И.В. Пятницкий - Аналитическая химия Кобальта

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ И АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. В. И. ВЕРНАДСКОГО С е р и я: «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ЗЛЕМЕНТОВь АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ КОБАЛЬТА И. В. Пятницкий ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУК А» Москва 1965 546,73: 543/545 Главный редактор академик А. П, В и ног радов ОТ РЕДКОЛЛЕГИИ Редакционная коллегия: 5, -угу. С е р и я «А н а л и г и ч е с я а я .т и .и и я э л е .н е и т о в» И.

/7. Алимарин, А К Бабка, А И Бусев, А, П, Виноградов, А. Н, Ермаков, В. И. Кузнецов, П Н Палей, Д, И Рябчиков, И. В. Тананаев, 70. А. Чернихов Редактор тома «Аналнтнческая химия кобальта» А. И. Буссе Адрес редколлегии: Москва В-334, Воробьевское шоссе, 47а, Институт геохимии н аналитической химии нм. В. И. Вернадского Академии наук СССР Институт геохимии и аналитической химии им. В. И.

Вернадского АН СССР осуществляет издание серии монографий по аналитической химии отдельных элементов. Эта серия — «Аналитическая химия элементо⻠— составит около пятидесяти томов. Потребность в подобного рода издании давно назрела. Вместе с тем у нас накопился огромный опыт многочисленных лабораторий и теперь стало возможным и необходимым его подытожить. Таким образом, возникло настоящее издание — серия «Аналитическая химия элементов>, — которое осуществляется впервые. Аналитическая химия любого элемента и его различных соединений в настоящее время представляется чрезвычайно разнообразной как вследствие сложности современных объектов исследования и широты диапазона концентраций, которые бывает необходимо определить, так и вследствие разнообразия использующихся методов.

В связи с этим для монографий был разработан общий план как в смысле содержания, так и последовательности изложения материала. В монографиях содержатся общие сведения о свойствах элементов и их соединений. Затем излагаются химические реакции, являющиеся основанием для аналитических целей. Методы как физические, так и физико-химические и химические излагаются применительно для количественного определения данного химического элемента, начиная с анализа сырья, далее типичных полупродуктов производства и, наконец, конечной продукции — металлов или сплавов, окисей, солей и других соединений и материалов. Как правило, приводятся принципы определения и, где это необходимо, дается точное описание всего процесса определения, Необходимое внимание уделяется быстрым методам анализа. Самостоятельное место занимает изложение методов определения так называемых элементов-примесей в чистых материалах.

Обрашается внимание на точность и чувствительность методов в связи с общей тенденцией повышения чувствительности методов определения следов элементов. примесей. Монографии содержат обширную литературу, доведенную до последних лет; опи рассчитаны на широкий круг химиков, в первую очередь химиков-аналитиков исследовательских институтов и заводских лабораторий различных отраслей хозяйства, а также на химиков-преподавателей и студентов химических высших учебных заведений. К составлению монографий привлечены наши крупнейшие специалисты, имеюшие опыт работы в области аналитической химии того или иного химического элемента.

Отдельные тома серии «Аналитическая химия элементов» будут выходить самостоятельно, по мере их подготовки. Вышли в свет монографии, посвященные торию, таллию, урану, рутению, молибдену, калию, бору, цирконию, гафиею, кобальту, готовятся к печати монографии по аналитической химии никеля, бериллия, ниобия и тантала Мы обрашаемся с просьбой ко всем читателям присылать свои замечания и отзывы о монографиях.

ПРЕДИСЛОВИЕ В последние годы интерес к аналитической химии кобальта сильно возрос. Это обусловлено разнообразными новыми применениями кобальта и его соединений. Общеизвестно использование кобальта в качестве легирующего компонента специальных сплавов с высокой твердостью и термостойкостью. Многие соединения кобальта обладают высокой каталитической активностью и служат катализаторами синтеза различных химических соединений. Радиоактивные изотопы кобальта широко применяются в медицине. Ряд сложных органических соединений кобальта влияет на обмен вешеств у растений н животных и т. п. Все это привело к необходимости разработать новые методы качественного обнаружения и количественного определения кобальта как основного компонента и примеси в технических и биологических материалах весьма разнообразного состава.

Особое внимание в работах последних лет обрашено на развитие методов определения «следов» кобальта. Для этого в настояшес время используются главным образом спектрофотометрическне, кинетические и электрохимические методы анализа. Много исследований посвящено также синтезу новых органических реагентов для определения кобальта и изучению оптимальных условий их применения.

В монографии систематизирована и рассмотрена вся доступная литература по аналитической химии кобальта вплоть до 1963 г. Главное внимание уделено работам последних десятилетий, так как они отражают современный уровень развития аналитической химии и основаны в значительной степени на применении новых органических реагентов и новых физико-химических методов анализа.

Была сделана также попытка критически оценить эффективность отдельных методик, пользуясь опубликованными в литературе данными сравнительных экспериментальных исследований. Тем не менее в ряде случаев такая 5 оценка сильно затруднена из-за отсутствия объективных химико-аналцтнческпх характеристик реагентов и методов. Спектральные н рентгеноспектральные методы анализа в книге не рассматрцваются. Автор глубоко признателен профессору А. И. В!севу за предоставление оттисков многих работ и весьма ценные критические замечаняя л советы, сделанные пм при редактировании рукописи. Автор выражает свою искреннюю благодарность кандидату химлческнх наук Т Е. Гетьман за неоценимую помощь в подборе литературы л оформлении монографии.

Просьба к члтателям сообшлть свои критлческие замечания по адресу: Киев, Владимирская улица 60, Киевский государственный университет им. Т. Г. Шевченко, кафедра аналитической химии. И В Пятницкий Глава 7 ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОБАЛЬТА. СОЕДИНЕНИЯ КОБАЛЬТА, ИМЕЮ1ЦИЕ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Общие замечания. Соединения кобальта применялись в глубокой древности в Египте и Китае для окрашивания в слний цвет фарфоровых н стеклянных изделий. Впервые кобальт в форме простого вещества был получен в 1742 г. Брандом, который также описал некоторые его физические и химические свойства.

Порядковый номер кобальта 27, его атомный вес по углеродной шкале 58,9332 [289). Кобальт находится в первой трладе Ъ'И! группы периодической системы Д. И. Менделеева и состоит из одного устойчивого изотопа с массовым числом 59. Искусственно получено большое число радиоактивных изотопов кобальта (табл. 1). Наибольший практический интерес представляет радиоизогоп кобальта Сов', который применяется в медицине, в аналитической химии, прл изучении процессов осаждения л экстракции различных соединений кобальта л др. Атомный радиус кобальта равен 1,15 А, ионные радиусы двухвалентного кобальта — 0,82 А (по Гольдшмидту) или 0,72 А (по Паулннгу), трехвалентного кобальта — 0,64 А [289).

Содержание кобальта в земной коре составляет около 0,003и(и [2891 Однако ббльшая часть кобальта сосредоточена в центральном ядре Земли, где преобладают элементы группы железа. В литосфере (земной коре) кобальта содержится в среднем около 0,003 вес. чо, Кобальт находится в железных (около О,бтй) н каменных (0,08и',) метеоритах. Ничтожные количества кобальта имеются в морской воде (!О "~(и) и в воде минеральных источников. Содержание кобальта в почвах СССР— в среднем около 0,0017я, но наблюдаются значительные колебания в завнслмости от характера почвы. По данным Янга [!5231, содержание 7 Таблица 1 Радиоактивные изотопы кобальта !283, 289! Период ! Энергия излучения ХаРактеР ивлгчевиЯ ~ полураспада , 'частиц, «Иве Массовое число 54 55 0,2 сек.

18 час. >7,4 1,5 (53,3%) 1,03 (39 5ого) 0,53 (4«9еуо) 0,26 (2,3%) 1,5 (96ед) 0,44 (4%) 6« ( 60оо). Э.з. ( 40«е)' Т 8« (20э,',) Э.з. (80е4) Э.зб т И.п. (1« (15%); Э.з. (85%); т Ил. (99%); ц- (0 28ев) 8)т И.пл 3 8;т 77 сут. 57 58м 58 59 60м 270 сут. 9,2 часа 71 сут. 10,1 мин. 1,56 60 61 62м 62 0,309 1,22 2,88 (75%) 0,88 (25%) 5,2 года 1,7 часа 1,6 мин. 13,9 мин. Обозначения« Ье — позитрон: а- — электрон; Э.в. — электроинма захват орбитального электрона; Ищ. — ивомерное превращение )переход ядра нз своего верхнего сосптяни» в нижнее мэомерное состояние); буква «эо у ьжссового чнслв— метвствбнльное возбужденное состояние. кобальта в различных объектах колеблется в довольно широких пределах; так в горных породах оно составляет от 2 !О-в до 2,5 !О а%, в минералах — от 1О ' до 8%, в почвах до 1О ~%, в водах — от 10-з до 1,4 1О-з%, в метеоритах — от 5 10-' до 1,6% Кобальт всегда содержится в организме животных и в растен~иях.