Kobalt hidroksit yapısı, özellikleri ve kullanımları

kobalt hidroksit kobalt katyonları ve OH anyonunun katıldığı tüm bileşiklerin genel adıdır.^-. Hepsi doğada inorganiktir ve kimyasal formül Co (OH) 'ye sahiptir._n, n, kobalt metal merkezinin değerine veya pozitif yüküne eşit olduğunda.

Kobalt yarı dolu atomik orbitallere sahip bir geçiş metali olduğundan, bazı elektronik mekanizmalar sayesinde hidroksitleri Co-O etkileşimlerinden dolayı yoğun renkleri yansıtır. Bu renkler ve yapılar, yüklerine ve OH ile rekabet eden anyonik türlere büyük oranda bağlıdır.^-.

Co (OH) için renkler ve yapılar aynı değildir₂, Co (OH)₃ veya CoO (OH) için. Tüm bu bileşiklerin arkasındaki kimya, katalize uygulanan malzemelerin sentezi için tasarlanmıştır..

Diğer yandan, karmaşık olmalarına rağmen, büyük bir kısmının oluşumu temel bir ortamdan başlar; güçlü NaOH bazı tarafından tedarik edilen Bu nedenle, farklı kimyasal koşullar kobalt veya oksijeni oksitleyebilir.

indeks

• 1 Kimyasal yapı
  • 1.1 Kovalent
  • 1.2 Koordinasyon birimleri
• 2 Özellikler
  • 2.1 Kobalt hidroksit (II)
  • 2.2 Kobalt hidroksit (III)
• 3 Üretim
• 4 Kullanım
  • 4.1 Nanomalzemelerin sentezi
• 5 Kaynakça

Kimyasal yapısı

Kobalt hidroksitin yapıları nelerdir? Genel formülü Co (OH)_n iyonik olarak şu şekilde yorumlanır: bir Co sayısının işgal ettiği bir kristal kafesdeⁿ⁺, bu miktarda OH anyonu olacak^- elektrostatik olarak onlarla etkileşim. Yani, Co (OH) için₂ iki OH olacak^- Her katyon için Co²⁺.

Ancak, bu iyonların hangi kristalin sistemini benimseyeceğini tahmin etmek için yeterli değildir. Culómbicas kuvvetlerinin muhakemesiyle, Co³⁺ İSG'leri daha yoğun bir şekilde çekiyor^- Co ile karşılaştırıldığında²⁺.

Bu gerçek, mesafelerin veya Co-OH bağının (yüksek iyonik karakteriyle bile) kısalmasına neden olur. Ayrıca, etkileşimler daha güçlü olduğu için, Co'nun dış katmanlarındaki elektronlar³⁺ farklı dalga boylarında fotonları absorbe etmeye zorlayan enerjisel bir değişim geçirirler (katı koyulaşır).

Bununla birlikte, bu yaklaşım yapıya bağlı olarak değişen renk olgusunu netleştirmek için yetersizdir..

Aynısı kobalt oksihidroksit için de geçerlidir. CoO · OH formülü bir katyon Co olarak yorumlanır.³⁺ pas anyonuyla etkileşime giren OR^2-, ve bir OH^-. Bu bileşik karışık bir kobalt oksitin sentezlenmesi için bir temeli temsil eder: Co₃Ey₄ [CoO · Co₂Ey₃].

kovalent

Kobalt hidroksitleri, daha az kesin olmasına rağmen, ayrı ayrı moleküller olarak görselleştirilebilir. Co (OH)₂ daha sonra OH-Co-OH ve Co (OH) doğrusal bir molekülü olarak çizilebilir.₃ düz bir üçgen gibi.

CoO (OH) ile ilgili olarak, bu yaklaşımdan gelen molekülü O = Co-OH olarak çizilecektir. Anyon O^2- kobalt atomu ile ikili bir bağ ve OH ile bir başka basit bağ oluşturur.^-.

Bununla birlikte, bu moleküller arasındaki etkileşimler, bu hidroksitlerin kompleks yapılarını "silahlandırmak" için yeterince güçlü değildir. Örneğin, Co (OH)₂ iki polimer yapısı oluşturabilir: alfa ve beta.

Her ikisi de laminerdir ancak birimlerin farklı sıralaması vardır ve CO gibi interkalar küçük anyonları da yapabilirler.₃^2-, katmanları arasında; kobalt hidroksitlerden yeni malzemelerin tasarımı için büyük ilgi çeken.

Koordinasyon birimleri

Polimerik yapılar kobalt merkezlerinin etrafındaki bir koordinat oktahedronu dikkate alınarak daha iyi açıklanabilir. Co için (OH)₂, iki OH anyonuna sahip olduğundan^- Co ile etkileşime girme²⁺, Oktahedronu tamamlamak için dört su molekülüne (sulu NaOH kullanılmışsa) ihtiyaç duyar..

Böylece, Co (OH)₂ aslında Co (H₂O)₄(OH)₂. Bu oktahedronun polimerler oluşturması için, oksijen köprülerinden bağlanması gerekir: (OH) (H₂O)₄Eş-O-Eş (H₂O)₄(OH). Yapısal karmaşıklık CoO (OH) için artar, daha da Co (OH) için artar.₃.

özellikleri

Kobalt hidroksit (II)

-Formül: Co (OH)₂.

-Molar kütle: 92,948 g / mol.

-Görünüm: kırmızı-kahverengi toz veya kırmızı toz. Α-Co (OH) formülünün dengesiz mavi bir formu var₂

-Yoğunluk: 3,597 g / cm³.

-Suda çözünürlük: 3.2 mg / l (zayıf çözünür).

-Asitler ve amonyumda çözünür. Seyreltilmiş alkalide çözünmez.

-Erime noktası: 168º C.

-Hassasiyet: havaya duyarlı.

-Kararlılık: kararlıdır.

Kobalt hidroksit (III)

-Formül: Co (OH)₃

-Moleküler kütle: 112.98 g / mol.

-Görünüm: iki form. Kararlı siyah-kahverengi bir şekil ve kararma eğilimi olan kararsız bir koyu yeşil şekil.

üretim

Potasyum hidroksitin bir kobalt (II) nitrat çözeltisine eklenmesi, ısıtıldığında Co (OH) olan mavi-mor bir çökeltinin ortaya çıkmasına neden olur.₂, yani, kobalt hidroksit (II).

Co (OH)₂ sulu bir Co tuz çözeltisine bir alkali metal hidroksit eklendiğinde çökelir²⁺

ko²⁺     +        2 NaOH => Co (OH)₂      +         2 Na⁺

uygulamaları

-Petrolün rafine edilmesinde ve petrokimya endüstrisinde kullanılmak üzere katalizörlerin hazırlanmasında kullanılır. Ayrıca, Co (OH) kullanılır.₂ kobalt tuzlarının hazırlanmasında.

-Kobalt hidroksit (II), boya kurutucularında ve batarya elektrotlarının üretiminde kullanılır.

Nanomalzemelerin sentezi

-Kobalt hidroksitleri nanomalzemelerin yeni yapılara sahip sentezi için hammaddedir. Örneğin, Co (OH) 'dan₂ Bu bileşiğin nanokopları, oksidatif reaksiyonlarda bir katalizör olarak katılmak üzere geniş bir yüzey alanına sahip olarak tasarlanmıştır. Bu nanokoplar, nikel veya kristalin karbonun gözenekli elektrotlarına emdirilir.

-Karbonat hidroksitlerin nanobarlarının katlarında birbirine karışmış karbonatla uygulanması istenmiştir. Co'nun oksidatif reaksiyonundan faydalanırlar²⁺ Co'ya³⁺, Potansiyel elektrokimyasal uygulamaları olan bir malzeme olduğunu kanıtlamak.

-Çalışmalar, düşük sıcaklıklarda ilgili hidroksitlerin oksidasyonundan mikroskopi teknikleri, karışık kobalt oksit ve oksihidroksit nanodiskleri kullanarak sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir..

Kobalt hidroksit çubukları, nanometrik ölçekte yapılara sahip diskler ve pullar, kataliz dünyasında ve ayrıca elektrokimya ile ilgili tüm uygulamalarda ve elektrik enerjisinin modern cihazlarda maksimum kullanımında gelişmelere kapı açıyor.

referanslar

1. Clark J. (2015). Kobalt. Alındığı kaynak: chemguide.co.uk
2. Vikipedi. (2018). Kobalt (II) hidroksit. Alındığı kaynak: en.wikipedia.org
3. Pubchem. (2018). Kobaltik. Hidroksit. Alındığı kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rovetta AAS ve col. (11 Temmuz 2017). Kobalt hidroksit nanoflakes ve süper kapasitörler ve oksijen gelişim katalizörleri olarak kullanımları. Alınan: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu, S. Liu, S.M. Yao ve X. P. Gao. (2008). Kobalt Hidroksit Karbonat Nanorodların Elektrokimyasal Performansı. Elektrokimyasal ve Katı Hal Mektupları, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, N. Martens ve Wayde N. Martens. (2010). Kobalt hidroksit, kobalt oksihidroksit ve kobalt oksit nanodisklerinin sentezi ve karakterizasyonu. Alınan kaynak: pubs.acs.org