Kobalto hidroksido struktūra, savybės ir panaudojimas

The kobalto hidroksido yra bendras visų junginių, kuriuose dalyvauja kobalto katijonai ir OH anijonas, pavadinimas^-. Visi yra neorganiniai ir turi cheminę formulę Co (OH)_n, kur n yra lygus kobalto metalo centro valentui arba teigiamam krūviui.

Kadangi kobaltas yra pereinamasis metalas su pusiau pilnomis atominėmis orbitomis, kai kurių elektroninių mechanizmų dėka jos hidroksidai atspindi intensyvias spalvas dėl Co-O sąveikos. Šios spalvos, taip pat konstrukcijos labai priklauso nuo jų krūvio ir anijoninių rūšių, kurios konkuruoja su OH^-.

„Co (OH)“ spalvos ir struktūros nėra vienodos₂, Co (OH)₃ arba CoO (OH). Visų šių junginių chemija skirta katalizei naudojamų medžiagų sintezei.

Kita vertus, nors jie gali būti sudėtingi, didelės jų dalies formavimasis prasideda nuo pagrindinės aplinkos; kaip stiprios NaOH bazės. Taigi kobalto ar deguonies oksidavimas gali būti skirtingas.

Indeksas

• 1 Cheminė struktūra
  • 1.1 Kovalentinis
  • 1.2 Koordinavimo padaliniai
• 2 Ypatybės
  • 2.1 Kobalto hidroksidas (II)
  • 2.2 Kobalto hidroksidas (III)
• 3 Gamyba
• 4 Naudojimas
  • 4.1 Nanomedžiagų sintezė
• 5 Nuorodos

Cheminė struktūra

Kokios yra kobalto hidroksido struktūros? Jo bendra formulė Co (OH)_n interpretuojamas taip: kristalų grotelėse, užimamose „Co“ numerioⁿ⁺, ten bus n kartų didesnė OH anijonų suma^- sąveikauja su jais elektrostatiniu būdu. Taigi, Co (OH)₂ bus dvi OH^- už kiekvieną katijoną Co²⁺.

Tačiau to nepakanka prognozuoti, kokią kristalinę sistemą šie jonai priims. Pagrįsdamas culómbicas pajėgas, Co³⁺ pritraukia OH intensyviau^- palyginti su Co²⁺.

Dėl šios priežasties atstumai arba „Co-OH“ jungtis (net ir su didele jonų charakteristika) sutrumpėja. Taip pat, nes sąveikos yra stipresnės, elektronai išoriniuose Co³⁺ jie patiria energetinius pokyčius, kurie verčia juos sugerti skirtingų bangų ilgio fotonus (kietas tamsesnis).

Tačiau šis metodas yra nepakankamas, kad būtų galima paaiškinti spalvų kaitos reiškinį priklausomai nuo struktūros.

Tas pats pasakytina ir apie kobalto oksihidroksidą. Jo formulė CoO · OH yra interpretuojama kaip katijonas Co³⁺ sąveikauja su rūdžių anijonu, OR^2-, ir OH^-. Šis junginys yra mišrios kobalto oksido sintezės pagrindas₃O₄ [CoO · Co₂O₃].

Kovalentinis

Kobalto hidroksidai taip pat gali būti vizualizuoti, nors ir mažiau tikslūs, kaip atskiros molekulės. Co (OH)₂ gali būti traukiamas kaip linijinė molekulė OH-Co-OH ir Co (OH)₃ kaip plokščias trikampis.

Kalbant apie CoO (OH), jo molekulė iš šio metodo būtų sudaroma kaip O = Co-OH. Anijonas O^2- sudaro dvigubą ryšį su kobalto atomu ir kitą paprastą ryšį su OH^-.

Tačiau šių molekulių tarpusavio sąveika nėra pakankamai stipri, kad „sukeltų“ šių hidroksidų sudėtingas struktūras. Pavyzdžiui, Co (OH)₂ gali sudaryti dvi polimerines struktūras: alfa ir beta.

Abi jos yra laminarinės, bet su skirtingais vienetų užsakymais, ir taip pat gali naudoti mažus anijoninius anijonus, tokius kaip CO₃^2-, tarp jos sluoksnių; kuri yra labai svarbi kuriant naujas medžiagas iš kobalto hidroksidų.

Koordinavimo padaliniai

Polimerines struktūras galima geriau paaiškinti atsižvelgiant į koordinavimo oktaedroną aplink kobalto centrus. Co (OH)₂, kaip ji turi du OH anijonus^- bendrauja su „Co“²⁺, Tam reikia keturių vandens molekulių (jei buvo naudojamas vandeninis NaOH), kad būtų užbaigtas oktaedras.

Taigi, Co (OH)₂ iš tikrųjų yra Co (H₂O)₄(OH)₂. Kad šis oktaedras sudarytų polimerus, jis turi būti sujungtas deguonies tilteliais: (OH) (H₂O)₄Co-O-Co (H₂O)₄(OH) Struktūrinis sudėtingumas padidėja CoO (OH) atveju ir dar labiau Co (OH) atveju.₃.

Savybės

Kobalto hidroksidas (II)

-Formulė: Co (OH)₂.

-Molinė masė: 92,948 g / mol.

-Išvaizda: raudonai rudi milteliai arba raudoni milteliai. Yra nestabili mėlyna forma, kurios formulė α-Co (OH)₂

-Tankis: 3,597 g / cm³.

-Tirpumas vandenyje: 3,2 mg / l (blogai tirpus).

-Tirpsta rūgštyse ir amonyje. Netirpsta praskiestose šarmose.

-Lydymosi temperatūra: 168 ° C.

-Jautrumas: jautrus orui.

-Stabilumas: stabilus.

Kobalto hidroksidas (III)

-Formulė: Co (OH)₃

-Molekulinė masė: 112,98 g / mol.

-Išvaizda: dvi formos. Stabili juodos rudos formos ir nestabilios tamsiai žalios spalvos forma, linkusi tamsinti.

Gamyba

Kobalto (II) nitrato tirpalui pridedant kalio hidroksido, atsiranda mėlynai violetinės nuosėdos, kurios, šildant, tampa Co (OH)₂, ty kobalto hidroksidas (II).

Co (OH)₂ nusodina, kai į druskos druskos vandeninį tirpalą įpilama šarminio metalo hidroksido²⁺

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

Naudojimas

-Jis naudojamas katalizatoriams gaminti naftos ir naftos chemijos pramonėje. Be to, naudojamas Co (OH)₂ paruošiant kobalto druskas.

-Kobalto hidroksidas (II) naudojamas dažų džiovintuvų gamyboje ir baterijų elektrodų gamyboje.

Nanomedžiagų sintezė

-Kobalto hidroksidai yra žaliava nanomedžiagų sintezei su naujomis struktūromis. Pavyzdžiui, iš Co (OH)₂ šio junginio nanokopai buvo suprojektuoti taip, kad didelis paviršiaus plotas būtų oksidacinių reakcijų katalizatorius. Šie nanokopai yra impregnuoti ant nikelio arba kristalinės anglies poruotų elektrodų.

-Buvo siekiama, kad jų sluoksniuose būtų karbonato hidroksidų nanokorpus su karbonatu. Jie išnaudoja oksidacinę reakciją²⁺ į Co³⁺, įrodyta, kad yra medžiaga, turinti galimą elektrocheminį taikymą.

-Tyrimai sintezavo ir apibūdino, naudojant mikroskopijos metodus, sumaišytus kobalto oksido ir oksihidroksido nanodischus nuo atitinkamų hidroksidų oksidacijos žemose temperatūrose..

Kobalto hidroksido strypai, diskai ir dribsniai, turintys nanometrinių svarstyklių struktūrą, atveria duris patobulinimams katalizės pasaulyje ir, be kita ko, visose elektrochemijos ir maksimalaus elektros energijos naudojimo šiuolaikiniuose įrenginiuose srityse..

Nuorodos

1. Clark J. (2015). Kobalto. Paimta iš: chemguide.co.uk
2. Vikipedija. (2018). Kobalto (II) hidroksidas. Paimta iš: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2018). Cobaltic. Hidroksidas. Paimta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rovetta AAS & col. (2017 m. Liepos 11 d.). Kobalto hidroksido nanopluoštai ir jų panaudojimas kaip superkondensatoriai ir deguonies išsiskyrimo katalizatoriai. Gauta iš: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu, S. Liu, S. M. Yao ir X. P. Gao. (2008). Kobalto hidroksido karbonato nanorodų elektrocheminis veikimas. Elektrocheminės ir kietojo kūno raidės, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens ir Ray L. Frost. (2010). Kobalto hidroksido, kobalto oksihidroksido ir kobalto oksido Nanodiscų sintezė ir apibūdinimas. Gauta iš: pubs.acs.org