Гексанитрокобальтат (III) натрия Na3[Co(NO2)6] — неорганическое соединение кобальта, которое можно использовать в концентрированных водных растворах для качественного теста на ионы калия и аммония .
Структурная формула:
Физические свойства: гексанитрокобальтат (III) натрия представляет собой твердое вещество желто-коричневого цвета , имеющее легкий запах азотной кислоты и легко растворимое в воде . Разлагается при нагревании выше 220 ° C. Гексанитрокобальтат (III) натрия имеет значение pH 5 (100 г / л воды , 20 ° C) и, следовательно, является слабокислым в растворе. По некоторым сведениям образует кристаллогидрат Na3[Co(NO2)6]•½H2O.
Химические свойства:
- Разлагается при нагревании:
![{\displaystyle {\mathsf {4Na_{3}[Co(NO_{2})_{6}]\cdot 0,5H_{2}O\ {\xrightarrow {200-250^{o}C}}\ 4CoO+12NaNO_{2}+4NO+8NO_{2}+2H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fd3ce59b829d61df49a330bdc2db96bc4a08d965)
- Разлагается горячей водой:
![{\displaystyle {\mathsf {3Na_{3}[Co(NO_{2})_{6}]+2H_{2}O\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 3CoNO_{3}(OH)\downarrow +9NaNO_{2}+5NO\uparrow +HNO_{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/40743c7def6a10d89c18c5097bae2c19c60e51ca)
- Реагирует с разбавленной азотной кислотой:
![{\displaystyle {\mathsf {3Na_{3}[Co(NO_{2})_{6}]+2HNO_{3}\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ 3Co(NO_{3})_{2}+9NaNO_{2}+5NO\uparrow +H_{2}O}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ccce68e78fa7c50dd94ee14a159411b81a225af5)
- Реагирует с щелочами:
![{\displaystyle {\mathsf {Na_{3}[Co(NO_{2})_{6}]+2NaOH\ {\xrightarrow {100^{o}C}}\ Co(OH)_{2}\downarrow +NO\uparrow +4NaNO_{2}+NaNO_{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1167fe24524311b0d928e334425838cff8c42e83)
- С солями некоторых щелочных металлов образует нерастворимые соединения:
![{\displaystyle {\mathsf {Na_{3}[Co(NO_{2})_{6}]+2KNO_{3}\ {\xrightarrow {}}\ NaK_{2}[Co(NO_{2})_{6}]\downarrow +2NaNO_{3}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e1fa1d48f203757b7d6095fa781be4f2eb4c53ff)
Способы получения:
РАБОТАТЬ ПОД ТЯГОЙ!
1 способ В стакане емкостью 100 мл. при осторожном нагревании растворяют 7 г. NaNO2 в 7 мл. H2O. В раствор вносят 2,5 г. кристаллического Co(NO3)2 6H2O и из капельной воронки приливают 2,5 мл. 50% CH3COOH. Смесь в стакане перемешивают встряхиванием. После внедрения кислоты раствор перемешивают еще 10 минут. Если навеска была загрязнена KNO2, то при окислении раствора осаждается K2Na[Co(NO2)6], в этом случае раствор по окончании окисления следует отфильтровывать. К полученному раствору приливают при перемешивании 17 мл. C2H5OH. Раствор с выпавшим осадком оставляют на 1 час для окончательной кристаллизации. Осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают небольшим количеством спирта, сушат на воздухе на листе фильтровальной бумаги, перемешивая стеклянной палочкой, и взвешивают.
2 способ. Растворяют 150 г. NaNO2 в 150 мл. H2O при нагревании и к остывшему до 40-50 C раствору добавляют 50 г. нитрата кобальта. Затем при непрерывном помешивании приливают небольшими порциями 50 мл. 50% CH3COOH (тяга!) и через смесь пропускают в течение получаса сильный ток воздуха, чтобы окислить двухвалентный Co:
4Co(NO3)2+24NaNO2+12CH3COOH+О2=4Na3[Co(NO2)6]+12Na(CH3COO) +8HNO3+2H2O
Если исходный нитрит натрия был загрязнен калиевой солью, то при окислении из раствора осаждается гексанитрокобальтата (III) калия желтого цвета. Отстоявшийся раствор сливают через фильтр, желтый осадок отбрасывают.
Затем к фильтрату прибавляют при непрерывном перемешивании 350 мл. 96% спирта (или кристаллизуют над хлоридом кальция). При этом выпадает желтый осадок гексанитрокобальт (III) натрия Na3[Co(NO2)6] H2O.
Его отфильтровывают, промывают 2-3 раза небольшими порциями спирта, затем эфиром и высушивают на воздухе.
Для дальнейшей очистки сырой продукт перекристаллизовывают. Для этого его растворяют в полуторном количестве воды и осаждают спиртом.
3 способ. Внесите в коническую колбу емкостью 500 мл. 15 г. нитрита натрия, 5г. гексагидрата нитрата кобальта и 15 мл. воды. Растворите кристаллы реагентов в воде при нагревании. Охладите реакционную смесь до 10-50 С и добавьте небольшими порциями 5 мл. 50% водного раствора уксусной кислоты. Наблюдайте бурную реакцию с выделением газа. По окончании реакции колбу закройте пробкой с двумя трубками и присоедините ее к водоструйному насосу. При включении насоса через раствор будет проходить воздух, удаляющий из реакционной смеси оксиды азота. Через 20 минут отключите колбу от насоса.
Раствор продукта отфильтруйте через складчатый фильтр для отделения примеси малорастворимого гексанитрокобальтата (III) калия.
К фильтрату добавьте по каплям 10 мл. этанола, при этом будет наблюдаться выпадение кристаллов желтого цвета. Продукт отделите от раствора вакуумным фильтрованием, промойте на фильтре этанолом и высушите на воздухе.
4 способ. 10 г. CoCl2 6H2O или соответствующее количество Co(NO3)2 6H2O растворяют в 10 мл. воды. В другом стакане растворяют 30 г. NaNO2 в 100 мл. воды. Соли растворяют при умеренном нагревании. Растворы охлаждают, сливают вместе, осторожно перемешивают и приливают 10 мл. 50% уксусной кислоты. (Работают под тягой!) Образуется раствор гексанитрокобальтиата натрия
CoCl2 + 7 NaNO2 + 2 CH3COOH= Na3[Co(NO2)6] + 2 NaCl+ 2 Na(CH3COO) + 2NO + H2O
Смеси дают постоять, затем раствор сливают с осадка и фильтруют. Раствор представляет собой готовый реактив – раствор соли Na3[Co(NO2)6]. Чтобы проверить его свойства, несколькими каплями раствора действуют на соль калия: должен выпадать желтый осадок соли K2Na[Co(NO2)6].
5 способ. К 10 г. ацетата кобальта прибавляют 20 г. NaNO2, растворенного в 40-50 мл. воды, и подкисляют уксусной кислотой. Полученному раствору дают постоять 1,5-2 часа и фильтруют его. В результате получается раствор Na3[Co(NO2)6].
6 способ.30 г. NaNO2 растворяют в 30 мл. воды при 40-50 С. К этому раствору прибавляют 10 г. Co(NO3)2 6H2O, затем малыми порциями приливают 10 мл. 50%-ной уксусной кислоты. В полученную смесь пропускают в течение 20 минут струю воздуха для удаления оксида азота.
Раствору дают постоять в течение 1-2 часов. Образуется осадок, состоящий из K2Na[Co(NO2)6] и небольшого количества Na3[Co(NO2)6](NaNO2 содержит примесь КNO2). Осадок отфильтровывают. Основная масса соли Na3[Co(NO2)6] остается в растворе. К раствору прибавляют 25 мл. спирта. При этом осаждается Na3[Co(NO2)6].
Соль отфильтровывают, промывают 10 мл. спирта и 5 мл. эфира и сушат на воздухе. Если соль дает мутный раствор, то полученный препарат загрязнен. Для очистки его растворяют в полуторном количестве воды и отфильтровывают не растворившуюся часть. В прозрачный раствор вливают тонкой струей спирт, который немного подкислен уксусной кислотой. Выпавший осадок Na3[Co(NO2)6] отфильтровывают , еще раз промывают спиртом и эфиром и сушат при 60-70 С.
0 комментариев