Kobalt
Kobalt bəsit maddəsinin alınması:
Təmiz kobalt almaq üçün adətən onun təbii filizləri olan smaltit və ya kobaltitdən istifadə edirlər. Əvvəlcə kobalt filizlərini hava daxil olmaqla yandırırlar. Bu zaman kobalt oksidlərinin və arsenatların qarşığı alınır. Alınmış qarışıq xlorid turşusunda həll edilir. Məhluldan hidrogen-sulfid buraxılaraq mis, bismut və digər metallar sulfid şəklində çökdürülür. Qalıq isə xlor vasitəsilə oksidləşdirilir. Oksidləşdirilmiş qarışığa müvafiq miqdarda kalsium-karbonat əlavə edilir.Kalsium-karbonat dəmirin hidroksid, arsenin isə kalsium-arsena şəklində çökməsini təmin edir. Çöküntüləri süzməklə bir-birindən ayırırlar. Filtrata müəyyən miqdarda xlorlu əhəng əlavə edilir. Bu zaman qara rəngli Co2O3 x (H2O)n çökür. Nikelin çox hissəsi isə məhlulda qalır. Alınan kobalt oksidi hidrogen və ya karbonla reduksiya edildikdən sonra turşuda həll edilir. Alınmış kobalt duzundan elektroliz yolu ilə təmiz kobalt alınır. Ən təmiz kobalt əsasən üzərinə ammonium-sulfat və amonyak əlavə edilmiş kobalt-sulfat məhlulunun elektrolizindən alınır.
2CoAsS2 + 7O2 = Co2O3 + As2O3 + 4SO2
2CoAsS + 5O2 = Co2O3 + As2O3 + 2SO2
2Co2O3 + 3C = 4Co + 3CO2
Co2O3 + H2 = 2Co + 3H2O
Co2O3 + 3Mg = 2Co + 3MgO
Co2O3 + 6HCl = 2CoCl + 3H2O
Kobaltın təbii mineralları pirometallurgiyanın müxtəlif üsullarından istifadə etməklə Co3O4 alırlar. Alınmış oksidi kömürlə,hidrogenlə və alüminotermik üsul ilə reduksiya etməklə sərbəst kobalt alırlar.
Co3O4 + 4H2 = 3Co + 4H2O
Co3O4 + 2C = 3Co + 2CO2
Kobaltın fiziki xassəsi:
Kobalt azca bozumtul rəngə çalan, gümüşü-ağ rəngli bir metaldır. O 1495 0C-də qaynayır, 2870 0C-də isə əriyir. Kobalt dəmirə nisbətən daha bərk və kövrəkdir, ferromaqnit xassəlidir. Kobaltın manqit keçiriciliyi dəmirin keçiriciliyinin 2\3-i qədərdi. Kobaltın 2 allotropik şəkildəyişməsi mövcuddur. 400 0C-dən aşağı temperaturda “betta”, daha yüksək temperaturda isə “alfa” forması üsünlük təşkil edir.
Kobaltın kimyəvi xassələri:
Kobalt kimyəvi aktivliyinə görə dəmirdən geri qalır. Adi şəraitdə kifayət qədər davamlıdır. Havanın oksigeni ilə 300 0C-də reaksiyaya daxil olur. Qızdırdıqda isə, demək olar ki, bütün qeyri-metallarla reaksiyaya daxil olaraq duza bənzər və metallik birləşmələr, eləcədə, H, B, O ilə bərk məhlullar əmələ gətirir. Turşuların təsirinə qarşı davamlılığına görə kobalt sadəcə dəmirdən geri qalır. Qələvilərlə isə təcrübi olaraq reaksiyaya daxil olmur.
Kobaltın +2 oksidləşmə dərəcəsi göstərən birləşmələri:
Kobalt üçün +2 oksidləşmə dərəcəsi xarakterikdir. +2 oksidləşmə dərəcəsi göstərən kobaltın davamlı koordinasiya ədədi 6 və 4 olur. Ikivalentli kobalt birləşmələrinin əksəriyyəti paramaqnit xassəyə malikdir. Kobalt (II) oksid CoO – bzoumtul-yaşıl rəngli kristallik maddədir, müvafiq elementlərin qarşılıqlı təsirindən və ya Co(OH)2, CoCO3-ın parçalanmasından alınır:
2Co + O2 = 2CoO
Co(OH)2 = CoO + H2O
CoCO3 = CoO + CO2
Kobalt 2-hallogenidlər də (CoHal2) həmçinin kobalt və halogenlərin qarşılıqlı təsirindən və ya müvafiq kristalhidratların susuzlaşdırılmasından alırlar. CoF2-dən başqa qalan kobalt 2-halogenidlər suda həll olurlar.
Kobalt 2-hidroksidin Co(OH)2 abı və çəhrayı şəkildəyişmələri mövcuddur. Abı rəngli Co(OH)2 –ni almaq üçün Cu(II) duzlarına soyuq mühitdə qələvilərlə təsir edirlər. Çəhrayı şəkildəyişməni isə onu qızdırmaqla almaq mümkündür. Co(OH)2 suda həll olmayan, CoO kimi əsasi xassəsi üstün olan amfoter bir birləşmədir.
Kobaltın +2 oksidləşmə dərəcəsinə {Co(OH)2}2+ tipli akvokompleks də xarakterikdir. Bunlar məhlulfa açıq-çəhrayı rəngdə olurlar.
Kobaltın ikivalentli kristalhidratları da açıq-çəhrayı rəngli birləşmələrdir. Məsələn; Co(NO3)2 x 6H2O, CoSO4 x 6H2O, CoSO4 x 7H2O və s. sonuncu kristalhidra müvafiq turşu ilə CoO və ya Co(OH)2 –in qarşılıqlı təsirindən alırlar;
CoO + H2SO4 = CoSO4 x 7H2O
Kobaltın (II) susuz halogenidləri, rodanit sulfa və başqa törəmələri özlərinə amonyak molekulu birləşdirərək {Co(NH3)6}2+ tərkibli heksammin kompleksi əmələ gətirirlər. Kobaltın (II) amikatları dəmirinkindən davamlı olmasına baxmayaraq suyun təsirindən parçalanırlar;
{Co(NH3)6}Cl2 + 2H2O = Co(OH)2 + 4NH3 + 2NH4Cl
Buna görə də onlar NH4Cl iştirakı ilə amonyakın artıq miqdarı götürüldükdə alınırlar. Ikivalentli kobaltın amiakatları hava oksigeninin təsirindən asanlıqla oksidləşərək üçvalentli kobaltın kompleks amiakaına çevrilirlər;
4{Co(NH3)6}2+ + O2 + 2H2O = 4{Co(NH3)6}3+ 4OH–
Kobaltın ikivalentli anion tipli kompleks birləşməsinə isə tetraedrik quruluşa malik olan {CoX4}2- (X = Cl–, Br–, J–, SCN–, OH–) birləşmələrini misal göstərə bilərik. Bu birləşmələr məhlulda göy və ya bənövşəyi rəng verirlər. Onlar kobaltın (II) müvafiq birləşmələrinin eyni tipli əsasi xassəli birləşmələrin qarşılıqlı təsirindən alınırlar. Belə ki, Co(OH)2-nin qatı qələvi məhlulları ilə qarışığının qızdırılmasından {Co(OH)4}2- tərtibli anion kompleksi əmələ gəlir;
2NaOH + Co(OH)2 = Na2{Co(OH)4}
CoCl2 qatı məhlulu ilə xlorid turşusunun qarşılıqlı təsirindən isə {CoCl4}2- tərtibli anion kompleksi alınır. Ümumiyyətlə kobaltın (II) anion tipli kompleks törəmələrinin əksəriyyəti, o cümlədən M2{CoHal4}, M2{Co(OH)4}, M2{Co(SCN)4} və başqaları davamlılıqlarına görə ikiqat duzlara aid edilirlər.
Ikivalentli kobaltı təyin etmək üçün göy rəngli kobaltat kompleksinin alınması reaksiyasından istifadə edirlər;
2KSCN + Co(SCN)2 = K2{Co(SCN)4}
K2{Co(SCN)4} – məhlulunu su ilə çox durulaşdırdıqda parçalanır və {Co(OH)6}2+ ionunun əmələ gəlməsi nəticəsində məhlul çəhrayı rəngə boyanır;
{Co(SCN)4}2- + 2H2O = {Co(OH2)4}2+ + 4SCN–
Kobaltın +3 oksidləşmə dərəcəsi göstərən birləşmələri:
+3 oksidləşmə dərəcəsi kobalt üşün daha xarakterikdir. Kobalt çoxlu miqdarda anion, kation və neytral tipli komplekslər əmələ gətirir. Belə kompleks ionlarda kobaltın kordinasiya ədədi 6-ya bərabər olur; {CoF6}3-, {Co(NH3)6}3+, {Co(CN)6}3-. Demək olar ki, bu tip ionların hamısı diamaqnit və paramaqnit xassəyə malikdirlər.
Üçvalentli kobalt üçün binar birləşmələr və duzlar, demək olar ki, xarakterik deyil. Nisbətən davamlı binar birləşməsi qarışıq oksid olan palıdı rəngli Co3O4-dür. Co3O4 – qüvvətli oksidləşdiricidir. Onu Co(NO3)2 –ın tədricən qızdırılmasından alırlar.
Kobaltın (III) akvokompleksləri davamsızdırlar və güclü oksidləşdiricidirlər. Onlarda Co3+ ionu bir elektron birləşdirərək ikivalentli kobaltın akvokompleksinə çevrilirlər;
{Co(OH2)6}3+ + 1e– = {Co(OH2)6}2+
{Co(OH2)6}3+ o qədər güclü oksidləşdiricidir ki, hətta suyu belə oksidləşdirir. Ona görə də Co3O4 turşularla reaksiyaya girdikdə oksigen ayrılır;
2CoCo2O4 + 12H+ + 10H2O = 6{Co(OH2)6}2+ + O2
Co3O4 qatı xlorid turşusu ilə reaksiyaya girdikdə isə xlor da alınır;
2CoCo2O4 + 14HCl + 29H2O = 6{Co(OH2)6}Cl2 + Cl2O
2Cl2O = 2Cl2 + O2
Üçvalentli kobaltın kation kompleksləri və onların analoqlarından ən davamlıları ammin-komplekslərdir. Sarı rəngli heksaammin ionu {Co(NH3)6}3+ məhlulunda nəzərə çarpacaq dərəcədə dissosiasiya müşahidə olunmur. O qatı xlorid turşusunun təsirinə qarşı davamlıdır. H2S və NaOH-nın təsirindən tədricən parçalanır. {Co(NH3)6}3+ ionu bir sıra bəsit anionlarla yaxşı kristallaşa bilən duzlar əmələ gətirirlər.
Üçvalentli kobalt və onun analoqlarının müxtəlif kation kompleksləri məlumdur ki, onlarda NH3 qismən başqa liqandlarla əvəz olunurlar. Bununla əlaqədar olaraq kompleksin rəngi dəyişir. Məsələn, {Co(NH3)5(OH2)}3+ ionunun qırmızı rəngi, {Co(NH3)5Cl}2+ ionunun açıq-qırmızı rənginə, o da {Co(NH3)5Cl}+ ionunun yaşıl və göy rənginə çevrilir.
Kobaltdan (III) geniş yayılanı və ən davamlısı M3{E (CN)6} və M3{E (NO2)6} tərkibli birləşmələridir. Onlar kalium yarımqrupu elementlərinin suda çox pis həll olan heksanitrokobaltatları (III) misal ola bilər. K3{Co(NO2)6} birləşməsinin sarı rəngə boyanması K ionunun təyini üçün işlədilməsinə imkan yaradır.
Kation və anion tipli komplekslərdən başqa Co (III)-ün bir sıra neytral kompleks birləmələri də mövcuddur. Bu birləşmələrə kation tipli kompleksdən anion tipli kompleksə keçərək alınan aralıq məhsul kimi baxmaq olar;
Kobalt (III) kompleks birləmələrinin çox olmasının səbəbi onların birləşmələrinin çoxlu izomerə malik olmasıdır.
- Kordinativ izomerlər; {Co(NH3)6}{Cr(CN)6} və {Cr(NH3)6}{Co(CN)6}
- Hidrat izomerləri; {Co(NH3)4Cl2}Cl x H2O və {Co(NH3)4Cl(OH2}Cl2
Həndəsi izomerlər;
YAZAR: İlduzə Məhərrəmli
HƏMÇİNİN BAX: Babək və xürrəmilər haqqında qaynaqlar
HƏMÇİNİN BAX: Tehsilim.org/pese-tehsili-ucun-etwinning-movzusunda-elaqelendirici-seminar/
