קובלט כלוריד (COCL2 (: מבנה, שמות, תכונות - כִּימִיָה - 2025

כלוריד קובלט כלוריד או קובלט (II) הוא מוצק אורגניים שנוצר מאיחוד של מתכת קובלט במדינת 2 חמצון עם יון כלוריד. הנוסחה הכימית שלה היא CoCl ₂ .

CoCl ₂ הוא מוצק גבישי שכאשר בצורתו המיובשת בצבע אדום-סגול. בעדינות לחמם אותו ולהסיר את מי ההידרציה הופכים לכחולים. שינויים בצבעים אלה נובעים משינוי מספר התיאום שלך.

גבישי קובלט כלוריד לחות. עניין כימי. מקור: Wikimedia Commons.

הוא שימש בעבר לטיפול בסוגים מסוימים של אנמיה, אך נמצא כי הוא גורם לבעיות לב, חירשות, בעיות במערכת העיכול, תפקוד לקוי של בלוטת התריס וטרשת עורקים. מסיבות אלה הוא הפסיק להשתמש והוא עדיין נמצא במחקר.

CoCl ₂ משמש לזרז תגובות כימיות שונות. צורת ההקסהידרט שלו בתמיסה משמשת כאסמכתא לניתוחים כימיים מסוימים.

הוא משמש לחיקוי היפוקסיה או ריכוז חמצן נמוך בהתנסויות מחקר ביולוגיות או רפואיות-מדעיות מסוימות. זה שימש גם לשיפור כמה תכונות מכניות של פולימרים.

מִבְנֶה

קובלט (II) כלוריד מורכב מאטום קובלט במצב החמצון שלו +2 ושני אניונים Cl ^- כלורידים .

תצורת האלקטרונים של הקטיון Co ²⁺ היא:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ 3d ⁷ , 4s ⁰ ,

מכיוון שהוא איבד את שני האלקטרונים ממעטפת ה- 4s.

המבנה האלקטרוני של Cl ^- anion הוא:

1s ² , 2s ² 2p ⁶ , 3s ² 3p ⁶ ,

מכיוון שהוא צבר אלקטרון במעטפת 3p.

מִנוּחַ

-קובלט (II) כלוריד

-קובלט כלוריד

-כלוריד קובלט

-דיכלורוקובלט

-שמור קובלט

-CoCl ₂ : קובלט כלוריד נטול מים (ללא מים של הידרציה)

-CoCl _{2 •} 2H ₂ O: קובלט כלוריד דיאטראט

-CoCl _{2 •} 6H ₂ O: קובלט כלוריד הקסהידרט

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי שצבעו תלוי בדרגת ההידרציה.

CoCl ₂ נטול מים: כחול בהיר

כלוריד נטול מים. וו. Oelen. מקור: Wikimedia Commons.

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: סגול

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: אדום-סגול או ורוד

קובלט כלוריד לחות. וו. Oelen. מקור: Wikimedia Commons.

משקל מולקולרי

CoCl ₂ : 129.84 גרם למול

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 165.87 גרם / מול

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 237.93 גרם / מול

נקודת המסה

CoCl ₂ : 735 מעלות צלזיוס

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 86 מעלות צלזיוס

נקודת רתיחה

CoCl ₂ : 1053 ºC

צְפִיפוּת

CoCl ₂ : 3.356 גרם / ס"מ ³

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 2.477 גרם / ס"מ ³

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 1.924 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

CoCl ₂ : 45 גרם / 100 מ"ל מים

CoCl _{2 •} 2H ₂ O: 76 גרם / 100 מ"ל מים

CoCl _{2 •} 6H ₂ O: 93 גרם / 100 מ"ל מים

נכסים אחרים

קובלט (II) כלוריד הקסהידרט הוא ורוד, אך כאשר הוא מחומם מעט הוא הופך לכחול מאחר שהוא מאבד מים. אם ה- CoCl ₂ נטול המים נשאר באווירה לחה, הוא הופך לורוד.

צבע יון הקובלט תלוי במספר הקואורדינציה, כלומר בקבוצות המחוברות ליון Co ²⁺ . מספר קואורדינציה של 6 תואם תרכובות ורודות ומספר קואורדינציה של 4 מביא לתרכובות כחולות.

כאשר CoCl ₂ נמצא בתמיסה מימית, מתרחש שיווי המשקל הבא:

Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ + 4 Cl ^- ⇔ CoCl ₄ ^- + 6 H ₂ O

כאשר שיווי המשקל נע לעבר Co (H ₂ O) ₆ ⁺⁺ הפיתרון הוא אדום, ואילו כשהוא נע לכיוון CoCl ₄ ^- הפיתרון הוא כחול.

יישומים

טיפול במקרים מיוחדים של אנמיה

קובלט כלוריד היה בשימוש נרחב מאז שנות השלושים לטיפול בסוגים מסוימים של אנמיה, הן באירופה והן בארצות הברית.

מתן הפה מעדיף עלייה בהמוגלובין, ספירת אריתרוציטים והמטוקריט. התגובה פרופורציונלית למינון המשמש. הסיבה לכך היא שהיא מפעילה פעולה מגרה על מח העצם.

איור של כדוריות דם אדומות בדם. מחבר: גרד אלטמן. מקור: Pixabay.

עם זאת, השימוש בו הופסק עקב תופעות לוואי כמו הפרעה במערכת העיכול, קרדיומיופתיות, חירשות עצבים ותפקוד חריג של בלוטת התריס.

למרות חסרונות כאלה, בשנת 1975 הוא נבדק בהצלחה בקרב חולי אי ספיקת כליות שהאנמיה שלהם נגרמת כתוצאה מאובדן דם חוזר ונובע כתוצאה מדיאליזה.

המטופלים ונפח התאים האדומים נמצאו כעלייה בקרב חולים אלה המצביעים על גירוי של אריתרופוזיס או היווצרות תאי דם אדומים.

מסיבה זו, נחשב קובלט כלוריד בעל ערך בחולי המודיאליזה, שדרכים אחרות להקל על אנמיה נכשלו.

עם זאת, מאוחר יותר נצפה כי רמות גבוהות של Co ²⁺ בדם קשורות לטרשת עורקים, וזו הסיבה שבוצעו כיום מחקרים נוספים בכדי לקבוע את היתרונות או הפגיעה הפוטנציאליים שלו עבור סוג זה של חולים.

בקטליזה של תגובות כימיות

לקובלט כלוריד יש יישום בהאצה של תגובות כימיות מסוימות.

לדוגמה, באסתור של תרכובות בלתי רוויות במשקל מולקולרי גבוה, השימוש ב- CoCl ₂ כזרז מוביל להשגת המוצר הרצוי ללא היווצרות נגזרות בטחונות.

הגדלת ריכוז ה- CoCl ₂ והטמפרטורה מעלה את קצב התגובה.

כסטנדרט בניתוח כימי

CoCl _{2 •} 6H ₂ O משמש כהפניה סטנדרטית או לצבע בשיטות ניתוח מסוימות של איגוד הבריאות הציבורי האמריקני, או APHA (איגוד הבריאות הציבורי האמריקני).

תמיסות צבעוניות קובלט כלוריד בשיווי משקל שונים עם חומצה הידרוכלורית HCl. עניין כימי. מקור: Wikimedia Commons.

במחקר איסכמיה

איסכמיה היא הירידה בזרימת הדם בחלק הגוף והתרופות נחקרות ללא הרף כדי להימנע ממנה או למנוע את השלכותיה.

נמצא כי CoCl ₂ יכול לגרום לאפופטוזיס או למוות תאים של תאי מודל סרטן.

CoCl ₂ מפעיל ייצור של מיני חמצן תגובתי בתאי מודל סרטן מסוג זה, מה שמוביל למותם באמצעות אפופטוזיס. אומרים שהוא גורם לתגובה שמחקה היפוקסיה.

תוצאה זו מצביעה על כך ש- CoCl ₂ עשוי לעזור לחקור את המנגנון המולקולרי במוות של תאים הקשורים להיפוקסיה ולמצוא תרופות נגד איסכמיה.

כמודל לחיקוי היפוקסיה במחקר ביולוגי ורפואי

היפוקסיה היא הירידה בחמצן הזמין הדרוש לתפקוד התא. CoCl ₂ הוא אחד התרכובות המשמשות במחקר רפואי-מדעי וביולוגי להשראת היפוקסיה כימית.

מנגנון הפעולה של CoCl ₂ בתאים נותן לחוקר זמן רב יותר לתמרן ולנתח את הדגימות שלהם בתנאים היפוקסיים.

השימוש בה נחשב לשיטה אמינה, מכיוון שהיא מאפשרת ניסויים בתנאי חמצן נמוכים ללא שימוש במצלמות מיוחדות.

עם זאת, יש לבחון בקפידה את פרשנות התוצאות שהתקבלו, מכיוון שעל החוקר לוודא שלקובלט אין השפעות אחרות על תפקוד התאים הנחקרים מלבד חיקוי היפוקסיה.

במחקר על שימוש במים כמקור למימן

קובלט כלוריד נחקר כזרז בחקירת השגת מימן מהמים באמצעות אנרגיה סולארית.

יון Co ²⁺ יכול לפעול כזרז הומוגני במהלך חמצון פוטוכימי של מים בתנאים חומציים (נוכחות של חומצה HCl ו- pH 3) כדי למנוע משקעים.

מחקר מסוג זה שופך אור ומסייע בחיפוש אחר אנרגיה נקייה ואנרגיה סולארית בת-קיימא.

לשיפור התכונות המכניות של פולימרים

כמה חוקרים שילבו את CoCl ₂ בתערובות פולימר אקרילוניטריל-בוטדיאן-סטירן, או ABS (אקרילוניטריל-בוטדיאין-סטירן) עם גומי ניטריל-בוטדיאן, או NBR (Nitrile Butadiene Rubber).

ה- CoCl ₂ שולב בתערובת ABS-NBR והשלם דחוס חם. מהתוצאות עולה כי ה- NBR התפזר באופן אחיד ב- ABS וכי CoCl ₂ נוטה להיות מופץ בשלב ה- NBR.

לתגובת התיאום בין הקטיונים ל- Co ²⁺ ולקבוצות ה- CN יש השפעה חיובית על התכונות המכניות. הגדלת תוכן CoCl ₂ מגדילה את חוזק המתיחה ואת קלות הכיפוף.

עם זאת, נצפתה ירידה ביציבות התרמית ובעיות בקליטת מים מ- CoCl ₂ , כך שתערובת מסוג זה תמשיך ונלמדת.

מתן מזיק או קטלני לסוסים

CoCl ₂ שימש בכמויות קטנות מאוד בהזנת סוסים.

קובלט הוא מרכיב חשוב (בעקבות) בתזונה של הסוס, מכיוון שהחיידקים בדרכי המעי שלהם משתמשים בו כדי לסנתז ויטמין B12 (קובאלמין).

עם זאת, מחקרים עדכניים (2019) מצביעים על כך שתוסף קובלט במזון סוסים אינו מועיל ואינו הכרחי וכי הוא עלול להיות קטלני עבור בעלי חיים אלה.

סוסים אינם זקוקים לתוספת קובלט כלוריד נוספת. מחבר: אלכסאס פוטוס. מקור: Pixabay.

הפניות

1. וונזל, RG ואח '. (2019). הצטברות קובלט בסוסים לאחר מתן חוזר ונשנה של קובלט כלוריד. כתב העת הווטרינרי האוסטרלי 2019, מבט מוקדם, 16 באוגוסט, 2019. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
2. Muñoz-Sánchez, J. ו- Chánez-Cárdenas, M. (2018). השימוש בקובלט כלוריד כמודל היפוקסיה כימית. Journal of Toxicology Applied 2018, 39 (4): 1-15. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
3. ליו, ח 'ואח'. (2015). חמצון מים פוטוכימיים הומוגני עם קובלט כלוריד בתקשורת חומצית. קטליסטים ACS 2015, 5, 4994-4999. התאושש מ- pubs.acs.org.
4. שאו, סי ואח '. (2018). תערובות גומי אקרילוניטריל-בוטדיאן-סטירן / ניטריל בוטדיאן המשופרות על ידי קובלט כלוריד נטול מים. Journal of Applied Polymer Science 2018, כרך 135, גיליון 41. נשלח מ- onlinelibrary.wiley.com.
5. Zou, W. et al. (2001). קובלט כלוריד מביא תאי PC12 לאפופטוזיס באמצעות מינים של חמצן תגובתי ומלווה על ידי הפעלת AP-1. Journal of Neuroscience Research 2001, 64 (6): 646-653. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
6. Urteaga, L. et al. (1994). מחקר קינטי לסינתזה של אוקטיל אוקטנואט n באמצעות קובלט כלוריד כזרז. כימיה ואוניברסיטת טכנול. 17 (1994) 210-215. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
7. מורדוק, HRJr. (1959). מחקרים על פרמקולוגיה של קובלט כלוריד. כתב העת של איגוד התרופות האמריקני 1959, כרך 48, גיליון 3, עמודים 140-142. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
8. בואי, EA והארלי, PJ (1975). קובלט כלוריד בטיפול באנמיה עקשן אצל חולים העוברים המודיאליזה לאורך זמן. כתב העת לרפואה של אוסטרליה וניו זילנד 1975, כרך 5, גיליון 4, עמ '. 306-314. התאושש מ- onlinelibrary.wiley.com.
9. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
10. דין, ג'יי"א (עורך) (1973). ספר הכימיה של לנגה. המהדורה האחת-עשרה. חברת הספרים McGraw-Hill.
11. Babor, JA ו- Ibarz, J. (1965). כימיה כללית מודרנית. מהדורה 7. עריכה מרין, ס.א.