Kobaltov(III) fluorid (CoF3): lastnosti, sinteza in uporaba

Kobaltov(III) fluorid, znan tudi kot kobaltov fluorid in kobaltov trifluorid, je kemijska spojina z načrtno formulo CoF₃. Vsebuje kobalt v oksidacijskem stanju +3 in fluoridne ione. Gre za rjavo do temno rdečo trdno snov, ki je močno oksidativno sredstvo in učinkovit fluorirnik; pogosto se uporablja za vnašanje fluoridnih ionov v druge spojine. Pri stiku z vodo reagira, pri čemer se sproščata jedka fluorovodikova kislina in kisik ter nastaja kobaltov(II) fluorid. Molekulska masa spojine je približno 115,9 g·mol⁻¹.

Lastnosti

• Fizikalno: trdna, rjavo-temno rdeča barva; netačna topnost v vodi, saj z vodo reagira razkrajajoče.
• Kemijsko: močno oksidativno in fluorirno sredstvo. Pri segrevanju je termično sorazmerno stabilen, vendar lahko razpade v nižjo fluoridno obliko in sprosti fluor (npr. razkroj v CoF₂ in F₂ pri visokih temperaturah).
• Reaktivnost: reagira z vodo, kislinami in mnogimi organskimi snovmi; lahko fluorira ogljikovodike in druge organske funkcionalne skupine.

Sinteza

Najpogostejša priprava poteka z neposredno fluoriranjem kobaltovih(II) spojin s plinom fluorom. Tipična reakcija je pretvorba kobaltovega(II) klorida v CoF₃ pri približno 350 °C (662 °F): uporabi se plinasti F₂, ki oksidira in fluorira kobalt(II) do kobalt(III). V praksi se pogosto uporablja tudi kot izhodišče kobaltov(II) oksid ali pa obstoječ kobaltov(II) fluorid, ki se z oksidativnim fluoriranjem pretvori v CoF₃. Reakcije se običajno izvajajo v suhem okolju pod nadzorovanimi pogoji zaradi močne reaktivnosti fluorovih plinov.

Kemijske reakcije in vedenje

• Ob stiku z vodo: CoF₃ + H₂O → CoF₂ + HF + 1/2 O₂ (poenostavljena shema), kar kaže na njegovo sposobnost oksidacije in hkratnega sproščanja fluoridov.
• Fluoriranje organikov: uporablja se za pretvorbo klor-, brom- ali hidroksilnih skupin v fluorirane derivate ter za neposredno fluoriranje ogljikovodikov pod ustreznimi pogoji.
• Redukcija: pri češči redukciji se spreminja v CoF₂, kar lahko spremlja sproščanje fluorovih species.

Uporaba

• Organokemija: CoF₃ je pomembno reagentno sredstvo za oksidativno fluoriranje in vnašanje fluorida v organske molekule, kjer druge metode ne dajejo zadovoljivih rezultatov.
• Industrija fluoriranja: uporablja se pri sintezi nekaterih anorganskih in organskih fluoriranih spojin, zlasti tam, kjer je zahtevan močan oksidant in vir fluorida v trdnem stanju.
• Proizvod intermediata: v laborijih in industriji se uporablja pri pripravi drugih kobaltovih fluoridov in kot oksidacijsko/fluorirno sredstvo v procesih obdelave plinov ali trdnih snovi.

Varnost in ravnanje

CoF₃ je nevarna snov zaradi kombinacije močne oksidativnosti in sposobnosti sproščanja fluorovodikove kisline ob stiku z vlago. Glavne varnostne točke:

• Nevarnost korozije in hude dražilnosti: izpostavljenost povzroča korozivno delovanje na kožo, oči in dihala (zaradi HF in oksidativnih produktov).
• Ravnanje: shranjujte v suhem, dobro prezračenem prostoru, ločeno od gorljivih materialov; uporabljajte zaščitno opremo (rokavice, očala ali ščit, primerna oblačila) in delo izvajajte v dimniku ali inertni atmosferi, če je potrebno.
• Odpadki: vse odpadke in ostanke je treba nevtralizirati in odstraniti v skladu s predpisi o nevarnih snoveh; zaradi potencialnega sproščanja fluoridov in HF ravnanje zahteva specializirano obdelavo.

Opomba: pri delu s oksidativnimi in fluorirnimi sredstvi, kot je CoF₃, je potrebna strokovna usposobljenost in ustrezna laboratorijska oprema. Zaradi jedkosti in možne toksičnosti fluoridov se v laboratorijih izvajajo strogi varnostni ukrepi.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je kobaltov(III) fluorid?

V: Kakšna je barva kobaltovega(III) fluorida?

V: Kakšna je funkcija kobaltovega(III) fluorida?

V: Kako nastane kobaltov(III) fluorid?

V: Kaj se zgodi, ko kobaltov(III) fluorid reagira z vodo?

V: Kako se imenujeta kobaltov(III) fluorid in kobaltov fluorid?

V: Kakšna je uporaba kobaltovega(III) fluorida?

Išči po črki