Cloruro de cobalto (CoCl2)

¿Qué es el cloruro de cobalto?

El cloruro de cobalto, o cloruro de cobalto (II), es un sólido inorgánico formado por la unión de cobalto y cloro. Su fórmula química es CoCl₂.

Este sólido cristalino, cuando está en su forma hidratada, es rojo-violeta. Al calentarlo suavemente y eliminar el agua de hidratación se vuelve azul. Estos cambios de color se deben a que su número de coordinación cambia.

Antes se usaba para tratar ciertos tipos de anemia, pero se determinó que puede causar problemas en el corazón, sordera, problemas gastrointestinales, mala función de la tiroides y aterosclerosis. Por estas razones dejó de utilizarse y aún está bajo estudio.

El CoCl₂ se emplea para acelerar varias reacciones químicas. Su forma hexahidratada en solución se emplea como referencia para ciertos análisis químicos.

Sirve para imitar la hipoxia o baja concentración de oxígeno en ciertas experiencias de investigación biológica o médico-científica. También se ha empleado para mejorar algunas propiedades mecánicas de polímeros.

Estructura del cloruro de cobalto

El cloruro de cobalto (II) está formado por un átomo de cobalto en su estado de oxidación +2 y dos aniones cloruro Cl^–.

La configuración electrónica del catión Co²⁺ es:

1s², 2s² 2p⁶, 3s² 3p⁶ 3d⁷, 4s⁰,

debido a que ha perdido los 2 electrones de la capa 4s.

La estructura electrónica del anión Cl^– es:

1s², 2s² 2p⁶, 3s² 3p⁶,

debido a que ha ganado un electrón en la capa 3p.

Nomenclatura del cloruro de cobalto

• Cloruro de cobalto (II).
• Cloruro cobaltoso.
• Dicloruro de cobalto.
• Diclorocobalto.
• Muriato de cobalto.
• CoCl₂: cloruro de cobalto anhidro (sin agua de hidratación).
• CoCl_2•2H₂O: cloruro de cobalto dihidratado.
• CoCl_2•6H₂O: cloruro de cobalto hexahidratado.

Propiedades del cloruro de cobalto

• Estado físico. Sólido cristalino cuyo color depende del grado de hidratación. CoCl₂ anhidro: azul pálido. CoCl_2•2H₂O: violeta. CoCl_2•6H₂O: rojo-violeta o rosado.

• Peso molecular. CoCl₂: 129,84 g/mol. CoCl_2•2H₂O: 165,87 g/mol. CoCl_2•6H₂O: 237,93 g/mol.
• Punto de fusión. CoCl₂: 735 °C. CoCl_2•6H₂O: 86 °C.
• Punto de ebullición. CoCl₂: 1053 °C.
• Densidad. CoCl₂: 3,356 g/cm³. CoCl_2•2H₂O: 2,477 g/cm³. CoCl_2•6H₂O: 1,924 g/cm³
• Solubilidad. CoCl₂: 45 g/100 mL de agua. CoCl_2•2H₂O: 76 g/100 mL de agua. CoCl_2•6H₂O: 93 g/100 mL de agua.
• Otras propiedades. El cloruro de cobalto (II) hexahidratado es rosado, pero al calentarlo ligeramente se vuelve azul, pues pierde agua. Si el CoCl₂ anhidro se deja en atmósfera húmeda, se vuelve rosado. El color del ion cobaltoso depende del número de coordinación, es decir, de los grupos unidos al ion Co²⁺. Un número de coordinación de 6 corresponde a compuestos rosados y un número de coordinación de 4 da lugar a compuestos azules. Cuando el CoCl₂ se encuentra en solución acuosa se presenta el siguiente equilibrio: Co(H₂O)₆⁺⁺ + 4 Cl^– ⇔ CoCl₄^– + 6 H₂O. Cuando el equilibrio se desplaza hacia el Co(H₂O)₆⁺⁺ la solución es roja, mientras que cuando se desplaza hacia el CoCl₄^– es azul.

Usos del cloruro de cobalto

• Tratamiento de casos especiales de anemia. Fue ampliamente usado desde la década de 1930 para tratar ciertos tipos de anemia, tanto en Europa como en EE.UU. Su administración oral favorece el aumento de la hemoglobina, el contaje de eritrocitos y el hematocrito. La respuesta es proporcional a la dosis usada. Esto se debe a que ejerce una acción estimulante sobre la médula ósea. Sin embargo, su uso fue discontinuado debido a efectos colaterales como molestias gastrointestinales, cardiomiopatías, sordera nerviosa y funcionamiento anormal de la tiroides. A pesar de tales inconvenientes, en 1975 fue probado con éxito en pacientes con insuficiencia renal, cuya anemia es causada por las repetidas pérdidas de sangre debidas a las diálisis. Se encontró que el hematocrito y el volumen de células rojas aumentaron en dichos pacientes, indicando estimulación de la eritropoyesis (formación de glóbulos rojos). Por ello se pensó que el cloruro de cobalto podía ser valioso en pacientes sometidos a hemodiálisis en los que han fallado otras formas de aliviar la anemia. No obstante, luego se observó que altos niveles de Co²⁺ en sangre estaban relacionados con aterosclerosis, por lo que actualmente se realizan más estudios para determinar sus potenciales beneficios o daños para estos pacientes.
• En catálisis de reacciones químicas. Tiene aplicación en la aceleración de ciertas reacciones químicas. Por ejemplo, en la esterificación de compuestos insaturados de alto peso molecular, el uso de CoCl₂ como catalizador conduce a la obtención del producto deseado sin la formación de derivados colaterales. Aumentando la concentración de CoCl₂ y la temperatura se incrementa la velocidad de la reacción.
• Como estándar en análisis químicos. El CoCl_2•6H₂O se usa como estándar o referencia de color en algunos métodos de análisis de la Asociación Americana de Salud Pública, o APHA (siglas del inglés American Public Health Association).
• En la investigación sobre isquemia. La isquemia es la disminución del riego sanguíneo en una parte del cuerpo, y continuamente se están investigando remedios para evitarla o prevenir sus consecuencias. Se ha encontrado que el CoCl₂ puede inducir la apoptosis o muerte celular de células modelo cancerígenas. Se dice que induce una respuesta imitadora de hipoxia. Este resultado indica que el CoCl₂ puede servir de ayuda para investigar el mecanismo molecular en la muerte de células asociada a hipoxia y encontrar remedios contra la isquemia.
• Como modelo para imitar la hipoxia en investigaciones biológicas y médicas. La hipoxia es la disminución del oxígeno disponible necesario para el funcionamiento de la célula. El CoCl₂ es uno de los compuestos empleados en las investigaciones médico-científicas y biológicas para inducir la hipoxia química. El mecanismo de acción del CoCl₂ en las células hace que el investigador tenga un intervalo de tiempo mayor para manipular y analizar sus muestras bajo condiciones de hipoxia. Se considera un método confiable, pues permite realizar experiencias bajo condiciones de poco oxígeno sin la utilización de cámaras especiales. Sin embargo, la interpretación de los resultados obtenidos debe ser cuidadosamente revisada, pues el investigador debe asegurarse de que el cobalto no tenga otros efectos sobre la función de las células bajo estudio, aparte del de imitar la hipoxia.
• En la investigación sobre el uso del agua como fuente de hidrógeno. El cloruro de cobalto se ha estudiado como catalizador en la investigación de la obtención del hidrógeno a partir del agua utilizando energía solar. El ion Co²⁺ puede actuar como catalizador homogéneo durante la oxidación fotoquímica del agua en condiciones ácidas (presencia de ácido HCl y pH 3) para evitar precipitaciones. Este tipo de estudios arroja luces y ayuda en la búsqueda de energías limpias y energía solar sostenible.
• Para mejorar las propiedades mecánicas de polímeros. Algunos investigadores incorporaron CoCl₂ a mezclas de polímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, o ABS (siglas del inglés Acrylonitrile-Butadiene-Styrene), con goma de nitrilo-butadieno, o NBR (siglas del inglés Nitrile Butadiene Rubber). Se incorporó el CoCl₂ a la mezcla ABS-NBR y se comprimió en caliente el conjunto. Los resultados indican que el NBR se dispersó de manera uniforme en el ABS y que el CoCl₂ tiende a distribuirse en la fase de NBR. La reacción de coordinación entre los cationes Co²⁺` y los grupos -CN ejerce un impacto positivo en las propiedades mecánicas. Al aumentar el contenido de CoCl₂ aumenta la resistencia a la tracción y la facilidad de flexión. Sin embargo, se observó disminución en la estabilidad térmica y problemas con la absorción de agua del CoCl₂, por lo que se seguirá estudiando este tipo de mezclas.
• Administración dañina o letal para los caballos. Se ha utilizado en muy pequeñas cantidades en la alimentación de caballos. El cobalto es un elemento importante (en trazas) para la alimentación de los caballos, ya que las bacterias de su tracto intestinal lo utilizan para sintetizar la vitamina B12 (cobalamina). Sin embargo, algunos estudios indican que la suplementación de cobalto en la alimentación de caballos no es ni útil ni necesaria y que puede ser potencialmente letal para estos animales.

Referencias

1. Wenzel, R.G. Cobalt accumulation in horses following repeated administration of cobalt chloride. Australian Veterinary Journal. Recuperado de onlinelibrary.wiley.com.
2. Urteaga, L. Kinetic Study of the Synthesis of n-Octyl Octanoate Using Cobalt Chloride as Catalyst. Chem. Eng. Technol. Recuperado de onlinelibrary.wiley.com.
3. Cotton, F.A., Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
4. Dean, J.A. Lange’s Handbook of Chemistry. Eleventh Edition. McGraw Hill.
5. Babor, J.A., Ibarz, J. Química General Moderna. 7ª Edición. Editorial Marín, S.A.