Praktikum Anorganische Chemie/ Cobalt

1: Cobaltnitrat, 2: Cobaltsulfid, 3: Cobalthydroxid, 4: blaue Carbonate wechselnder Zusammensetzung

Cobalt

[[../_Cobalt|Cobalt]]-Kationen werden im Kationentrennungsgang in der [[../_Ammoniumsulfidgruppe|Ammoniumsulfidgruppe]] neben Nickel-Kationen als schwarzes Cobalt(II)-sulfid gefällt.

$\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{S}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{H}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{+}}$

Cobalt-Kationen reagieren in nichtsaurer, acetathaltiger Lösung mit Ammoniumsulfid zum schwarzem Cobalt(II)-sulfid und Ammonium-Ionen.

Wird unter starkem Luftzutritt und bei Gegenwart von überschüssigem Ammoniumsulfid gefällt, bildet sich aus Cobalt(II)-sulfid zunächst Hydroxocobalt(III)-sulfid, das in Cobalt(III)-sulfid übergeht.

$\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{S}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{4}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{]}\mathrm{S}$

$\mathrm{2}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}\mathrm{]}\mathrm{S}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{C}{\mathrm{o}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Cobaltsulfid reagiert in wässriger Lösung mit Sauerstoff zum Hydroxocobalt(III)-sulfid, welches mit Schwefelwasserstoff zum Cobalt(III)-sulfid weiterreagiert. Als Nebenprodukt entsteht Wasser.

Eine relativ aussagekräftige Vorprobe für Cobalt ist die [[../_Borax- und Phosphorsalzperle|Borax- und Phosphorsalzperle]], die von Cobaltionen intensiv blau gefärbt wird.

Nachweis als Cobalthydroxid

Praktikum Anorganische Chemie/ Vorlage:Infobox Nachweisreaktion Bei Zugabe einer starken Hydroxidlösung, z. B. Natriumhydroxidlösung zu der zu untersuchenden Stoffprobe bildet sich zuerst ein blauer Niederschlag eines basischen Cobaltsalzes wechselnder Zusammensetzung.

$\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}$

Cobalt-Kationen reagieren in der Kälte (max. 15°C) mit Hydroxid-Ionen zum Hydroxocobalt(II)-komplexion. Der Komplex kann mit verschiedensten Anionen basische Salze bilden.

Bei Erhitzung der immer noch alkalischen Probelösung zerfällt das Hydroxocobalt(II)-komplexion und es bildet sich das rosenrote Cobalt(II)hydroxid.

$\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{⟶}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }$

Hydroxocobalt(II)-Ionen reagieren unter Hitze in alkalischer Lösung in das rosenrote Cobalt(II)hydroxid.

Nachweis als Thiocyanatokomplex

Von links nach rechts:CoCl2-Hexahydrat 1%; CoCl2-Lösung + 2% NH4SCN; CoCl2-Lösung + 2% NH4SCN + 40% Butanol; CoCl2-Lösung + 20% NH4SCN

Praktikum Anorganische Chemie/ Vorlage:Infobox Nachweisreaktion Bei Zugabe von Thiocyanat (am besten festes Salz statt Lösung) entsteht je nach Konzentration eine pinkfarbene bis blaue Lösung. Der blaue Komplex kann mit einem organischen Lösungsmittel (z. B. Butanol) extrahiert werden.

Erklärung

$\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{C}{\mathrm{N}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{[}\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{(}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}{\mathrm{)}}_{\mathrm{5}}\mathrm{(}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{)}{\mathrm{]}}^{\mathrm{+}}$

Cobalt-Kationen reagieren im wässrigen Milieu bei Zugabe von Thiocyanat-Ionen zum pinken Pentaaquathiocyanatocobalt(II)-komplex.

Störung

Der Nachweis mit Thiocyanat interferiert mit [[../_Eisen|Eisen]]- und [[../_Kupfer|Kupfer]]-Kationen.