Kobolthydroxid

Vad är kobolthydroxid?

han kobolthydroxid Det är det generiska namnet för alla föreningar där koboltkatjoner och anjon OH deltar^-. De är alla av oorganisk natur, och det är lika kemisk formel CO (OH)_n, där n är lika med valens eller positiv laddning av koboltmetallcentret.

Eftersom kobolt är en övergångsmetall med fröatomiska orbitaler, genom någon elektronisk mekanism återspeglar dess hydroxider intensiva färger på grund av co-o-interaktioner, som kan vara intensiva eller blå grönrosa.

Dessa färger såväl som strukturerna beror mycket på deras belastning och de anjoniska arterna som konkurrerar med OH^-.

Färgerna och strukturerna är inte desamma för CO (OH)₂, CO (OH)₃ eller för COO (OH). Kemi bakom alla dessa föreningar är avsedd för syntes av material som appliceras på katalys.

Å andra sidan, även om de kan vara komplexa, är bildandet av en stor del av dem baserad på ett basmedium, till exempel det som levereras av den starka basen NaOH. Därför kan olika kemiska tillstånd oxidera kobolt eller syre.

Kemisk struktur av kobolthydroxid

Dess allmänna formel CO (OH)_n Det tolkas på följande sätt: i ett kristallint nätverk ockuperat av ett antal COⁿ⁺, Det kommer att finnas den mängden anjoner oh^- interagerar med dem elektrostatiskt. Således för CO (OH)₂ Det kommer att finnas två OH^- För varje katjon²⁺.

Men detta räcker inte för att förutsäga det kristallina systemet som dessa joner kommer att anta. För resonemang av kulombiska krafter, CO³⁺ lockar med större intensitet OH^- jämfört med CO²⁺.

Detta faktum får avstånd eller co-oh-länken (även med dess höga joniska karaktär) att förkortas. På samma sätt, eftersom interaktionerna är starkare, elektronerna i de yttre skikten av CO³⁺ De upplever en energiförändring som tvingar dem att absorbera fotoner med olika våglängder (de fasta mörkarna).

Detta tillvägagångssätt är emellertid otillräckligt för att ge förtydliganden av fenomenet att ändra sina färger beroende på strukturen.

Detsamma händer för kobolt oxihydroxid. Dess COO · OH -formel tolkas som en co -co³⁺ interagera med en oxidanjon, eller^2-, och en oh^-. Denna förening representerar basen för att syntetisera en blandad koboltoxid: CO₃ANTINGEN₄ [COO · CO₂ANTINGEN₃].

Kovalent

Kobolthydroxider kan också visualiseras, även om de är mindre exakta, såsom enskilda molekyler. CO (OH)₂ Det kan sedan ritas som en linjär molekyl OH-Co-Oh, och CO (OH)₃ Som en platt triangel.

När det gäller COO (OH) skulle dess molekyl från detta tillvägagångssätt dras som O = CO-OH. Anjonen eller^2- bildar en dubbel länk till koboltatomen och en annan enkel länk till OH^-.

Interaktioner mellan dessa molekyler är emellertid inte tillräckligt starka för att "montera" de komplexa strukturerna i dessa hydroxider. Till exempel CO (OH)₂ Det kan bilda två polymerstrukturer: alfa och beta.

Båda är laminära men med olika system av enheterna, och de kan också skilja sig över små anjoner, till exempel CO₃^2-, bland dess lager; vilket är av stort intresse för utformningen av nya material från kobolthydroxider.

Samordningsenheter

Polymerstrukturer kan bättre förklaras om det betraktas som en oktaedron för koordination kring koboltcentra. För CO (OH)₂, När du har två OH -anjoner^- interagerar med CO²⁺, Du behöver fyra vattenmolekyler (om vattenhaltig NaOH användes) för att slutföra oktaedronen.

Således CO (OH)₂ Det är faktiskt co (h₂ANTINGEN)₄(ÅH)₂. Så att denna octaedro bildar polymerer kräver länkning av syrebroar: (OH) (h₂ANTINGEN)₄Co-o-co (h₂ANTINGEN)₄(ÅH). Strukturell komplexitet ökar i fallet med COO (OH) och ännu mer för CO (OH)₃.

Kobolthydroxidegenskaper

Kobolthydroxid (II)

-Formel: CO (OH)₂.

-Molmassa: 92 948 g/mol.

-Utseende: Roso-röd damm eller rött damm. Det finns en instabil blå form av a-Co-formel (OH)₂

-Densitet: 3,597 g/cm³.

-Vattenlöslighet: 3,2 mg/L (lite löslig).

-Syra lösligt och ammonium. Olöslig i utspädd alkalier.

-Fusionspunkt: 168 ° C.

-Känslighet: luftkänslig.

-Stabilitet: Det är stabilt.

Kobolthydroxid (III)

-Formel: CO (OH)₃

-Molekylmassa: 112,98 g/mol.

-Utseende: Två former. En stabil svartbrun form och en instabil grön form med en tendens att mörkna.

Kobolthydroxidproduktion

Tillsatsen av kaliumhydroxid till en koboltnitratlösning (ii), resulterar i utseendet på en blåviolett fällning som, när den värms upp, blir CO (OH)₂, det vill säga kobolthydroxid (ii).

CO (OH)₂ fälls ut när en alkalisk metallisk hydroxid tillsätts till en vattenlösning av ett salt salt²⁺

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

Användning av kobolthydroxid

-Det används vid utarbetandet av katalysatorer för användning vid raffinering av olja och i den petrokemiska industrin. Dessutom används CO (OH)₂ Vid framställning av koboltsalter.

-Kobolthydroxid (II) används vid utarbetande av färgtorkare och vid tillverkning av batterelektroder.

Syntes av nanomaterial

-Kobolthydroxider är råmaterialet för nanomaterialsyntes med nya strukturer. Till exempel från Co (OH)₂ Nanokos av denna förening har utformats, med en stor ytarea för att delta som en katalysator i oxidativa reaktioner.

Dessa nanocos är impregnerade på nickel- eller kolporösa elektroder.

-Det har försökt implementera nanobarras av karbonathydroxider med karbonat ispedd i sina lager. De drar nytta av CO: s oxidativa reaktion²⁺ En co³⁺, visar att det är ett material med potentiella elektrokemiska tillämpningar.

-Studier har syntetiserat och karakteriserat av mikroskopitekniker blandade koboltoxid nanodiskos.

Barer, skivor och kobolthydroxidflingor med nanometriska skalor, öppna dörrar till förbättringar inom katalysvärlden och också alla tillämpningar som rör elektrokemi och maximal användning av elektrisk energi i moderna anordningar.

Referenser

1. Clark j. (2015). Kobolt. Taget från: Chemguide.co.Storbritannien
2. Wikipedia (2018). Kobolt (ii) hydroxid. Taget från: i.Wikipedia.org
3. Pubchem (2018). Kobolisk. Hydroxid. Taget från: pubchem.Ncbi.Nlm.Nih.Gov
4. Rovetta Aas & Col. (2017). Kobolthydroxid -nanoflakes och deras tillämpning som superkapacitorer och syrekatalysatorer. Återhämtat sig från: NCBI.Nlm.Nih.Gov
5. D. Wu, s. Liu, s. M. Yao och x. P. Gao. (2008). Elektokemisk prestanda av kobolthydroxidkarbonat nanoroder. Electochemical and Solid State Letters, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens och Ray L. Glasera. (2010). Syntes och karakterisering av kobolthydroxid, koboltoxyhydroxid och koboltoxid nanodiscs. Återhämtat sig från: pubar.ACS.org