Октакарбонилдикобальт

Октакарбонилдикобальт — неорганическое соединение, карбонильный комплекс кобальта состава Co₂(CO)₈. Красно-оранжевые кристаллы, не растворимые в воде.

Октакарбонилдикобальт
Общие
Систематическое наименование	Октакарбонилдикобальт
Хим. формула	Co2(CO)8
Физические свойства
Состояние	красно-оранжевые кристаллы
Молярная масса	341,95 г/моль
Плотность	1,73 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	51 °C
• разложения	126 ± 1 ℉
Давление пара	0,7 ± 0,1 мм рт.ст.
Классификация
Рег. номер CAS	10210-68-1
PubChem	436546
Рег. номер EINECS	233-514-0
SMILES	[Co+2].[Co+2].[C-]#[O+].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-].[O+]#[C-]
InChI	InChI=1S/8CO.2Co/c8*1-2;;/q;;;;;;;;2*+2 MQIKJSYMMJWAMP-UHFFFAOYSA-N
RTECS	GG0300000
Номер ООН	3281
ChemSpider	2007057
Безопасность
Предельная концентрация	0,01 мг/м³
Токсичность	высокотоксичен, особенно опасны его пары
Пиктограммы ECB
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Получение править

• Действие монооксидом углерода под давлением на порошкообразный кобальт:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{130}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}\mathsf{,}\mathsf{p}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}$${\mathsf {2Co+8CO\ {\xrightarrow {130^{o}C,p}}\ Co_{2}(CO)_{8}}}$ 

• Действие монооксидом углерода и водорода под давлением на метагидроксид кобальта:

$\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{O}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{)}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}\stackrel{\mathsf{p}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2CoO(OH)+3H_{2}+8CO\ {\xrightarrow {p}}\ Co_{2}(CO)_{8}+4H_{2}O}}$ 

Физические свойства править

Октакарбонилдикобальт образует диамагнитные красно-оранжевые кристаллы, не растворимые в воде, растворимые в органических растворителях (этанол, диэтиловый эфир).

В растворах существует равновесие между двумя изомерами:

 

В кристаллах равновесие полностью сдвинуто вправо.

Химические свойства править

• Разлагается при нагревании:

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\stackrel{{\mathsf{60}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{4}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{12}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {2Co_{2}(CO)_{8}\ {\xrightarrow {60^{o}C}}\ Co_{4}(CO)_{12}+4CO}}$ 

• На свету медленно разлагается при нагревании:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\stackrel{\mathsf{h}\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}\mathsf{,}\mathsf{80}\mathsf{-<!--\; -\; -->}{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}\ {\xrightarrow {h\nu ,80-90^{o}C}}\ 2Co+8CO}}$ 

• Гидролизуется горячей водой с образованием тетракарбонилкобальтовой кислоты, гидроксида кобальта(II) и окиси углерода:

$\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\stackrel{{\mathsf{90}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {3Co_{2}(CO)_{8}+4H_{2}O\ {\xrightarrow {90^{o}C}}\ 4HCo(CO)_{4}+2Co(OH)_{2}+8CO}}$ 

• Реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+4H_{2}SO_{4}\ \xrightarrow {} \ 2CoSO_{4}+8CO\uparrow +2SO_{2}\uparrow +4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+8HNO_{3}\ \xrightarrow {} \ 2Co(NO_{3})_{2}+8CO\uparrow +4NO_{2}\uparrow +4H_{2}O}}$ 

• Восстанавливается водородом (в толуоле) до тетракарбонилкобальтовой кислоты:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{0}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+H_{2}\ {\xrightarrow {0^{o}C}}\ 2HCo(CO)_{4}}}$ 

• Реагирует с амальгамами щелочных металлов (в диоксане), образуя соответствующие соли тетракарбонилкобальтовой кислоты:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{(}\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{)}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+2Na_{(Hg)}\ {\xrightarrow {}}\ 2NaCo(CO)_{4}}}$ 

• Реагирует с гидроксидами щёлочноземельных металлов, образуя тетракарбонилкобальтовую кислоту и карбонаты кобальта(II) и соответствующего металла:

$\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{a}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{a}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$${\mathsf {3Co_{2}(CO)_{8}+2Ba(OH)_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 4HCo(CO)_{4}+2BaCO_{3}+2CoCO_{3}}}$ 

• Окисляется кислородом:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{5}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\stackrel{{\mathsf{400}}^{\mathsf{o}}\mathsf{C}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+5O_{2}\ {\xrightarrow {400^{o}C}}\ 2CoO+8CO_{2}}}$ 

• Реагирует с галогенами:

$\mathsf{C}{\mathsf{o}}_{\mathsf{2}}\mathsf{(}\mathsf{C}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{8}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\stackrel{}{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}\mathsf{o}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{C}\mathsf{O}$${\mathsf {Co_{2}(CO)_{8}+2Br_{2}\ {\xrightarrow {}}\ 2CoBr_{2}+8CO}}$ 

Безопасность править

Как и другие карбонилы металлов, октакарбонилдикобальт токсичен. Имеются сведения о вредном воздействии этого карбонила кобальта на ЦНС, респираторную систему, а также на биохимию крови. Кроме того, октакарбонилдикобальт в редких случаях пирофорен.

Применение править

• Для получения кобальта высокой чистоты.
• Для нанесения покрытия кобальта на неметаллические поверхности.
• Как катализатор в органическом синтезе.

Литература править

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
• Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1972. — Т. 2. — 871 с.