Hydrocarbonyle de cobalt
# Hydrocarbonyle de cobalt

L'hydrocarbonyle de cobalt est un composé chimique de formule $HCo(CO)_4.$ Il se présente, entre −26,2 °C et −18 °C, sous la forme d'un liquide jaunâtre à l'odeur repoussante, instable thermiquement, qui se décompose à −18 °C en octacarbonyle de dicobalt $Co_2(CO)_8$ et hydrogène $H_2$ :

    2 $HCo(CO)_4$ → $Co_2(CO)_8$ + $H_2.$

Il est utilisé principalement comme catalyseur d'hydroformylation.

## Propriétés

La molécule d'hydrocarbonyle de cobalt adopte une géométrie trigonale bipyramidale. Le ligand hydrure occupe l'une des positions axiales, de sorte que la molécule appartient au groupe de symétrie $C_{3v}.$ La longueur des liaisons Co–CO et Co–H a été déterminée par diffraction d'électrons en phase gazeuse et s'établit respectivement à 176,4 pm et 155,6 pm. Le nombre d'oxydation du cobalt dans cette molécule est +1.

Comme d'autres hydrures de carbonyles métalliques, $HCo(CO)_4$ est acide, avec un pKa de 8,5. Il peut être substitué par des phosphines tertiaires : ainsi, la triphénylphosphine $PPh_3$ donne $HCo(CO)_3PPh_3$ et $HCo(CO)_2(PPh_3)_2,$ plus stables que $HCo(CO)_4$ et par conséquent préférentiellement utilisés dans l'industrie ; ces dérivés sont généralement moins acides que $HCo(CO)_4.$

## Production et utilisations

On prépare l'hydrocarbonyle de cobalt par réduction de l'octacarbonyle de dicobalt $Co_2(CO)_8$ avec un amalgame de sodium ou un réducteur semblable puis acidification du produit obtenu :

    $Co_2(CO)_8$ + 2 Na → 2 $NaCo(CO)_4,$
    $NaCo(CO)_4$ + $H^+$ → $HCo(CO)_4$ + $Na^+.$

Dans la mesure où $HCo(CO)_4$ se décompose très facilement, il est généralement produit in situ par hydrogénation du $Co_2(CO)_8$ :

    $Co_2(CO)_8$ + $H_2$ $\rightleftharpoons$ 2 $HCo(CO)_4.$

Les paramètres thermodynamiques de cet équilibre ont été mesurés par spectroscopie infrarouge et s'établissent à ΔH = 4,054 $kcal·mol^{−1}$ et ΔS = −3,067 $cal·mol^{−1}·K^{−1}.$

L'hydrocarbonyle de cobalt a été le premier hydrure de métal de transition utilisé industriellement. Il a été démontré en 1953 que $HCo(CO)_4$ est le catalyseur actif dans l'hydroformylation des alcènes, du monoxyde de carbone CO et de l'hydrogène $H_2$ en aldéhydes. Les catalyseurs au rhodium, plus chers mais plus efficaces, ont depuis largement supplanté les catalyseurs au cobalt dans ce type d'application, et la production mondiale d'aldéhydes en $C_3$ à $C_8$ à l'aide de catalyseurs au cobalt est d'environ 100 000 tonnes par an, soit environ 2 % du total.

