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:

${\mathsf {CoF_{2}\ +\ H_{2}SO_{4}\ \longrightarrow \ CoSO_{4}\ +\ 2HF\uparrow }}$

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

${\mathsf {CoF_{2}\ +\ 4NaOH\ \longrightarrow \ Na_{2}[Co(OH)_{4}]\downarrow \ +\ 2NaF}}$

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

${\mathsf {CoF_{2}\ +\ 6(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ \longrightarrow \ [Co(NH_{3})_{6}]F_{2}\ +\ 6H_{2}O}}$

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

${\mathsf {CoF_{2}\ +\ H_{2}O\ \longrightarrow \ Co(OH)F\downarrow \ +\ HF\uparrow }}$

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

${\mathsf {CoF_{2}\ +\ H_{2}O\ {\xrightarrow {700\ ^{\circ }C}}\ CoO\ +\ 2HF}}$

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

${\mathsf {CoF_{2}\ {\xrightarrow {MF}}\ M[CoF_{3}],\ M_{2}[CoF_{4}],\ M_{4}[CoF_{6}]\ (M\ =\ Na,\ K)}}$

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

${\mathsf {2CoF_{2}\ +\ F_{2}\ {\xrightarrow {75-200\ ^{\circ }C}}\ 2CoF_{3}}}$

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

${\mathsf {2CoF_{2}\ +\ H_{2}O_{2}\ +\ 6Na_{2}CO_{3}\ \longrightarrow \ }}$

${\mathsf {\longrightarrow \ 2Na_{3}[Co(CO_{3})_{3}]\downarrow \ +\ 2NaOH\ +\ 4NaF}}$

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

${\mathsf {2CoF_{2}\ +\ 2HF\ +\ 7H_{2}O\ {\xrightarrow {0-10\ ^{\circ }C}}\ 2(CoF_{3}\cdot 3,5H_{2}O)\downarrow }}$ (анод) ${\mathsf {\ +\ H_{2}\uparrow }}$ (катод)

Получение

Фторид кобальта(II) может быть получен следующими способами.

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

${\mathsf {CoCl_{2}\ +\ 2HF\ {\xrightarrow {300\ ^{\circ }C}}\ CoF_{2}\ +\ 2HCl}}$

${\mathsf {CoO\ +\ 2HF\ {\xrightarrow {300-400\ ^{\circ }C}}\ CoF_{2}\ +\ H_{2}O}}$

• Нагреванием металлического кобальта в токе фтора:

${\mathsf {Co\ +\ F_{2}\ {\xrightarrow {200-300\ ^{\circ }C}}\ CoF_{2}}}$

• Термическим разложением фторида кобальта(III):

${\mathsf {2CoF_{3}\ {\xrightarrow {350-700\ ^{\circ }C}}\ 2CoF_{2}\ +\ F_{2}}}$

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.