Plik wodorotlenek kobaltu to ogólna nazwa wszystkich związków, w których uczestniczą kationy kobaltu i anion OH-. Wszystkie są z natury nieorganiczne i mają wzór chemiczny Co (OH)n, gdzie n jest równe wartościowości lub dodatnim ładunkom centrum metalu kobaltu.
Ponieważ kobalt jest metalem przejściowym z półpełnymi orbitaliami atomowymi, przez pewien mechanizm elektroniczny jego wodorotlenki odbijają intensywne kolory w wyniku interakcji Co-O. Te kolory, jak również struktury, są w dużym stopniu zależne od ich ładunku i od gatunków anionowych, które konkurują z OH-.
Kolory i struktury nie są takie same dla Co (OH)dwa, Co (OH)3 lub dla CoO (OH). Chemia stojąca za wszystkimi tymi związkami jest przeznaczona do syntezy materiałów stosowanych w katalizie.
Z drugiej strony, chociaż mogą być złożone, tworzenie dużej części z nich rozpoczyna się w środowisku podstawowym; dostarczany przez mocną zasadę NaOH. W związku z tym różne warunki chemiczne mogą utleniać kobalt lub tlen..
Indeks artykułów
Jaka jest struktura wodorotlenku kobaltu? Jego ogólny wzór Co (OH)n jest interpretowane jonowo w następujący sposób: w sieci krystalicznej zajmowanej przez liczbę Con+, będzie n razy większa ilość anionów OH- oddziaływanie z nimi elektrostatycznie. Zatem dla Co (OH)dwa będą dwa OH- dla każdego kationudwa+.
Ale to nie wystarczy, aby przewidzieć, jaki układ krystaliczny przyjmą te jony. Rozumując siły kulombowskie, Co3+ silniej przyciąga OH- w porównaniu do Codwa+.
Fakt ten powoduje, że odległości lub wiązanie Co-OH (nawet przy jego silnym charakterze jonowym) ulegają skróceniu. Ponadto, ponieważ oddziaływania są silniejsze, elektrony w zewnętrznych powłokach Co3+ przechodzą energetyczną zmianę, która zmusza je do absorbowania fotonów o różnych długościach fal (ciało stałe ciemnieje).
Takie podejście jest jednak niewystarczające do wyjaśnienia zjawiska zmiany koloru w zależności od struktury..
To samo dotyczy tlenowodorotlenku kobaltu. Jego formuła CoO OH jest interpretowana jako kation3+ oddziałując z anionem tlenkowym, Odwa-, i OH-. Związek ten stanowi podstawę do syntezy mieszanego tlenku kobaltu: Co3LUB4 [CoO · CodwaLUB3].
Wodorotlenki kobaltu można również wizualizować, choć mniej precyzyjnie, jako pojedyncze cząsteczki. Co (OH)dwa można następnie narysować jako liniową cząsteczkę OH-Co-OH, a Co (OH)3 jak płaski trójkąt.
W odniesieniu do CoO (OH), jego cząsteczka z tego podejścia byłaby narysowana jako O = Co-OH. Anion Odwa- tworzy podwójne wiązanie z atomem kobaltu i inne pojedyncze wiązanie z OH-.
Jednak interakcje między tymi cząsteczkami nie są wystarczająco silne, aby „uzbroić” złożone struktury tych wodorotlenków. Na przykład Co (OH)dwa może tworzyć dwie struktury polimerowe: alfa i beta.
Oba są laminarne, ale mają różne uporządkowanie jednostek i są również zdolne do interkalacji małych anionów, takich jak CO3dwa-, między jej warstwami; co jest bardzo interesujące przy projektowaniu nowych materiałów z wodorotlenków kobaltu.
Struktury polimerowe można lepiej wyjaśnić, rozważając ośmiościan koordynacyjny wokół centrów kobaltu. Dla Co (OH)dwa, ponieważ ma dwa aniony OH- interakcji z Codwa+, potrzebujesz czterech cząsteczek wody (jeśli użyto wodnego roztworu NaOH) do uzupełnienia ośmiościanu.
Zatem Co (OH)dwa to właściwie Co (H.dwaLUB)4(O)dwa. Aby ten oktaedr tworzył polimery, musi być połączony mostkami tlenowymi: (OH) (HdwaLUB)4Co-O-Co (H.dwaLUB)4(O). Złożoność strukturalna wzrasta w przypadku CoO (OH), a jeszcze bardziej w przypadku Co (OH)3.
-Wzór: Co (OH)dwa.
-Masa cząsteczkowa: 92,948 g / mol.
-Wygląd: różowawo-czerwony proszek lub czerwony proszek. Istnieje niestabilna niebieska forma wzoru α-Co (OH)dwa
-Gęstość: 3,597 g / cm3.
-Rozpuszczalność w wodzie: 3,2 mg / l (słabo rozpuszczalny).
-Rozpuszczalny w kwasach i amoniaku. Nierozpuszczalny w rozcieńczonych zasadach.
-Temperatura topnienia: 168 ° C.
-Czułość: wrażliwa na powietrze.
-Stabilność: jest stabilna.
-Wzór: Co (OH)3
-Masa cząsteczkowa: 112,98 g / mol.
-Wygląd: na dwa sposoby. Stabilny czarno-brązowy kształt i niestabilny ciemnozielony pokrój z tendencją do ciemnienia.
Dodanie wodorotlenku potasu do roztworu azotanu kobaltu (II) powoduje pojawienie się niebiesko-fioletowego osadu, który po podgrzaniu przekształca się w Co (OH)dwa, tj. wodorotlenek kobaltu (II).
Co (OH)dwa wytrąca się po dodaniu wodorotlenku metalu alkalicznego do wodnego roztworu soli Codwa+
Współdwa+ + 2 NaOH => Co (OH)dwa + 2 Na+
-Znajduje zastosowanie w produkcji katalizatorów do rafinacji ropy naftowej oraz w przemyśle petrochemicznym. Ponadto używany jest Co (OH)dwa w przygotowaniu soli kobaltu.
-Wodorotlenek kobaltu (II) jest używany do produkcji suszarek do farb oraz do produkcji elektrod akumulatorowych.
-Wodorotlenki kobaltu są surowcem do syntezy nanomateriałów o nowatorskich strukturach. Na przykład z Co (OH)dwa Zaprojektowano nanokopy tego związku o dużej powierzchni, aby uczestniczyć jako katalizator w reakcjach utleniania. Te nanokopy są impregnowane na porowatych elektrodach niklowych lub krystalicznych elektrodach węglowych.
-Starano się zastosować nanopręty z wodorotlenku węglanu z węglanem umieszczonym w ich warstwach. Wykorzystują reakcję utleniania Codwa+ do Co3+, okazał się materiałem o potencjalnych zastosowaniach elektrochemicznych.
-W ramach badań zsyntetyzowano i scharakteryzowano za pomocą technik mikroskopowych nanodyski mieszanego tlenku kobaltu i oksywodorotlenku z utleniania odpowiednich wodorotlenków w niskich temperaturach..
Sztaby, krążki i płatki wodorotlenku kobaltu o strukturach w skali nanometrycznej otwierają drzwi do ulepszeń w świecie katalizy, a także wszelkich zastosowań dotyczących elektrochemii i maksymalnego wykorzystania energii elektrycznej w nowoczesnych urządzeniach..
Jeszcze bez komentarzy