- Kémiai szerkezet
- A kovalens
- Koordinációs egységek
- Tulajdonságok
- Kobalt (II) -hidroxid
- Kobalt (III) -hidroxid
- Termelés
- Alkalmazások
- Nanoanyagok szintézise
- Irodalom
A kobalt-hidroxid a generikus név az összes vegyületre, ahol a kobalt kationok, és az anion OH részt -. Mindegyikük szervetlen természetű, és kémiai képlete Co (OH) n, ahol n egyenlő a kobaltfém központ valenciájával vagy pozitív töltésével.
Mivel a kobalt egy átmeneti fém, félig teljes atomi pályáin, valamilyen elektronikus mechanizmus révén annak hidroxidjai tükrözik az intenzív színeket a Co-O kölcsönhatások miatt. Ezek a színek, valamint a struktúrák nagyban függnek töltésüktől és az anionos fajoktól, amelyek versenyeznek az OH - val.
Forrás: a Chemicalinterest által, a Wikimedia Commonsból
A színek és a szerkezet nem azonosak a Co (OH) 2, a Co (OH) 3 vagy a CoO (OH) esetében. Ezen vegyületek mögött a kémia a katalízishez felhasznált anyagok szintézisébe megy be.
Másrészt, bár bonyolultak is lehetnek, ezek nagy részének kialakulása alapvető környezetből indul; amelyet az erős bázikus NaOH ad. Ezért a különböző kémiai körülmények oxidálhatják a kobaltot vagy az oxigént.
Kémiai szerkezet
Milyen a kobalt-hidroxid szerkezete? A általános képletű Co (OH) n értelmezzük ionosán a következőképpen: kristályrácsba által elfoglalt számos Co n +, akkor n-szer, hogy az OH anionok - kölcsönhatásban velük elektrosztatikusán. Így a Co (OH) 2 esetében két OH lesz - mindegyik Co 2+ kationra.
De ez nem elég ahhoz, hogy megjósoljuk, mely kristályos rendszert fognak alkalmazni ezek az ionok. A coulombikus erők megalapozásával a Co 3+ nagyobb intenzitással vonzza az OH-t - mint a Co 2+.
Ez a tény lerövidíti a távolságot vagy a Co-OH kötést (még a magas ionos karakterrel is). Továbbá, mivel az interakciók erősebbek, a Co 3+ külső rétegeiben lévő elektronok energiás változáson mennek keresztül, amely arra készteti őket, hogy különböző hullámhosszúságú fotonokat (a szilárd anyag sötétedik) abszorbeálja.
Ez a megközelítés azonban nem elegendő a színek szerkezetétől függő változásának jelenségének tisztázására.
Ugyanez vonatkozik a kobalt-oxi-hidroxidra. A képlet CoO · OH-t úgy értelmezik, mint Co 3+ kation, amely kölcsönhatásba lép egy oxid-anionnal, O 2– és OH -. Ez a vegyület képezi a vegyes kobalt-oxid: Co 3 O 4 szintézisének alapját.
A kovalens
A kobalt-hidroxidok - bár kevésbé pontosan - különálló molekulákként jeleníthetők meg. A Co (OH) 2 ezután lineáris OH-Co-OH molekulaként, a Co (OH) 3 pedig lapos háromszögként rajzolható meg.
A CoO (OH) vonatkozásában ennek a megközelítésnek a molekuláját O = Co-OH-ként vonjuk le. Az O 2- anion kettős kötést képez a kobalt atommal, és egy másik kötés az OH - vel.
Ezeknek a molekuláknak a kölcsönhatása azonban nem elég erős ahhoz, hogy "élesítsék" ezen hidroxidok komplex szerkezetét. Például a Co (OH) 2 két polimer szerkezetet képezhet: alfa és béta.
Mindkettő lamináris, de az egységek eltérő sorrendben vannak, és képesek kis anionokat, például CO 3 2– interkalálni a rétegek között; ami nagy jelentőséggel bír az új anyagok tervezése kobalt-hidroxidokból.
Koordinációs egységek
A polimer szerkezeteket jobban meg lehet magyarázni, ha figyelembe vesszük a koordinációs oktaédert a kobaltközpontok körül. A Co (OH) 2 esetében, mivel két OH-aniontal rendelkezik - kölcsönhatásba lépve a Co2 + -mal - négy vízmolekulára van szükség (ha vizes NaOH-t alkalmaztak) az oktaéder kitöltéséhez.
Így, Co (OH) 2 valójában Co (H 2 O) 4 (OH) 2. Ahhoz, hogy ez az oktaéder polimereket képezzen, oxigénhidakkal kell összekapcsolni: (OH) (H 2 O) 4 Co - O - Co (H 2 O) 4 (OH). A szerkezeti bonyolultság növekszik a CoO (OH) esetében, és még inkább a Co (OH) 3 esetében.
Tulajdonságok
Kobalt (II) -hidroxid
Formula: Co (OH) 2.
-Moláris tömeg: 92,948 g / mol.
-Megjelenés: rózsaszínű-piros por vagy piros por. Az α-Co (OH) 2 képlet instabil kék formája van
Sűrűségű: 3,597 g / cm 3.
- Oldhatóság vízben: 3,2 mg / l (enyhén oldódó).
-Savakban és ammóniában oldódik. Híg lúgban nem oldódik.
-Olvadáspont: 168º C.
-Érzékenység: érzékeny a levegőre.
-Stabilitás: stabil.
Kobalt (III) -hidroxid
Formula: Co (OH) 3
-Molekulatömeg: 112,98 g / mol.
-Megjelenés: két forma. Stabil fekete-barna alak és instabil sötétzöld alak, sötét hajlamos.
Termelés
Kálium-hidroxid hozzáadása a kobalt (II) -nitrát oldatához olyan kék-lila csapadékot eredményez, amely hevítve Co (OH) 2 -vé válik, azaz kobalt (II) -hidroxiddá válik).
A Co (OH) 2 kicsapódik, amikor alkálifém-hidroxidot adunk hozzá a Co2+ só vizes oldatához
Co 2+ + 2 NaOH => Co (OH) 2 + 2 Na +
Alkalmazások
- Katalizátorok előállításánál használják olajfinomításhoz és a petrolkémiai iparban. A Co (OH) 2-t szintén használják kobaltsók előállításában.
-Cobalt (II) -hidroxidot használnak festék-szárítók és akkumulátor elektródák gyártásához.
Nanoanyagok szintézise
-Kobalt-hidroxidok az új szerkezetű nanoanyagok szintézisének alapanyaga. Például ennek a vegyületnek a Co (OH) 2-ből nanokoppeit tervezték meg, nagy felülettel, hogy katalizátorként vegyenek részt az oxidatív reakciókban. Ezeket a nanokoppokat porózus nikkel vagy kristályos szén elektródákkal impregnálják.
-Kerjedt a karbonát-hidroxid nanorúd megvalósítása a rétegekbe beágyazott karbonáttal. A velük, és az oxidatív reakciót Co 2+ Co 3+ használják, bizonyítva, hogy egy anyag potenciális elektrokémiai alkalmazásokhoz.
-A tanulmányok mikroszkópos technikákkal szintetizálták és jellemezték a vegyes kobalt-oxid és -oxi-hidroxid nanocsizmait a megfelelő hidroxidok alacsony hőmérsékleten történő oxidációjából.
A kobalt-hidroxid rúdjai, tárcsái és pehely nanometriás léptékű szerkezettel nyitják meg az ajtókat a katalízis világának javulásához, valamint az elektrokémia és az elektromos energia maximális felhasználása a modern eszközökben való alkalmazásához.
Irodalom
- Clark J. (2015). Kobalt. Forrás: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (2018). Kobalt (II) -hidroxid. Forrás: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Lll. Hidroxid. Feltéve: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rovetta AAS és col. (2017. július 11.) Kobalt-hidroxid nanoflakkok és ezek alkalmazása szuperkondenzátorokként és oxigén-evolúciós katalizátorokként. Helyreállítva: ncbi.nlm.nih.gov
- D. Wu, S. Liu, SM Yao és XP Gao. (2008). A Nanorod kobalt-hidroxid-karbonát elektrokémiai teljesítménye. Elektrokémiai és szilárdtest levelek, 11 12 A215-A218.
- Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens és Ray L. Frost. (2010). Kobalt-hidroxid, kobalt-oxi-hidroxid és kobalt-oxid nanodiszkék szintézise és jellemzése. Helyreállítva: pubs.acs.org