コバルトイオンの色変化

塩化コバルト水溶液に熱や濃塩酸を加えると色が薄桃色から青色に変化します。これは、熱や酸により錯イオンの立体構造の変化に関係があります。

「動　画」塩化コバルト結晶～水溶液～濃塩酸を添加する過程での色変化の実践映像

「動　画」軽く火にかざして変化を観る。

「解　説」

1.水の吸収により色が変わる：塩化コバルト(Ⅱ) CoCl₂・6H₂O は、水の配位数によりカラフルな化合物をつくることで知られます。加熱すると、水和している水分子が離脱して青色を呈しますが、放置しておくと次第に空気中の水分を吸収して水和物に戻ります。

[Co(H₂O)₆]Cl₂ 　⇄ 　CoCl₂ 　+　６H₂O

(暗紫色)　　　　　(青色)

この六水和物を水に溶解させると、淡桃色のヘキサアクア錯イオンをつくって安定します。無水物から水和物へと水を吸収していく過程で青色から赤色へと色調が変わるので、乾燥剤のシリカゲル粒や化学反応で水が生成しているかどうかの判定剤としても利用されます。

CoCl₂・6H₂O 　　　⇄ 　　[Co(H₂O)₆]²⁺　　＋　　2Cl^－

ヘキサアクアコバルト(Ⅱ)イオン

2.配位数が６→４に変化する：塩化コバルトを水に溶解させたのち、さらに濃塩酸を加えると、水分子と塩化物イオンの交換が起こり、テトラクロロコバルト(Ⅱ)酸イオン [CoCl₄]^2- が生成します。

[Co(H₂O)₆]²⁺　+  4Cl^–　　⇄ 　[CoCl₄]^2- 　 +  6H₂O

テトラクロロコバルト(Ⅱ)酸イオン

この変化では、コバルト錯イオンの構造が八面体から四面体、配位数が６→４に減少します。また、吸熱反応を伴う可逆反応で、温度を上げていくと、微妙な色の変化も観察できます。

◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の３書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。