Kobalta hidroksīda struktūra, īpašības un izmantošanas veidi

The kobalta hidroksīds ir vispārējs nosaukums visiem savienojumiem, kuros piedalās kobalta katjoni un OH anjons^-. Visi ir neorganiski, un tiem ir ķīmiskā formula Co (OH)_n, kur n ir vienāds ar kobalta metāla centra valenci vai pozitīvo lādiņu.

Tā kā kobalts ir pārejas metāls ar puscaurlaidīgiem atomu orbitāliem, ar dažiem elektroniskiem mehānismiem tā hidroksīdi atspoguļo intensīvas krāsas Co-O mijiedarbības dēļ. Šīs krāsas, kā arī struktūras, ir ļoti atkarīgas no to uzlādes un anjonu sugām, kas konkurē ar OH^-.

Co (OH) krāsas un struktūras nav vienādas₂, Co (OH)₃ vai CoO (OH). Visu šo savienojumu ķīmija ir paredzēta katalīzei izmantoto materiālu sintēzei.

No otras puses, lai gan tās var būt sarežģītas, liela daļa no tām veidojas no pamata vides; kā spēcīga NaOH bāze. Tādējādi dažādi ķīmiskie apstākļi var oksobēt kobaltu vai skābekli.

Indekss

• 1 Ķīmiskā struktūra
  • 1.1. Kovalents
  • 1.2 Koordinācijas vienības
• 2 Rekvizīti
  • 2.1 Kobalta hidroksīds (II)
  • 2.2 Kobalta hidroksīds (III)
• 3 Ražošana
• 4 Lietojumi
  • 4.1. Nanomateriālu sintēze
• 5 Atsauces

Ķīmiskā struktūra

Kādas ir kobalta hidroksīda struktūras? Tās vispārējā formula Co (OH)_n interpretē joniski šādi: kristāla režģī, ko aizņem Co numursⁿ⁺, būs n reizes lielāks daudzums OH anjonu^- mijiedarbojas ar viņiem elektrostatiski. Tātad, Co (OH)₂ būs divi OH^- par katru katjonu Co²⁺.

Bet ar to nepietiek, lai prognozētu, kuras kristāliskās sistēmas šie joni pieņems. Ar culómbicas spēku pamatojumu Co³⁺ piesaista OH ar lielāku intensitāti^- salīdzinājumā ar Co²⁺.

Šis fakts izraisa attālumu vai Co-OH saiknes saīsināšanu (pat ar augstu jonu raksturu). Arī tāpēc, ka mijiedarbība ir spēcīgāka, elektroni Co³⁺ tie tiek pakļauti enerģētiskām pārmaiņām, kas liek viņiem absorbēt fotonus ar dažādiem viļņu garumiem (cietais tumšāks).

Tomēr šī pieeja nav pietiekama, lai precizētu krāsu maiņas fenomenu atkarībā no struktūras.

Tas pats attiecas uz kobalta oksihidroksīdu. Tās formula CoO · OH tiek interpretēta kā katjonu Co³⁺ mijiedarbojas ar rūsas anjonu, OR^2-, un OH^-. Šis savienojums ir pamats kobalta oksīda sajaukšanai: Co₃O₄ [CoO · Co₂O₃].

Kovalents

Kobalta hidroksīdus var arī vizualizēt, kaut arī mazāk precīzus, kā atsevišķas molekulas. Co (OH)₂ pēc tam var izmantot kā lineāru molekulu OH-Co-OH un Co (OH)₃ kā plakans trīsstūris.

Attiecībā uz CoO (OH), tās molekula no šīs pieejas būtu jāizmanto kā O = Co-OH. Anjons O^2- veido dubultu saiti ar kobalta atomu un citu vienkāršu saiti ar OH^-.

Tomēr mijiedarbība starp šīm molekulām nav pietiekami spēcīga, lai "piesaistītu" šo hidroksīdu kompleksās struktūras. Piemēram, Co (OH)₂ var veidot divas polimēra struktūras: alfa un beta.

Abi ir lamināri, bet ar dažādiem vienību pasūtījumiem, un tie spēj arī izmantot starpkultūru mazus anjonus, piemēram, CO₃^2-, starp tās slāņiem; kas ir ļoti ieinteresēts jaunu materiālu izgatavošanā no kobalta hidroksīdiem.

Koordinācijas vienības

Polimēru struktūras var labāk izskaidrot, apsverot koordināciju oktaedronu ap kobalta centriem. Co (OH)₂, jo tam ir divi OH anjoni^- mijiedarbojas ar Co²⁺, Tam ir nepieciešamas četras ūdens molekulas (ja tika izmantots NaOH ūdens), lai pabeigtu oktaedru.

Tādējādi Co (OH)₂ faktiski ir Co (H₂O)₄(OH)₂. Lai šis oktaedrers veidotu polimērus, tam jābūt savienotam ar skābekļa tiltiem: (OH) (H₂O)₄Co-O-Co (H₂O)₄(OH) Strukturālā sarežģītība palielinās CoO (OH) gadījumā un vēl vairāk Co (OH) gadījumā.₃.

Rekvizīti

Kobalta hidroksīds (II)

-Formula: Co (OH)₂.

-Molārā masa: 92,948 g / mol.

-Izskats: sarkanbrūns pulveris vai sarkans pulveris. Ir nestabila zila forma ar formulu α-Co (OH)₂

-Blīvums: 3,597 g / cm³.

-Šķīdība ūdenī: 3,2 mg / l (slikti šķīst).

-Šķīst skābēs un amonija. Nešķīst atšķaidītā sārmā.

-Kušanas punkts: 168 ° C.

-Jutīgums: jutīgs pret gaisu.

-Stabilitāte: tā ir stabila.

Kobalta hidroksīds (III)

-Formula: Co (OH)₃

-Molekulārā masa: 112,98 g / mol.

-Izskats: divas formas. Stabila melnbrūna forma un nestabila tumši zaļa forma ar tendenci tumšāk.

Ražošana

Kālija hidroksīda pievienošana kobalta (II) nitrāta šķīdumam izraisa zilas violetās nogulsnes, kas sakarsējot kļūst par Co (OH)₂, tas ir, kobalta hidroksīds (II).

Co (OH)₂ nogulsnējas, kad sālsūdens šķīdumam pievieno sārmu metālu hidroksīdu²⁺

Co²⁺     +        2 NaOH => Co (OH)₂      +         2 Na⁺

Lietojumi

-To izmanto katalizatoru sagatavošanā naftas pārstrādei un naftas ķīmijas rūpniecībā. Turklāt tiek izmantots Co (OH)₂ kobalta sāļu pagatavošanā.

-Kobalta hidroksīdu (II) izmanto krāsu žāvētāju ražošanā un bateriju elektrodu ražošanā.

Nanomateriālu sintēze

-Kobalta hidroksīdi ir izejvielas nanomateriālu sintēzei ar jaunām struktūrām. Piemēram, no Co (OH)₂ šī savienojuma nanokopi ir izstrādāti ar lielu virsmas laukumu, lai piedalītos kā katalizators oksidatīvajās reakcijās. Šie nanokopi ir piesūcināti uz porainiem niķeļa vai kristāliskā oglekļa elektrodiem.

-Ir mēģināts ieviest karbonātu hidroksīdu nanobārus ar karbonātu, kas ir starpsavienots to slāņos. Viņi izmanto Co²⁺ līdz Co³⁺, pierādīts, ka tas ir materiāls ar potenciāliem elektroķīmiskiem pielietojumiem.

-Pētījumi ir sintezēti un raksturoti, izmantojot mikroskopijas metodes, jauktos kobalta oksīda un oksihidroksīda nanodizus no attiecīgo hidroksīdu oksidēšanas zemās temperatūrās..

Kobalta hidroksīda stieņi, diski un pārslas ar konstrukcijām nanometriskajos svaros, atver durvis uz uzlabojumiem katalīzes pasaulē, kā arī visām lietojumprogrammām, kas saistītas ar elektroķīmiju un maksimālo elektroenerģijas izmantošanu mūsdienu ierīcēs..

Atsauces

1. Clark J. (2015). Kobalta. Ņemts no: chemguide.co.uk
2. Vikipēdija. (2018). Kobalta (II) hidroksīds. Uzņemts no: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2018). Kobaltika. Hidroksīds. Uzņemts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rovetta AAS & col. (2017. gada 11. jūlijs). Kobalta hidroksīda nanoplēves un to izmantošana kā superkondensatori un skābekļa attīstības katalizatori. Saturs iegūts no: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu, S. Liu, S. M. Yao un X. P. Gao. (2008). Kobalta hidroksīda karbonāta nanorodžu elektrochemiskie rādītāji. Elektroķīmiskie un cietvielu burti, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens un Ray L. Frost. (2010). Kobalta hidroksīda, kobalta oksihidroksīda un kobalta oksīda Nanodiscs sintēze un raksturojums. Saturs iegūts no: pubs.acs.org