Кобалт(III) флуорид (CoF3) — формула, свойства и употреба

Кобалт(III) флуорид (CoF3) — формула, свойства и употреба: мощен окислител и флуориращ агент, приложения в синтеза, производство и мерки за безопасност.

Кобалтовият(III) флуорид, известен също като кобалтов флуорид или кобалтов трифлуорид, е химично съединение с формула CoF₃. Съдържа кобалт в окислително състояние +3 и флуоридни йони. Представлява кафяво до тъмнокафяво твърдо вещество и е силен окислител и флуориращ агент, използван за въвеждане на флуоридни групи в други молекули.

Основни физични и химични свойства

• Химична формула: CoF₃
• Моларна маса: приблизително 115.93 g·mol^-1
• Външен вид: кафяво до тъмнокафяво кристално твърдо вещество
• Химично поведение: силен окислител и флуориращ агент; възстановява се до кобалтов(II) флуорид при отдаване на флуорид/електрони
• Термална стабилност: при загряване може да се редуцира до CoF₂ и да освобождава флуор, т.е. се разлага/редуцира при високи температури

Получаване

Кобалтов(III) флуорид се получава главно чрез директно третиране на соли или оксиди на кобалта(II) с флуорен газ при висока температура (приблизително 350 °C). В описания метод често се използва кобалтов(II) хлорид, но вместо него могат да се използват и кобалтов(II) оксид или кобалтов(II) флуорид, които се окисляват/флуорират до CoF₃ с помощта на флуор. След реакцията остава кобалтов(II) флуорид като редуциран продукт при флуоридираните трансформации; CoF₂ може да бъде реоксидиран обратно до CoF₃ чрез реакция с F₂.

Типични реакции

CoF₃ служи като оксифлуориращ агент: при контакт с органични и неорганични субстрати може едновременно да окислява и да прехвърля флуорни атоми. В присъствие на вода реагира бързо, като се получават флуороводородна киселина (HF), кобалтов(II) флуорид и кислород. Примерно сбалансирано уравнение за хидролизата е:

4 CoF₃ + 2 H₂O → 4 CoF₂ + 4 HF + O₂

При органични трансформации CoF₃ може да замени халогенни заместители с флуор (Cl → F), да флуорира алканови позиции при силни условия и да извършва други окислително-флуориращи процеси, като в резултат се редуцира до CoF₂.

Употреба

• Като флуориращ агент в синтеза на флуорирани органични и неорганични съединения.
• В лабораторни и промишлени процеси за въвеждане на флуоридни групи и за замяна на халогени с флуор.
• В някои процеси където е необходим силен, но контролируем оксифлуориращ агент; след реакция CoF₃ се редуцира до CoF₂, който може да бъде регенериран.

Опасности и безопасност

CoF₃ е опасно вещество и изисква специални мерки за безопасност:

• Реагира с вода и влажни материали, освобождавайки HF — силно корозивна и токсична киселина. Вдишването или контактът с HF представлява сериозен риск за здравето.
• Като силен окислител може да предизвика възпламеняване или усилване на горенето на органични материали при контакт.
• Работете само в добре проветрени абонации или под аспиратор с подходяща защита (ръкавици, очила, защитно облекло). При работа с флуор или CoF₃ трябва да се използват инертни среди и материали, устойчиви на корозия.
• При контакт с вещество или при изтичане следвайте указанията от специфичната материална безопасност (MSDS) и потърсете медицинска помощ при излагане на HF.

Бележки

При работа с кобалтови съединения трябва да се има предвид, че някои от тях са токсични и потенциално вредни за околната среда. Използването и съхранението на CoF₃ и свързаните продукти трябва да съответстват на приложимите законови и екологични изисквания. За конкретни процедури и условия на реакция винаги се консултирайте с надеждна литература или технически указания и използвайте подходящи лабораторни практики.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява кобалтовият(III) флуорид?

В: Какъв е цветът на кобалтов(III) флуорид?

В: Каква е функцията на кобалтов(III) флуорид?

В: Как се произвежда кобалтов(III) флуорид?

Въпрос: Какво се случва, когато кобалтов(III) флуорид реагира с вода?

В: Как се наричат още кобалтов(III) флуорид и кобалтов флуорид?

В: Каква е употребата на кобалтов(III) флуорид?

Търсене по буква