Praktikum Anorganische Chemie/ Cobalt

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

Cobalt

Cobalt-Kationen werden im Kationentrennungsgang in der Ammoniumsulfidgruppe neben Nickel-Kationen als schwarzes Cobalt(II)-sulfid gefällt.

$\mathrm{Co^{2+} + (NH_4)_2S\longrightarrow CoS \downarrow + 2 \ NH_4^+}$

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.

$\mathrm{4 \ CoS + O_2 + 2 \ H_2O\longrightarrow 4 [Co(OH)]S}$

$\mathrm{2 \ [Co(OH)]S + H_2S\longrightarrow Co_2S_3 + 2 \ H_2O}$

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, die von Cobaltionen intensiv blau gefärbt wird.

Nachweis als Cobalthydroxid

Nachweisreaktion
Reaktionstyp:	Komplexbildung
pH	>>7
Indikation	blauer, im Überschuss roter Niederschlag

Bei Zugabe einer starken Hydroxidlösung, z. B. Natriumhydroxidlösung zu der zu untersuchenden Stoffprobe bildet sich zuerst ein blauer Niederschlag eines basischen Cobaltsalzes wechselnder Zusammensetzung.

$\mathrm{Co^{2+} + OH^-\longrightarrow [Co(OH)]^+}$

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.

$\mathrm{[Co(OH)]^+ + OH^- \longrightarrow Co(OH)_2 \downarrow}$

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

Nachweisreaktion
Reaktionstyp:	Komplexbildung
pH
Indikation	pinke Lösung

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

$\mathrm{Co^{2+} + SCN^- + 5 \ H_2O \longrightarrow [Co(H_2O)_5(SCN)]^+}$

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

Störung

Der Nachweis mit Thiocyanat interferiert mit Eisen- und Kupfer-Kationen.