Kobalt-hidroxid szerkezet, tulajdonságok és felhasználások

az kobalt-hidroxid az összes olyan vegyület általános neve, ahol kobalt kation és OH anion vesz részt^-. Mindegyik szervetlen természetű, és kémiai képlete Co (OH)_n, ahol n egyenlő a kobalt fém központ valens vagy pozitív töltésével.

Mivel a kobalt egy félig teljes atomi orbitális átmenetifém, valamilyen elektronikus mechanizmus segítségével a hidroxidok a Co-O kölcsönhatások miatt intenzív színeket mutatnak. Ezek a színek, valamint a szerkezetek nagyban függnek a töltésüktől és az OH-val versenyző anionos fajoktól^-.

A színek és szerkezetek nem azonosak a Co (OH)₂, a Co (OH)₃ vagy a CoO (OH) esetében. Az összes vegyület kémia a katalízishez alkalmazott anyagok szintézisére szolgál.

Másrészt, bár összetettek lehetnek, nagy részük kialakulása egy alapkörnyezetből indul ki; az erős NaOH-bázis által szolgáltatott anyag. Ezért a kobalt vagy az oxigén oxidálódhat különböző kémiai körülmények között.

index

• 1 Kémiai szerkezet
  • 1.1 Kovalens
  • 1.2 Koordinációs egységek
• 2 Tulajdonságok
  • 2.1 Kobalt-hidroxid (II)
  • 2.2 Kobalt-hidroxid (III)
• 3 Termelés
• 4 Felhasználások
  • 4.1 A nanoanyagok szintézise
• 5 Referenciák

Kémiai szerkezet

Melyek a kobalt-hidroxid szerkezetei? Az általános képlet Co (OH)_n az ionos értelmezés a következő: egy Co-szám által elfoglalt kristályrácsbanⁿ⁺, az OH anionok mennyisége n-szer nagyobb lesz^- elektromosan kölcsönhatásba lépnek velük. Tehát a Co (OH) számára₂ két OH lesz^- minden egyes kationhoz Co²⁺.

De ez nem elegendő ahhoz, hogy megjósoljuk, mely kristályos rendszert fogják elfogadni. A culómbicas erők érvelésével a Co³⁺ nagyobb intenzitással vonzza az OH-kat^- a Co²⁺.

Ez a tény a távolságokat vagy a Co-OH kötést (még a magas ionos karakterrel is) csökkenti. Továbbá, mivel az interakciók erősebbek, a Co³⁺ olyan energetikai változáson mennek keresztül, amely arra kényszeríti őket, hogy különböző hullámhosszú fotonokat szívjanak fel (a szilárdság sötétszik).

Ez a megközelítés azonban nem elégséges ahhoz, hogy tisztázza a színek változását a szerkezet függvényében.

Ugyanez igaz a kobalt-oxi-hidroxidra is. A CoO-OH képletét kation Co-ként értelmezik³⁺ a rozsdás anionokkal, OR^2-, és egy OH^-. Ez a vegyület az alapja egy vegyes kobalt-oxid szintézisének: Co₃O₄ [CoO · Co₂O₃].

kovalens

A kobalt-hidroxidok is láthatóak, bár kevésbé pontosak, mint az egyes molekulák. A Co (OH)₂ ezután lineáris molekula OH-Co-OH és Co (OH) formájában vonható le.₃ mint egy lapos háromszög.

A CoO (OH) vonatkozásában molekulája ebből a megközelítésből O = Co-OH. Az anion O^2- kettős kötést képez a kobalt atomhoz, és egy másik egyszerű kötést az OH-hoz^-.

Azonban ezeknek a molekuláknak az interakciói nem elég erősek ahhoz, hogy "hidegítsék" ezeket a hidroxidokat. Például a Co (OH)₂ két polimer szerkezetet képezhet: az alfa és a béta.

Mindkettő lamináris, de az egységek különböző sorrendjében van, és interkaláris kis anionok, például CO₃^2-, rétegei között; amely kobalthidroxidokból származó új anyagok tervezésében nagy érdeklődéssel bír.

Koordinációs egységek

A polimer struktúrákat jobban meg lehet magyarázni a koobaltközpontok körüli koordináció oktaéderének figyelembe vételével. A Co (OH) számára₂, mivel két OH anionja van^- a Co²⁺, Négy vízmolekulára van szükség (ha vizes NaOH-t alkalmaztak) az oktaéder befejezéséhez.

Így a Co (OH)₂ valójában Co (H₂O)₄(OH)₂. Ahhoz, hogy ez az oktaéder polimert képezzen, oxigénhidakkal kell összekötni: (OH) (H₂O)₄Co-O-Co (H₂O)₄(OH). A CoO (OH) és a Co (OH) esetében a szerkezeti komplexitás növekszik.₃.

tulajdonságok

Kobalt-hidroxid (II)

-Formula: Co (OH)₂.

-Moláris tömeg: 92,948 g / mol.

-Megjelenés: vörös-barna por vagy vörös por. Az α-Co (OH) képletnél instabil kék forma van.₂

-Sűrűség: 3,597 g / cm³.

-Oldhatóság vízben: 3,2 mg / l (rosszul oldódik).

-Savakban és ammóniában oldódik. Hígított lúgban nem oldódik.

-Olvadáspont: 168 ° C.

-Érzékenység: érzékeny a levegőre.

-Stabilitás: stabil.

Kobalt-hidroxid (III)

-Formula: Co (OH)₃

-Molekulatömeg: 112,98 g / mol.

-Megjelenés: két forma. Stabil, fekete-barna forma és egy sötét, sötét színű, sötétedő hajlam.

termelés

Kálium-hidroxid hozzáadása a kobalt (II) -nitrát oldatához egy kék-lila csapadék megjelenését eredményezi, amely melegítéskor Co (OH) -vá válik.₂, azaz kobalt-hidroxid (II).

A Co (OH)₂ kicsapódik, ha alkálifém-hidroxidot adunk egy Co-só vizes oldatához²⁺

co²⁺     +        2 NaOH => Co (OH)₂      +         2 Na⁺

alkalmazások

-A kőolaj és a petrolkémiai ipar finomításához használt katalizátorok előállítására használják. Ezen kívül Co (OH) -ot használunk₂ kobalt sók előállításában.

-A kobalt-hidroxidot (II) a festékszárítók gyártására és az akkumulátorelektródák gyártására használják.

A nanoanyagok szintézise

-A kobalt-hidroxidok az új szerkezetekkel rendelkező nanoanyagok szintézisének alapanyaga. Például a Co (OH) -ból₂ ennek a vegyületnek a nanokópjait úgy tervezték meg, hogy nagy felületűek legyenek katalizátorként az oxidatív reakciókban. Ezeket a nanokópokat nikkel vagy kristályos szén porózus elektródáira impregnáljuk.

-A karbonát-hidroxidok nanoszárványainak karbonáttal történő bevonását igyekeztük bevonni a rétegeikbe. Használják ki a Co²⁺ a Co³⁺, potenciális elektrokémiai alkalmazással rendelkező anyag.

-A vizsgálatok mikroszkópiás módszerekkel szintetizáltak és jellemezték a kevert kobalt-oxid és az oxi-hidroxid nanodiscseket a megfelelő hidroxidok alacsony hőmérsékleten történő oxidációjától..

A kobalt-hidroxid-rudak, lemezek és pelyhek nanometrikus mérlegekkel rendelkeznek, és megnyitják az ajtókat a katalízis világában, valamint az elektrokémia és a modern eszközök maximális energiafelhasználásának alkalmazásában..

referenciák

1. Clark J. (2015). Cobalt. Letöltve: chemguide.co.uk
2. Wikipedia. (2018). Kobalt (II) -hidroxid. Készült: en.wikipedia.org
3. Pubchem. (2018). Lll. Hidroxid. Készült: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rovetta AAS & col. (2017. július 11.). Kobalt-hidroxid nanocsák és alkalmazásuk szuperkondenzátorok és oxigénfejlődési katalizátorok. A lap eredeti címe: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu, S. Liu, S. M. Yao és X. P. Gao. (2008). A kobalt-hidroxid-karbonát nanorodok elektrokémiai teljesítménye. Elektrokémiai és szilárdtest betűk, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens és Ray L. Frost. (2010). Kobalt-hidroxid, kobalt-oxi-hidroxid és kobalt-oxid Nanodiscs szintézise és jellemzése. Lap forrása: pubs.acs.org