КОБАЛТНИ ХИДРОКСИД: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Кобалт хидроксид је генеричко име за сва једињења где кобалта катјони и ањон ОХ укључених ^- . Све су неорганске природе и имају хемијску формулу Цо (ОХ) _н , где је н једнак валенцији или позитивном набоју метала кобалтског метала.

Како је кобалт прелазни метал са полу-пуном атомском орбиталом, неки електронски механизми његови хидроксиди одражавају интензивне боје услед Цо-О интеракција. Ове боје, као и структуре, у великој мери зависе од њиховог набоја и од анионских врста које се такмиче са ОХ ^- .

Извор: Аутор: Цхемицалинтерест, из Викимедиа Цоммонс

Боје и структуре нису исте за Цо (ОХ) ₂ , Цо (ОХ) ₃ или за ЦОО (ОХ). Хемија која стоји иза свих ових једињења прелази у синтезу материјала примењених у катализи.

С друге стране, иако могу бити сложене, формирање великог дела њих полази од основног окружења; снабдевен снажном базом НаОХ. Дакле, различити хемијски услови могу да оксидирају кобалт или кисеоник.

Хемијска структура

Које су структуре кобалт хидроксида? Његова општа формула Цо (ОХ) _н се јонистички тумачи на следећи начин: у кристалној решетки коју заузима број Цо ^{н +} , постојат ће н пута већа од количине ОХ аниона ^- који електростатички комуницирају са њима. Тако ће за Цо (ОХ) ₂ постојати два ОХ ^- за сваки Цо ²⁺ катион .

Али то није довољно да се предвиди који ће кристални систем ови јони усвојити. Разонирањем кубунских сила, Цо ³⁺ привлачи ОХ с већим интензитетом ^- у поређењу с Цо ²⁺ .

Ова чињеница узрокује скраћивање растојања или везе Цо-ОХ (чак и са високим јонским карактером). Такође, пошто су интеракције јаче, електрони у спољашњим слојевима Цо ³⁺ пролазе кроз енергетску промену која их присиљава да апсорбују фотоне различитих таласних дужина (чврсто потамне).

Међутим, овај приступ је недовољан да се разјасни феномен промене њихових боја у зависности од структуре.

Исто важи и за оксихидроксид кобалта. Његова формула ЦоО · ОХ тумачи као ко ³⁺ катјон интеракцији са оксида ањоном, О ^2- , и ОХ ^- . Ово једињење представља основу за синтезу мешовиту кобалт оксид: Цо ₃ О ₄ .

Ковалентно

Кобалтни хидроксиди такође се могу визуелизовати, мада мање прецизно, као појединачни молекули. Цо (ОХ) ₂ се затим може нацртати као линеарни молекул ОХ - Цо - ОХ, а Цо (ОХ) ₃ као равни троугао.

Што се тиче ЦОО (ОХ), његов молекул из овог приступа би био извучен као О = Цо - ОХ. Тхе О ^2- ањон формира двогубу везу са атомом кобалта, а други једноструку везу са ОХ ^- .

Међутим, интеракције између ових молекула нису довољно јаке да "наоружају" сложене структуре ових хидроксида. На пример, Цо (ОХ) ₂ може да формира две полимерне структуре: алфа и бета.

Обје су ламинарне, али с различитим редослиједом јединица, а такођер су способне пресијецати мале анионе, попут ЦО ₃ ^2– , између својих слојева; што је од великог интереса за дизајн нових материјала од хидроксида кобалта.

Јединице за координацију

Полимерне структуре могу се боље објаснити разматрањем координационог октаедра око кобалтних центара. За Цо (ОХ) ₂ , јер има два ОХ аниона ^{- који} међусобно делују са Цо ²⁺ , за завршетак октаедра потребна су четири молекула воде (ако се користи водени НаОХ).

Стога, Цо (ОХ) ₂ је у ствари Цо (Х ₂ О) ₄ (ОХ) ₂ . За ову октаедра формирати полимера га треба повезани кисеоника мостова: (ОХ) (Х ₂ О) ₄ Цо - О - Цо (Х ₂ О) ₄ (ОХ). Структурна сложеност се повећава за случај ЦО (ОХ), а још више за Цо (ОХ) ₃ .

Својства

Кобалт (ИИ) хидроксид

-Формула: Цо (ОХ) ₂ .

-Моларна маса: 92.948 г / мол.

-Изглед: ружичасто-црвени прах или црвени прах. Постоји нестабилни плави облик формуле α-Цо (ОХ) ₂

-Густина: 3,597 г / цм ³ .

-Растворљивост у води: 3,2 мг / л (мало растворљиво).

-Растворљив у киселинама и амонијаку. Нерастворљив у разблаженој алкалији.

Тачка топљења: 168 ° Ц

-Осетљивост: осетљива на ваздух.

-Стабилност: стабилна је.

Кобалт (ИИИ) хидроксид

-Формула: Цо (ОХ) ₃

-Молекуларна маса: 112,98 г / мол.

-Преглед: два облика. Стабилан црно-браон облик и нестабилан тамнозелени облик са тенденцијом тамњења.

Производња

Додавање калијум хидроксида раствору кобалт (ИИ) нитрата, резултира појавом талога плаве љубичице који, када се загрева, постаје Цо (ОХ) ₂ , односно кобалт (ИИ) хидроксид ).

Цо (ОХ) _{2 се} таложи када се дода водени раствор соли ²⁺ хидроксид алкалног метала.

Цо ²⁺ + 2 НаОХ => Цо (ОХ) ₂ + 2 На ⁺

Апликације

-Користи се у производњи катализатора за употребу у рафинерији нафте и у петрохемијској индустрији. Такође, Цо (ОХ) _{2 се користи} у припреми кобалтних соли.

-Кобалт (ИИ) хидроксид се користи у производњи сушача за боје и у производњи батеријских електрода.

Синтеза наноматеријала

-Кобалтни хидроксиди су сировина за синтезу наноматеријала са новим структурама. На пример, од Цо (ОХ) ₂ дизајнирани су нанокопи овог једињења, са великом површином која учествује као катализатор у оксидативним реакцијама. Ови нанокопи су импрегнирани на порозним никл или кристалним угљениким електродама.

-Покушало се применити нанобарте са карбонатним хидроксидом са карбонатом умоченим у њихове слојеве. У њима се користи оксидациона реакција Цо ²⁺ до Цо ^{3+, која се} показује као материјал са потенцијалном електрохемијском применом.

-Студије су синтетизовале и окарактерисале, коришћењем техника микроскопије, нанодиска мешовитог кобалтовог оксида и оксихидроксида, из оксидације одговарајућих хидроксида на ниским температурама.

Шипке, дискови и пахуљице кобалт хидроксида са структурама на нанометријским размерама, отварају врата за побољшања у свету катализе и, такође, за све примене које се тичу електрохемије и максималне употребе електричне енергије у савременим уређајима.

Референце

1. Цларк Ј. (2015). Кобалт. Преузето са: цхемгуиде.цо.ук
2. Википедиа. (2018). Кобалт (ИИ) хидроксид. Преузето са: ен.википедиа.орг
3. ПубЦхем. (2018). Цобалтиц. Хидроксид. Преузето са: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
4. Роветта ААС & цол. (11. јула 2017.). Нанофлаке кобалт хидроксида и њихова примена као суперкондензатори и катализатори еволуције кисеоника. Опоравак од: нцби.нлм.них.гов
5. Д. Ву, С. Лиу, СМ Иао и КСП Гао. (2008). Електрохемијске перформансе нанородки кобалт хидроксид карбоната. Електрохемијска и чврста слова, 11 12 А215-А218.
6. Јинг Ианг, Хонгвеи Лиу, Ваиде Н. Мартенс и Раи Л. Фрост. (2010). Синтеза и карактеризација хидроксида кобалта, оксихидроксида кобалта и Нанодиска кобалтовог оксида. Опоравак од: пубс.ацс.орг