Сульфат кобальта(II) — неорганическое вещество с формулой CoSO4, является солью двухвалентного кобальта и серной кислоты. Безводный сульфат кобальта(II) представляет собой кристаллическое вещество розового цвета. Гептагидрат сульфата кобальта(II) CoSO4·7H2O имеет вид красных кристаллов и известен под названием «кобальтовый купорос». Встречается в природе в виде ряда минералов, применяется в качестве пигмента и при покрытии других металлов кобальтом.
| Сульфат кобальта(II) | |
|---|---|
| Систематическое название | Сульфат кобальта(II) |
| Другие названия | Кобальтовый купорос, красный купорос |
| Химическая формула | CoSO4 |
| Внешний вид | Кристаллическое вещество от розового (безводный) до красного (гептагидрат) цвета |
| Свойства | |
| Молярная масса | безводный: 155,00 г/моль моногидрат: 173,01 г/моль гексагидрат: 263,09 г/моль гептагидрат: 281,10 г/моль |
| Температура разложения | 600—700 °C |
| Фазовые переходы | 440 °C (ромб. → монокл.) |
| Плотность | безводный: 3,71 г/см3 моногидрат: 3,075 г/см3 гексагидрат: 2,029 г/см3 гептагидрат: 1,948 г/см³ |
| Растворимость в воде | 36,3 г/100 мл |
| Токсикологические данные | |
| LD50 | 582 мг/кг (гептагидрат) |
| Структура | |
| Кристаллическая решётка | ромбическая (безводный) моноклинная (гидраты) |
| Термодинамические свойства | |
| Стандартная энтальпия образования | безводный: −889 кДж/моль гептагидрат: −2980 кДж/моль |
| Энтальпия растворения | безводный: −77 кДж/моль гептагидрат: +2014 кДж/моль |
| Стандартная молярная энтропия | безводный: +118 Дж/(К·моль) гептагидрат: +406 Дж/(К·моль) |
| Стандартная энергия образования Гиббса | безводный: −784 кДж/моль гептагидрат: −2473 кДж/моль |
| Классификация | |
| Регистрационный номер CAS | безводный: 10124-43-3 моногидрат: 13455-64-0 гептагидрат: 10026-24-1 |
| Регистрационный номер EC | 233-334-2 |
| PubChem | 24965 |
| Безопасность | |
| R-фразы | R49; R22; R42/43; R50/53 |
| S-фразы | S22; S53; S45; S60; S61 |
| H-фразы | H302; H317; H334; H410; H350i |
| P-фразы | P201; P261; P273; P280; P308 + P313; P501 |
| Пиктограммы опасности |   |
| Пиктограммы опасности СГС |    |
| NFPA 704 |
|
Нахождение в природе
Сульфат кобальта(II) встречается в природе в виде минералов аплоуита, мурхаусита и биберита. Основные свойства этих минералов представлены в таблице.
| Аплоуит | Мурхаусит | Биберит | |
|---|---|---|---|
| Состав | Co0.6Mn2+0.3Ni0.1SO4·4H2O | Co0.6Ni0.3Mn2+0.1SO4·6H2O | CoSO4·7H2O |
| Цвет | розовый | розовый | розово-красный |
| Сингония | моноклинная | моноклинная | моноклинная |
| Плотность, г/см³ | 2,33 | 1,97 | 1,9 |
| Твердость по Моосу |
3 | 2,5 | 2 |
Физические свойства
Безводный сульфат кобальта(II) — кристаллическое вещество розового цвета. Очень гигроскопичен. Хорошо (но медленно) растворяется в воде (36,3 г/100 г H2O при 20 °C и 49,3 г/100 г H2O при 80 °C). Плохо растворяется в этаноле (0,17 г/л при 25 °C), концентрированной серной кислоте, несколько лучше — в метаноле (4,2 г/л при 25 °C) и глицерине.
Безводный сульфат кобальта(II) существует в двух кристаллических модификациях:
- α-CoSO4 розового цвета, имеет ромбическую сингонию кристаллической решётки (пространственная группа Pnma, a = 0,671 нм, b = 0,845 нм, с = 0,465 нм, Z = 4).
- β-CoSO4 сиреневого цвета, имеет моноклинную сингонию кристаллической решётки.
Температура фазового перехода α→β 440 °C. Стандартная энтальпия фазового перехода α→β 6,7 кДж/моль. Моноклинная модификация является устойчивой при высоких давлениях.
При температуре 600—700 °C сульфат кобальта(II) разлагается .
Кристаллогидраты
При осаждении из растворов и при поглощении влаги сульфат кобальта(II) образует ряд кристаллогидратов.
- Гептагидрат
При дальнейшем нагревании безводный сульфат кобальта(II) разлагается до двойного оксида с выделением диоксида серы и кислорода:
Гидролиз
При растворении в воде сульфат кобальта(II) диссоциирует, при этом происходит гидратация катиона:
Катион гексааквакобальта(II) обратимо гидролизуется, давая кислую среду:
- образует осадок сульфата бария при взаимодействии с нитратом бария
Образование соединений кобальта(III)
Сульфат кобальта(II) окисляется до соединений кобальта(III) при действии сильных окислителей.
- При озонировании раствора сульфата кобальта(II) в серной кислоте образуется раствор сульфата кобальта(III):
Данный процесс используется для гальванического покрытия других металлов кобальтом.
Получение
Сульфат кобальта(II) может быть получен следующими способами.
- взаимодействием оксида или гидроксида кобальта(II) с разбавленной серной кислотой:
Применение
Сульфат кобальта(II) используется в качестве сырья для получения других соединений кобальта, как компонент электролитов при гальваническом покрытии других металлов кобальтом, в качестве пигмента для окрашивания стекла и керамики.
Токсичность
Сульфат кобальта(II) является умеренно-токсичным веществом: LD50 для крыс перорально составляет 582 мг/кг (для гептагидрата).
При вдыхании может вызывать затруднение дыхания, астму; может вызывать рак. При контакте с кожей может вызывать аллергическую реакцию. При попадании внутрь организма может оказывать мутагенный эффект, влиять на репродуктивную функцию.
Основные симптомы отравления сульфатом кобальта(II) включают в себя диарею, потерю аппетита, падение температуры тела и артериального давления. Основные поражаемые органы — почки, сердце и поджелудочная железа.
Сульфат кобальта(II) способен вызывать долговременные неблагоприятные изменения в водной среде: LC50 для дафний составляет 6 мг/л в течение 48 часов; IC50 для Pseudokirchneriella subcapitata составляет 0,4 мг/л в течение 72 часов (данные приведены для безводного соединения).
