Kobolthydroksyd

Hva er kobolthydroksyd?

Han kobolthydroksyd Det er det generiske navnet for alle forbindelser der koboltkationer og anion oh deltar^-. De er alle av uorganisk karakter, og det er som kjemisk formel Co (OH)_n, der n er lik valens eller positiv ladning av koboltmetallsenteret.

Ettersom kobolt er et overgangsmetall med frøatomiske orbitaler, gjenspeiler dens elektroniske mekanisme hydroksider intense farger på grunn av CO-O-interaksjoner, som kan være intens eller blågrønn rosa.

Disse fargene, så vel som strukturene, er veldig avhengige av belastningen og de anioniske artene som konkurrerer med OH^-.

Fargene og strukturene er ikke de samme for CO (OH)₂, CO (OH)₃ eller for COO (OH). Kjemi bak alle disse forbindelsene er beregnet på syntese av materialer som brukes på katalyse.

På den annen side, selv om de kan være sammensatte, er dannelsen av en stor del av dem basert på et grunnleggende medium, for eksempel den som er levert av den sterke basen NaOH. Derfor kan forskjellige kjemiske forhold oksidere kobolt eller oksygen.

Kjemisk struktur av kobolthydroksid

Dens generelle formel Co (OH)_n Det tolkes på følgende måte: i et krystallinsk nettverk okkupert av et antall COⁿ⁺, Det vil være den mengden anioner oh^- samhandle med dem elektrostatisk. Dermed for Co (OH)₂ Det blir to OH^- For hvert kation CO²⁺.

Men dette er ikke nok til å forutsi det krystallinske systemet som disse ionene vil ta i bruk. For resonnement av kulombiske styrker, CO³⁺ tiltrekker seg med større intensitet OH^- sammenlignet med co²⁺.

Dette faktum fører til at avstandene eller CO-OH-koblingen (selv med den høye ioniske karakteren) blir forkortet. På samme måte fordi interaksjonene er sterkere, er elektronene til de ytre lagene i CO³⁺ De opplever en energiforandring som tvinger dem til å absorbere fotoner med forskjellige bølgelengder (den solide mørkere).

Imidlertid er denne tilnærmingen utilstrekkelig for å gi avklaringer av fenomenet med å endre fargene sine avhengig av strukturen.

Det samme skjer for kobolt oksihydroxide. Dens COO · OH -formel tolkes som en co -co³⁺ samhandle med en oksidanion, eller^2-, Og en åh^-. Denne forbindelsen representerer basen for å syntetisere et blandet koboltoksyd: CO₃ENTEN₄ [COO · CO₂ENTEN₃].

Kovalent

Kobolthydroksider kan også visualiseres, selv om det er mindre presise, for eksempel individuelle molekyler. CO (OH)₂ Det kan da trekkes som et lineært molekyl oh-co-oh, og co (OH)₃ Som en flat trekant.

Når det gjelder COO (OH), vil molekylet fra denne tilnærmingen bli trukket som O = CO-OH. Anionen eller^2- danner en dobbel kobling med koboltatomet, og en annen enkel kobling med OH^-.

Interaksjonene mellom disse molekylene er imidlertid ikke sterke nok til å "montere" de komplekse strukturene i disse hydroksidene. For eksempel CO (OH)₂ Det kan danne to polymerstrukturer: alfa og beta.

Begge er laminære, men med forskjellige systemer av enhetene, og de er også i stand til å krysse små anioner, for eksempel CO₃^2-, Blant lagene; som er av stor interesse for utforming av nye materialer fra kobolthydroksider.

Koordinasjonsenheter

Polymerstrukturer kan forklares bedre hvis det regnes som en oktaedron av koordinering rundt koboltsentre. For co (oh)₂, Som du har to OH -anioner^- samspill med co²⁺, Du trenger fire vannmolekyler (hvis vandig NaOH ble brukt) for å fullføre oktaedronen.

Dermed CO (OH)₂ Det er faktisk co (h₂ENTEN)₄(ÅH)₂. Slik at denne octaedro danner polymerer krever kobling av oksygenbroer: (å) (h₂ENTEN)₄Co-o-co (h₂ENTEN)₄(ÅH). Strukturell kompleksitet øker i tilfelle COO (OH), og enda mer for CO (OH)₃.

Kobolthydroksydegenskaper

Kobolthydroksyd (ii)

-Formel: CO (OH)₂.

-Molmasse: 92.948 g/mol.

-Utseende: Roso-rødt støv eller rødt støv. Det er en ustabil blå form for α-Co-formel (OH)₂

-Tetthet: 3.597 g/cm³.

-Vannløselighet: 3,2 mg/L (lite løselig).

-Syresoppløselig og ammonium. Uoppløselig i utvannet alkalier.

-Fusjonspunkt: 168 ° C.

-Følsomhet: luftfølsom.

-Stabilitet: Det er stabilt.

Kobolthydroksyd (III)

-Formel: CO (OH)₃

-Molekylmasse: 112,98 g/mol.

-Utseende: To former. En stabil svartbrun form og en ustabil grønn form med en tendens til å mørkne.

Kobolthydroksydproduksjon

Tilsetning av kaliumhydroksyd til en koboltnitratoppløsning (II), resulterer i utseendet til et blå-violett bunnfall som, når det oppvarmes, blir CO (OH)₂, det vil si kobolthydroksyd (ii).

CO (OH)₂ Utfeller når et alkalisk metallisk hydroksyd tilsettes en vandig løsning av et salt salt²⁺

Co²⁺     +        2 NaOH => CO (OH)₂      +         2 na⁺

Bruk av kobolthydroksid

-Det brukes til utdyping av katalysatorer for bruk i raffinering av olje og i den petrokjemiske industrien. I tillegg brukes CO (OH)₂ i tilberedningen av koboltsalter.

-Kobolthydroksyd (II) brukes til utdyping av malingstørkere og i fremstilling av batterilektroder.

Syntese av nanomaterialer

-Kobolthydroksider er råstoffet for nanomaterialsyntese med nye strukturer. For eksempel fra Co (OH)₂ Nanokos av denne forbindelsen er designet, med et stort overflateareal for å delta som katalysator i oksidative reaksjoner.

Disse nanokoene er impregnert på porøse kullporøse elektroder.

-Den har forsøkt å implementere nanobarras av karbonathydroksider med karbonat ispedd i lagene. De drar nytte av den oksidative reaksjonen fra CO²⁺ Et kompani³⁺, demonstrerer å være et materiale med potensielle elektrokjemiske applikasjoner.

-Studier har syntetisert og karakterisert, med mikroskopiteknikker, blandet koboltoksyd nanodiscos.

Barer, plater og kobolthydroksydflak med nanometriske skalaer, åpne dører for forbedringer i katalysens verden og også av alle applikasjoner angående elektrokjemi og maksimal bruk av elektrisk energi i moderne enheter.

Referanser

1. Clark J. (2015). Kobolt. Hentet fra: Chemguide.co.Storbritannia
2. Wikipedia (2018). Kobolt (ii) hydroksyd. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Pubchem (2018). Koboltisk. Hydroksyd. Hentet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov
4. Rovetta Aas & Col. (2017). Kobalthydroksyd -nanoflakes og deres anvendelse som superkapasitorer og oksygenutviklingskatalysatorer. Gjenopprettet fra: NCBI.NLM.NIH.Gov
5. D. Wu, s. Liu, s. M. Yao, og x. P. Gao. (2008). Elektokjemisk ytelse av kobolthydroksyd karbonat nanoroder. Elektokjemiske og solid-statlige bokstaver, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde n. Martens og Ray L. Frost. (2010). Syntese og karakterisering av kobolthydroksyd, koboltoksyhydroksyd og koboltoksyd nanodiscs. Gjenopprettet fra: puber.ACS.org