶ 3d ⁷, 4s ⁰, protože ztratil 2 elektrony ze 4s shellu.

Elektronická struktura Cl ^- anionu je:

1s ², 2s ² 2p ⁶, 3s ² 3p ⁶, protože získal elektron ve skořápce 3p.

Nomenklatura

- chlorid kobaltnatý

- Chlorid kobaltnatý

- Chlorid kobaltnatý

-Dichlorocobalt

-Miliát kobaltu

-CoCl ₂: bezvodý chlorid kobaltnatý (bez hydratační vody)

-CoCl _{2 •} 2H ₂ Dihydrát chloridu kobaltu: O

-CoCl _{2 •} 6 H ₂ O: kobalt hexahydrátu chloridu

Vlastnosti

Fyzický stav

Krystalická pevná látka, jejíž barva závisí na stupni hydratace.

Bezvodý CoCl ₂: světle modrá

Chlorid bezvodého kobaltu. W. Oelen. Zdroj: Wikimedia Commons.

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: fialová

CoCl _{2 •} 6 H ₂ O: červeno-fialové nebo růžové

Hydratovaný chlorid kobaltu. W. Oelen. Zdroj: Wikimedia Commons.

Molekulární váha

CoCl ₂: 129,84 g / mol

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 165,87 g / mol

CoCI _{2 •} 6 H ₂ O: 237,93 g / mol

Bod tání

CoCl ₂: 735 ºC

CoCI _{2 •} 6 H ₂ O: 86 ° C

Bod varu

CoCl ₂: 1053 ºC

Hustota

CoCl ₂: 3,356 g / cm ³

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 2,477 g / cm ³

CoCI _{2 •} 6 H ₂ O: 1,924 g / cm ³

Rozpustnost

CoCl ₂: 45 g / 100 ml vody

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 76 g / 100 ml vody

CoCI _{2 •} 6 H ₂ O: 93 g / 100 ml vody

Další vlastnosti

Hexahydrát chloridu kobaltnatého je růžový, ale při mírném zahřátí ztratí modrou barvu, protože ztrácí vodu. V případě, že bezvodý CoCl ₂ je ponechána ve vlhkém prostředí, to dopadá růžová.

Barva kobaltového iontu závisí na koordinačním čísle, to znamená na skupinách připojených k iontu Co2 ⁺. Koordinační číslo 6 odpovídá růžovým sloučeninám a koordinační číslo 4 vede k modrým sloučeninám.

Když CoCl ₂ je ve vodném roztoku, následující rovnováha nastane:

Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ + 4 Cl ^- ⇔ CoCl ₄ ^- + 6 H ₂ O

Když se rovnováha posune směrem Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ roztok je červený, zatímco, když se posouvá směrem k CoCl ₄ ^- řešení je modrá.

Aplikace

Léčba zvláštních případů anémie

Chlorid kobaltnatý byl široce používán od 30. let 20. století k léčbě určitých typů anémie v Evropě i v USA.

Její orální podání podporuje zvýšení hladiny hemoglobinu, počtu erytrocytů a hematokritu. Reakce je úměrná použité dávce. Je to proto, že působí na kostní dřeň stimulujícím způsobem.

Ilustrace červených krvinek v krvi. Autor: Gerd Altmann. Zdroj: Pixabay.

Jeho používání však bylo přerušeno kvůli vedlejším účinkům, jako je gastrointestinální rozruch, kardiomyopatie, nervová hluchota a abnormální funkce štítné žlázy.

Přes tyto nedostatky byl v roce 1975 úspěšně testován u pacientů se selháním ledvin, jejichž anémie je způsobena opakovanou ztrátou krve v důsledku dialýzy.

Bylo zjištěno, že u těchto pacientů vzrostl hematokrit a objem červených krvinek, což naznačuje stimulaci erytropoézy nebo tvorbu červených krvinek.

Z tohoto důvodu byl chlorid kobaltnatý považován za hodnotný u hemodialyzačních pacientů, u nichž selhaly jiné způsoby zmírnění anémie.

Později však bylo zjištěno, že vysoké hladiny CO ²⁺ v krvi souvisejí s aterosklerózou, a proto se v současné době provádí více studií, aby se určily jeho potenciální přínosy nebo poškození pro tyto typy pacientů.

Při katalýze chemických reakcí

Chlorid kobaltnatý má uplatnění při zrychlení určitých chemických reakcí.

Například v esterifikaci vysoce nenasycených sloučenin molekulovou hmotností, za použití CoCl ₂ jako katalyzátoru vede k získání požadovaného produktu bez vzniku zajištění derivátů.

Zvýšení koncentrace CoCl ₂ a teplota zvyšuje rychlost reakce.

Jako standard v chemické analýze

CoCl _{2 •} 6 H ₂ O se používá jako standardní nebo barevné odkazy v některých analytických metod Americké asociace veřejného zdraví, nebo APHA (American Public Health Association).

Roztoky barvené chloridem kobaltovým v různých rovnovážných skupinách s kyselinou chlorovodíkovou. Chemický zájem. Zdroj: Wikimedia Commons.

Ve výzkumu ischémie

Ischémie je pokles průtoku krve v části těla a léky jsou neustále vyšetřovány, aby se tomu zabránilo nebo aby se předešlo jeho následkům.

Bylo zjištěno, že CoCl ₂ může indukovat apoptózu nebo buněčnou smrt modelu rakoviny buněk.

CoCl ₂ spouští produkci reaktivních forem kyslíku v těchto modelových rakovinných buněk, což vede k jejich smrti prostřednictvím apoptózy. Říká se, že vyvolává hypoxii napodobující reakci.

Tento výsledek ukazuje, že CoCl ₂ může pomoci prozkoumat molekulární mechanismus buněčné smrti hypoxií spojené a nalézt prostředky proti ischemii.

Jako model napodobující hypoxii v biologickém a lékařském výzkumu

Hypoxie je pokles dostupného kyslíku nezbytný pro funkci buňky. CoCl ₂ je jedna ze sloučenin použitých v lékařské, vědecké a biologický výzkum pro vyvolání chemické hypoxii.

Mechanismus účinku CoCl ₂ v buňkách poskytuje výzkumného pracovníka delší dobu manipulovat a analyzovat jejich vzorky za hypoxických podmínek.

Jeho použití je považováno za spolehlivou metodu, protože umožňuje experimenty v podmínkách s nízkým obsahem kyslíku bez použití speciálních kamer.

Interpretace získaných výsledků však musí být pečlivě přezkoumána, protože výzkumný pracovník musí zajistit, aby kobalt neměl žádné jiné účinky na funkci zkoumaných buněk, kromě napodobování hypoxie.

Ve výzkumu využití vody jako zdroje vodíku

Chlorid kobaltnatý byl studován jako katalyzátor při výzkumu získávání vodíku z vody pomocí sluneční energie.

Ion Co2 ⁺ může působit jako homogenní katalyzátor během fotochemické oxidace vody za kyselých podmínek (přítomnost kyselé HC1 a pH 3), aby se zabránilo srážení.

Tento typ studie vrhá světlo a pomáhá při hledání čisté energie a udržitelné sluneční energie.

Zlepšit mechanické vlastnosti polymerů

Někteří výzkumníci začleněné CoCl ₂ do akrylonitril-butadien-styren, nebo ABS (akrylonitril-butadien-styren) polymerních směsí, s nitril-butadienového kaučuku, nebo NBR (nitril-butadienového kaučuku).

CoCl2 _byl začleněn do směsi ABS-NBR a celek byl lisován za horka. Tyto výsledky ukazují, že NBR byl rovnoměrně rozptýlen v ABS a že CoCl ₂ má tendenci být distribuovány ve fázi NBR.

Koordinační reakce mezi kationty Co ²⁺ a skupinami -CN má pozitivní vliv na mechanické vlastnosti. Zvýšení CoCl ₂ obsah se zvyšuje pevnost v tahu a snadnost ohýbání.

Nicméně, snížení tepelné stability a problémy s absorpcí vody z COCI _{byly 2} pozorováno, takže tento typ směsi, bude nadále studována.

Škodlivé nebo smrtelné podání koním

CoCl ₂ byla použita ve velmi malých množstvích v krmivu koní.

Kobalt je důležitým prvkem (ve stopách) výživy koně, protože bakterie v jejich střevním traktu jej používají k syntéze vitaminu B12 (kobalamin).

Nedávné studie (2019) však ukazují, že suplementace kobaltu v krmivu pro koně není ani užitečná, ani nezbytná a že může být pro tato zvířata potenciálně smrtelná.

Koně nevyžadují doplňkové doplňování chloridu kobaltnatého. Autor: Alexas Fotos. Zdroj: Pixabay.

Reference

1. Wenzel, RG a kol. (2019). Hromadění kobaltu u koní po opakovaném podávání chloridu kobaltnatého. Australian Veterinary Journal 2019, Early View, 16. srpna 2019. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
2. Muñoz-Sánchez, J. a Chánez-Cárdenas, M. (2018). Použití chloridu kobaltnatého jako modelu chemické hypoxie. Journal of Applied Toxicology 2018, 39 (4): 1-15. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
3. Liu, H. a kol. (2015). Homogenní fotochemická oxidace vody s chloridem kobaltovým v kyselém prostředí. ACS Catalists 2015, 5, 4994-4999. Obnoveno z pubs.acs.org.
4. Shao, C. a kol. (2018). Směsi akrylonitril-butadien-styren / nitril-butadienový kaučuk obohacené bezvodým chloridem kobaltnatým. Journal of Applied Polymer Science 2018, svazek 135, vydání 41. Citováno z onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. et al. (2001). Chlorid kobaltnatý indukuje apoptózu buněk PC12 prostřednictvím reaktivních druhů kyslíku ad doprovázených aktivací AP-1. Journal of Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
6. Urteaga, L. a kol. (1994). Kinetická studie syntézy n-oktyl oktanoátu s použitím chloridu kobaltnatého jako katalyzátoru. Chem. 17 (1994) 210-215. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
7. Murdock, HRJr. (1959). Studie farmakologie chloridu kobaltnatého. Journal of American Pharmaceutical Association 1959, svazek 48, vydání 3, strany 140-142. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
8. Bowie, EA a Hurley, PJ (1975). Chlorid kobaltnatý v léčbě refrakterní anémie u pacientů podstupujících dlouhodobou hemodialýzu. Australian and New Zealand Journal of Medicine 1975, svazek 5, vydání 4, str. 306-314. Obnoveno z webu onlinelibrary.wiley.com.
9. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
10. Dean, JA (editor) (1973). Lange's Handbook of Chemistry. Jedenácté vydání. McGraw-Hill Book Company.
11. Babor, JA a Ibarz, J. (1965). Moderní obecná chemie. 7. vydání. Editorial Marín, SA