کاغذ کبالت کلرید برای تشخیص رطوبت هوای بازدمی

کاغذ کبالت کلرید برای تشخیص رطوبت

کاغذ کبالت کلرید برای تشخیص رطوبت هوای بازدمی

کاغذ کبالت کلرید برای تشخیص رطوبت هوای بازدمی

کاغذ کبالت کلرید برای تشخیص رطوبت هوای بازدمی که در ادامه با کاربردها و واکنش ها و نتایج آزمایش آشنا خواهید شد.

کلرید کبالت چیست ؟ 

ماده ای معدنی با فرمول شیمیایی CoCL2 است که در ساختار خود دارای فلز کبالت و کلر است و در آب، اتانول ، پیریدین و گلیسرول قابل حل است. این ترکیب به دلیل تغییر رنگ قابل توجهی که در هنگام جذب و یا دفع آب دارد در موارد بسیاری کاربرد دارد . همچنین در سه فرم بدون آب ، دو آبه و ۶ آبه موجود است که مشخصات هر کدام در جدول زیر ذکر شده است :

کاغذ کبالت کلرید

این ترکیب عموما به صورت CoCL2.6H2O عرضه می شود که جامدی صورتی رنگ است در حالی که فرم آنهیدرید (یا بدون آب) آن آبی رنگ است. کاغذ این ماده به دلیل تغییر رنگ سریعی که در هنگام هیدراسیون/یا دی هیدراسیون دارد برای تشخیص آب بسیار مناسب است .

تولید

کبالت (ll) کلرید از واکنش فلز کبالت و یا اکسید ، هیدروکسید و کربنات این فلز با هیدروکلریک اسید تولید می شود :  

                                                   Co (OH) 2 + 2HCl → CoCl2 + 2H2O

محلول حاصل پس از غلیظ و خنک شدن به صورت کریستال های هگزا هیدرات در می آید که در صورت حرارت دادن می توان به فرم بدون آب آن دست پیدا کرد. در روش جایگزین نیز می توان فرم هگزا هیدرات را به وسیله دی هیدراته کردن در جریانی از هیدروژن کلرید و خشک کردن در خلا در دمای ۱۰۰-۱۵۰ درجه سانتی گراد بدست آورد.

فرم بدون آب می تواند از طریق عبور دادن کلر از روی پودر کبالت تولید شود.

کاربرد ها

تشخیص رطوبت

کلرید کبالت در حالت بدون آب آبی رنگ است و در صورت جذب و اضافه شدن مولکول های آب به ساختار آن دچار تغییر رنگ می شود و به سمت رنگ های ارغوانی و صورتی می رود. جذب رطوبت در این ماده دو مرحله دارد ابتدا کلرید (ll) کبالت دو آبه که رنگی ارغوانی مانند دارد تشکیل شده و سپس کلرید کبالت ۶ آبه که صورتی رنگ است تشکیل می شود :

                                      CoCl2 +6 H2O ↔ CoCl2.6H2O

همین خاصیت تغییر رنگ باعث شده است که از این ترکیب برای تشخیص وجود رطوبت در هوا استفاده شود.

این ماده را می توان برای تولید سایر ترکیبات کبالت مورد استفاده قرار داده که عبارتند از :

آلیاژها ، باطری ها ، سرمته ، رنگ و رنگدانه (به دلیل رن آبی کبالت) ، آهن ربا ، لاستیک ، مواد آرایشی چشم ، لوسیون ها ، غذای حیوانات خانگی ، قلاب ، دکمه ، زیپ ، سکه ، جواهرات ، کلید ، سرامیک ، شیشه ، رنگ ، صابون جامد و …

سایر کاربرد ها

همانگونه که پیشتر توضیح داده شد یکی از مهمترین کاربردهای این ماده استفاده از آن به عنوان شناساگر رطوبت است ولی علاوه بر آن کاربردهای دیگری نیز دارد که در زیر با آنها آشنا می شویم :

استفاده در سیلیکا ژل جهت اطلاع از اتمام ظرفیت سیلیکا ژل است . سیلیکا ژل یک ماده جاذب رطوبت است که دارای قدرت جذب میزان مشخصی رطوبت است ، وجود کلرید (ll) کبالت در آن باعث می شود با تغییر رنگ متوجه از کار افتادن (کامل شدن ظرفیت جذب) ژل شویم (رطوبت گیرهای داخل کفش و … از این نوع هستند) .

کاغذ کبالت
  • شناسایی رطوبت در محفظه های حمل ترکیباتی که در حضور آب امکان زنگ زدگی دارند
  • کنترل دما در عملیات سنگ زنی
  • کنترل کننده کف در آبجو
  • در جوهر نامرئی
  • برای نقاشی روی شیشه
  • درآبکاری الکتریکی
  • کاتالیست در واکنش Grignard
  • همچنین در تهیه سایر نمک های کبالت و در تولید ویتامین B12 سنتزی

کاغذ کلرید کبالت

کاغذ کلرید (ll) کبالت برای سنجش وجود رطوبت در هوا مورد استفاده قرار می گیرد که در رطوبت نسبی بالای ۲% از رنگ آبی به رنگ صورتی تغییر می کند .

طرز تهیه کاغذ کلرید کبالت

  • ۵ گرم از کلرید کبالت هیدراته را در ۱۰۰ سی سی آب حل کنید
  • کاغذ فیلتر را در این محلول خیس کرده و سپس آن را در یک کوره قرار دهید (حداکثر تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد تنظیم شود ) تا زمانی که رنگ آبی پدیدار شود.
  • حال کاغذ خشک شده را می توان به قطعات کوچک برش داده و به عنوان شناساگر رطوبت مورد استفاده قرار داد.

این کاغذ در آزمایشگاه ها برای تشخیص رطوبت و یا برای چک کردن نشت آب از ترک لوله ها و یا وجود رطوبت در چینی مورد استفاده قرار می گیرد.

کلرید (ll) کبالت ترکیبی سمی و خطرناک برای محیط زیست است و ممکن است موجب حساسیت شود .

واکنش ها

این ماده در بسیاری از واکنش های تجزیه ای دوگانه در محلول های آبی شرکت کرده و رسوبی از نمک نامحلول کبالت تولید می کند. به عنوان مثال حرارت دادن محلول آن با سدیم کربنات به تولید کبالت (ll) کربنات می انجامد :

                                                      CoCl2 + Na2CO3 → CoCO3 + 2NaCl                                       

واکنش با هیدروکسید قلیایی موجب تولید هیدروکسید کبالت می شود :

                                                       CoCl2 + 2NaOH → Co(OH)2 + 2NaCl                                       

واکنش با آمونیوم هیدروژن فسفات باعث تولید شدن فسفات کبالت (ll) می گردد :

                                         ۳CoCl2 + 2(NH4)2HPO4 → Co3(PO4)2 +4NH4Cl + 2HCl         

نتیجه آزمایش

کاغذ کبالت کلرید(II) با مولکول های آب واکنش می دهند و از رنگ خشک خود به تدریج به سمت رنگ صورتی می رود. دلیل این اتفاق وجود ملکول آب در هوای بازدمی ما است و به همین علت زمانی که این کاغذ با دست ما برخورد میکند آب دست ما را جذب میکند وکاغذ به رنگ صورتی در می آید و در عین حال رطوبت دست ما از بین میرود و این پدیده برای بدن ما مضر است و درانجام آزمایش اختلال ایجاد میکند.

                                            Co Cl2 + 6 H2O <———–>  CoCl2 + 6H2O

نتیجه:
از این مطلب و این آزمایش نتیجه میگیریم که در بازدم ما رطوبت وجود دارد.

توجه : این واکنش برگشت پذیر نشان دهنده ی وجود رطوبت در هوای دمی و بازدمی می باشد.

جهت دانلود کامل مقاله (word) روی دانلود کلیک کنید.

1091 بازدید