Kobolthydroxidstruktur, egenskaper och användningsområden



den kobolthydroxid är det generiska namnet för alla föreningar där koboltkatjoner och OH-anjonen deltar-. Alla är oorganiska i naturen och har den kemiska formeln Co (OH)n, där n är lika med valens eller positiv laddning av koboltmetallcentralen.

Eftersom kobolt är en övergångsmetall med atomorbitaler halv fulla, av en elektronisk mekanism deras hydroxider spegla levande färger på grund av interaktioner Co-O. Dessa färger och strukturer, är starkt beroende av sin laddning och anjoniska arter som konkurrerar med OH-.

Färger och strukturer är inte desamma för Co (OH)2, Co (OH)3 eller för CoO (OH). Kemin bakom alla dessa föreningar är avsedd för syntes av material som appliceras på katalys.

Å andra sidan, även om de kan vara komplexa, startar bildandet av en stor del av dem från en grundläggande miljö. som den som levereras av den starka NaOH-basen. Därför kan olika kemiska förhållanden oxidera kobolt eller syre.

index

  • 1 Kemisk struktur
    • 1,1 kovalent
    • 1.2 Samordningsenheter
  • 2 egenskaper
    • 2.1 kobolthydroxid (II)
    • 2,2 kobolthydroxid (III)
  • 3 Produktion
  • 4 användningsområden
    • 4.1 Syntes av nanomaterial
  • 5 referenser

Kemisk struktur

Vad är strukturerna av kobolthydroxid? Dess allmänna formel Co (OH)n tolkas joniskt enligt följande: i ett kristallgitter upptaget av ett Co-nummern+, det kommer att finnas n gånger den mängd OH-anjoner- interagerar med dem elektrostatiskt. Så för Co (OH)2 det kommer att finnas två OH- för varje katjon Co2+.

Men detta räcker inte för att förutsäga vilket kristallint system dessa joner kommer att anta. Genom resonemang av culómbicas styrkor, Co3+ lockar OH-grupperna med större intensitet- jämfört med Co2+.

Detta faktum medför att avstånden eller Co-OH-bindningen (även med dess höga joniska karaktär) förkortas. Eftersom interaktionerna är starkare, är elektronerna i de yttre skikten i Co3+ de genomgår en energisk förändring som tvingar dem att absorbera fotoner med olika våglängder (det fasta mörkret).

Detta tillvägagångssätt är emellertid otillräckligt för att förtydliga fenomenet att ändra färger beroende på strukturen.

Detsamma gäller för koboltoxihydroxid. Dess formel CoO · OH tolkas som en katjon Co3+ interagerar med en rostanjon, OR2-, och en OH-. Denna förening utgör grunden för syntetisering av en blandad koboltoxid: Co3O4 [CoO · Co2O3].

kovalent

Kobolthydroxiderna kan också visualiseras, även om de är mindre exakta, som enskilda molekyler. Co (OH)2 kan sedan dras som en linjär molekyl OH-Co-OH och Co (OH)3 som en platt triangel.

Med avseende på CoO (OH) skulle dess molekyl från denna metod dras som O = Co-OH. Anjonen O2- bildar en dubbelbindning med koboltatomen och en annan enkel bindning med OH-.

Men interaktionerna mellan dessa molekyler är inte tillräckligt starka för att "armera" de komplexa strukturerna av dessa hydroxider. Till exempel kan Co (OH)2 kan bilda två polymerstrukturer: alfa och beta.

Båda är laminära men med olika beställningar av enheterna, och är också kapabla att interkalära små anjoner, såsom CO32-, mellan sina lager; vilket är av stort intresse för utformningen av nya material från kobolthydroxider.

Koordineringsenheter

Polymerstrukturer kan förklaras bättre genom att överväga en oktaedron för samordning kring koboltcentralerna. För Co (OH)2, eftersom den har två OH-anjoner- interagerar med Co2+, Det behöver fyra vattenmolekyler (om vattenhaltig NaOH användes) för att slutföra oktaedronen.

Således är Co (OH)2 är faktiskt Co (H2O)4(OH)2. För detta Octahedron bildar polymerer kräver bindning genom syrebryggor (OH) (H2O)4Co-O-Co (H2O)4(OH). Den strukturella komplexiteten ökar för fallet med CoO (OH), och ännu mer för Co (OH)3.

egenskaper

Kobolthydroxid (II)

-Formel: Co (OH)2.

-Molmassa: 92 948 g / mol.

-Utseende: rött brunt pulver eller rött pulver. Det finns en instabil blå form av formeln a-Co (OH)2

-Densitet: 3,597 g / cm3.

-Löslighet i vatten: 3,2 mg / l (dåligt lösligt).

-Lösligt i syror och i ammonium. Olöslig i utspädd alkali.

-Smältpunkt: 168 ° C.

-Känslighet: Känslig för luft.

-Stabilitet: den är stabil.

Kobolthydroxid (III)

-Formel: Co (OH)3

-Molekylmassa: 112,98 g / mol.

-Utseende: två former. En stabil svartbrun form och en instabil mörkgrön form med en tendens att mörka.

produktion

Tillsatsen av kaliumhydroxid till en lösning av koboltnitrat (II), resulterar i uppkomsten av en fällning av blåviolett färg vid upphettning blir Co (OH)2, det vill säga kobolthydroxid (II).

Co (OH)2 utfälles när en alkalimetallhydroxid sättes till en vattenhaltig lösning av ett Co-salt2+

co2+     +        2 NaOH => Co (OH)2      +         2 Na+

tillämpningar

-Den används vid framställning av katalysatorer för användning vid raffinering av petroleum och inom petrokemisk industri. Dessutom används Co (OH)2 vid framställning av koboltsalter.

-Kobolthydroxid (II) används vid tillverkning av färgtorkar och vid tillverkning av batterielektroder.

Syntes av nanomaterial

-Kobolthydroxider är råmaterialet för syntes av nanomaterial med nya strukturer. Exempelvis från Co (OH)2 nanokoper av denna förening har utformats, med en stor yta för att delta som en katalysator i oxidativa reaktioner. Dessa nanokoper är impregnerade på porösa elektroder av nickel eller kristallint kol.

-Det har försökt att genomföra nanobar av karbonathydroxider med karbonat interkalcerade i sina lager. De utnyttjar den oxidativa reaktionen hos Co2+ till Co3+, visar sig vara ett material med potentiella elektrokemiska tillämpningar.

-Studier har syntetiserats och karakteriserats av mikroskopitekniker, nanodiscs blandoxid och oxihydroxid kobolt från oxidation av motsvarande hydroxider vid låga temperaturer.

Stavar, skivor och kobolthydroxid flingor strukturer i nanoskala, de öppnar dörrarna till förbättringar i världen av katalys och även alla ansökningar om den elektrokemiska och optimering av makten i moderna apparater.

referenser

  1. Clark J. (2015). Kobolt. Hämtad från: chemguide.co.uk
  2. Wikipedia. (2018). Kobolt (II) hydroxid. Hämtad från: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2018). Kobolt. Hydroxid. Hämtad från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rovetta AAS & col. (11 juli 2017). Cobalthydroxid nanoflakes och deras applicering som superkapacitorer och syreutvecklingskatalysatorer. Hämtad från: ncbi.nlm.nih.gov
  5. D. Wu, S. Liu, S. M. Yao och X. P. Gao. (2008). Elektrokemisk prestanda av kobolthydroxidkarbonatnororoder. Elektrokemiska och Solid State Letters, 11 12 A215-A218.
  6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens och Ray L. Frost. (2010). Syntes och karaktärisering av kobolthydroxid, koboltoxihydroxid och koboltoxid nanodiskor. Hämtad från: pubs.acs.org