فلوريد الكوبالت الثلاثي – CoF3

في الكيمياء هناك ما يعرف باسم فلوريد الكوبالت (III) (Cobalt Trifluoride) ويمتلك هذا المركب الصيغة الكيميائية التالية: (CoF3) وهو عبارة عن أحد المركبات غير العضوية، وهو يعد مصدر لمعدن الكوبالت غير القابل للذوبان في الماء من أجل أن يتم استعماله في التطبيقات التي تكون الحساسة للأكسجين بشكل عام، مثل إنتاج المعادن، كما أنه أحد مركبات الفلوريد والتي تمتلك تطبيقات متعددة في التقنيات والعلوم الحالية المختلفة، كما ويتوفر مركب فلوريد الكوبالت (III) بشكل عام في معظم الأحجام.

فلوريد الكوبالت الثلاثي

• إن مركب فلوريد الكوبالت (III) هو مركب غير عضوي، والهيدرات منه معروفة أيضًا، أما المركب اللامائي منه هو عبارة عن مادة صلبة بنية اللون، ويتم استخدامه من أجل تخليق مركبات الفلورين العضوية، إن كلوريد الكوبالت (III) المرتبط معروف أيضًا ولكنه غير مستقر للغاية.

• يستخدم مركب فلوريد الكوبالت الثالث (CoF3) من أجل عمليات فلورة المياه لتحليل نظائر الأكسجين، كما أنه يتم إنشاء حمض الهيدروفلوريك (HF) كجزء من هذه العملية ويتم تنفيسه في غطاء الدخان، ومع ذلك عند تعبئة عمود التفاعل بفلوريد الكوبالت الثالث، افترض أن (HF) يتم إنتاجه من أي ماء يتلامس مع المسحوق، ويمكن أن يكون هذا الماء من الغلاف الجوي وكذلك من بشرتك، لذلك فأنت تحتاج أيضًا إلى التعرف على (SOP) الكيميائي لحمض الهيدروفلوريك.

• يتبلور مركب ثلاثي فلوريد الكوبالت اللامائي في المجموعة المعينية السطوح، وعلى وجه التحديد وفقًا لعنصر ثلاثي فلوريد الألومنيوم (a = 527.9 pm)، (°α = 56.97)، وترتبط كل ذرة من ذرات الكوبالت بـ 6 ذرات من عنصر الفلور في عملية هندسة ثماني السطوح، مع مسافات بين الفلور والكوبالت (Co-F) تبلغ 189 متر، وكل فلوريد عبارة عن يجند مزدوج التجسير.

• أما الهيدرات منه فهي معروفة بالصيغة الكيميائية التالية (CoF3 · 3.5H₂O)، ومن المفترض أن يتم وصفها بشكل أفضل على أنها ([CoF3(H2O)3] · 0.5H₂O)، وهناك تقرير عن وجود هيدرات (CoF3 · 3.5H₂O) متماثل لـ (AlF3 · 3H₂O).

• إن فلوريد الكوبالت (III) هو مركب فلوريد لعنصر الكوبالت، والكوبالت عنصر فلزي برقم ذري 27، يوجد بشكل طبيعي في الصخور والتربة والمياه والنباتات والحيوانات، ومن المعروف أن التعرض الزائد له آثار سامة، ويُعتقد أن الكوبالت يُظهر سميته من خلال عمليات قائمة على المؤكسد والجذور الحرة.

• من الممكن أن يتم تحضير الكوبالت ثلاثي فلوريد في المختبر من خلال معالجة مركب (CoCl2) مع الفلور عند درجة حرارة مقدارها 250 درجة مئوية كما في المعادلة التالية:

CoCl2 + 3/2 F2 → CoF3 + Cl2

• في تفاعل التأكسد والاختزال السابق، فإنه يتأكسد أيون الكوبالت الموجب (+Co2) والكلور (Cl) إلى (+Co3) و (Cl2) على التوالي، في حين أن جزيء الفلور (F2) يتم اختزاله إلى أيون الفلور السالب (-F)، علما أن مركب أكسيد الكوبالت (ΙΙ) ومركب فلوريد الكوبالت (ΙΙ) ذو الصيغة التالية (CoF2) من الممكن أيضًا أن يتم تحويلهم إلى مركب فلوريد الكوبالت الثلاثي باستعمال الفلور.

• من الممكن أيضًا أن يتم تكوين المركب من خلال معالجة (CoCl2) مع مركب الكلور ثلاثي فلوريد (ClF3) أو البروم ثلاثي فلوريد (BrF3).

تفاعلات فلوريد الكوبالت الثلاثي

• إن مركب (CoF3) تتحلل عند ملامستها للماء لإعطاء الأكسجين:

4CoF3 + 2 H₂O → 4 HF + 4 CoF2 + O₂

• يتفاعل هذا المركب مع أملاح الفلوريد من أجل إعطاء الأيون السالب التالي (3- [CoF6]) ، والذي يتميز أيضًا بمركز كوبالت (III) عالي الدوران ثماني السطوح.

تطبيقات فلوريد الكوبالت الثلاثي

•  الكوبالت ثلاثي فلوريد (CoF3) هو عبارة عن عامل فلورة قوي، وعندما يتم استعماله كملاط فإنه يحول الهيدروكربونات إلى مركبات الكربون المشبعة بالفلور:

2CoF3 + R-H → 2 CoF2 + R-F + HF

• إن مركب (CoF2) هو المنتج الثانوي في التفاعل السابق، كما أنه أحيانًا ما تكون ردود الفعل هذه مصحوبة بإعادة ترتيب أو ردود أفعال أخرى، إن الكاشف ذو الصلة (KCoF4) أكثر انتقائية.

فلوريد الكوبالت الثلاثي الغازي

• في الطور الغازي يُحسب مركب الكوبالت ثلاثي فلوريد (CoF3) على أنه مستوٍ في حالته الأرضية، كما ويمتلك محور دوران ثلاثي (تدوين التناظر D3h)، علما أنه يحتوي أيون الكوبالت الموجب (+Co3) على حالة أرضية تبلغ (3d6 5D)، وقد قسّمت روابط الفلوريد هذه الحالة في ترتيب الطاقة (5A ‘، 5E “، و 5E’).

• علما أن فرق الطاقة الأول صغير وحالة (5E) تخضع لتأثير (Jahn-Teller) لذلك فإنه يجب أخذ هذا التأثير في الاعتبار من أجل التأكد من الحالة الرئيسية، وخفض الطاقة صغير ولا يغير ترتيب الطاقة، وقد كان هذا الحساب هو عبارة عن أول معالجة لتأثير (Jahn-Teller) باستعمال أسطح الطاقة المحسوبة.