Кобальт, никель

В природе кобальт всегда встречается вместе с никелем. Важнейшими из минералов кобальта и никеля являются кобальтовый шпейс (смальтит) СoAs₂, кобальтовый блеск (кобальтит) CoAsS, хлоантит NiAs₂, герсдорфит NiAsS, брейтгауптит NiSb, ульманит NiSbS. Получают металлы пирометаллургическим способом. После обжига сульфидных руд из полученных оксидов водородом восстанавливают металл.

Это белые блестящие металлы, на воздухе не окисляются, в порошкообразном состоянии – пирофорны.

Химические свойства

1. Наиболее характерная степень окисления +2. Подобно железу взаимодействуют с галогенами, серой, фосфором. Не вступают в реакции с углеродом, азотом, водородом.

2. Кислородные соединения в низшей степени окисления +2 можно получить либо непосредственным окислением в кислороде или на воздухе при нагревании, либо термическим разложением гидроксидов:

2Co + O₂ = 2CoO;

Ni(OH)₂ = NiO + H₂O.

CoO и NiO – вещества черного цвета. Основные оксиды. Соответствующие им гидроксиды Co(OH)₂ – серо-розового цвета и Ni(OH)₂ – зеленого цвета. Co(OH)₂ и Ni(OH)₂ - слабые основания, нерастворимые в воде.

Двухвалентные соединения кобальта и никеля можно перевести в трехвалентные действием окислителей:

2Co(OH)₂ + H₂O₂ = 2Co(OH)₃

2Ni(OH)₂ + Br₂ + 2NaOH = 2Ni(OH)₃ + 2NaBr

При гидроксидов Co(OH)₃ и Ni(OH)₃ образуются оксиды Co₂O₃ и Ni₂O₃ – вещества черного цвета. При взаимодействии Co₂O₃ и Ni₂O₃ с кислотами не получаются соли трехвалентных элементов, т. к. они выступают как сильнейшие окислители:

Co₂O₃ + 6HCl = 2CoCl₂ + Cl₂ ↑ + 3H₂O

2Ni₂O₃ + 4H₂SO₄ = 4NiSO₄ + O₂ ↑ + 4H₂O

3. На окислительных свойствах Ni⁺³ основана работа железо-никелевого щелочного аккумулятора, который состоит из двух пластин, одна из которых заполнена Ni₂O₃ или Ni(OH)₃, а вторая - порошком железа. В ходе работы железо-никелевого аккумулятора на электродах протекают следующие процессы:

Анод(-) Fe - 2е^- + 2OH ^- = Fe(OH)₂

Kатод(+) Ni₂O₃ + 2e- + 3H₂O = 2Ni(OH)₂ + 2OH ^-

Эти аккумуляторы стабильнее свинцовых, но их ЭДС не превышает 1 вольта. Кроме того, железо-никелевые аккумуляторы дороже свинцовых.