hidroxid de cobalt este denumirea generică pentru toți compușii la care participă cationii de cobalt și anionul OH-. Toate sunt de natură anorganică și au formula chimică Co (OH)n, unde n este egal cu valența sau sarcina pozitivă a centrului metalului de cobalt.
Deoarece cobaltul este un metal de tranziție cu orbitali atomici pe jumătate plini, prin un mecanism electronic hidroxizii săi reflectă culori intense datorită interacțiunilor Co-O. Aceste culori, precum și structurile, sunt foarte dependente de sarcina lor și de speciile anionice care concurează cu OH-.
Culorile și structurile nu sunt aceleași pentru Co (OH)Două, Co (OH)3 sau pentru CoO (OH). Chimia din spatele tuturor acestor compuși este destinată sintezei materialelor aplicate catalizei.
Pe de altă parte, deși pot fi complexe, formarea unei părți mari a acestora începe dintr-un mediu de bază; așa cum este furnizat de baza puternică NaOH. Prin urmare, diferite condiții chimice pot oxida cobaltul sau oxigenul..
Indice articol
Care sunt structurile hidroxidului de cobalt? Formula sa generală Co (OH)n se interpretează ionic după cum urmează: într-o rețea cristalină ocupată de un număr de Con+, va fi de n ori această cantitate de anioni OH- interacționând cu ei electrostatic. Astfel, pentru Co (OH)Două vor fi doi OH- pentru fiecare Co cationDouă+.
Dar acest lucru nu este suficient pentru a prezice ce sistem cristalin vor adopta acești ioni. Prin raționamentul forțelor coulombice, Co3+ atrage mai puternic OH- comparativ cu CoDouă+.
Acest fapt face ca distanțele sau legătura Co-OH (chiar și cu caracterul său ionic ridicat) să fie scurtate. De asemenea, deoarece interacțiunile sunt mai puternice, electronii din cochiliile exterioare ale Co3+ suferă o schimbare energetică care îi obligă să absoarbă fotonii cu lungimi de undă diferite (solidul se întunecă).
Cu toate acestea, această abordare este insuficientă pentru a clarifica fenomenul schimbării culorii în funcție de structură..
Același lucru este valabil și pentru oxihidroxidul de cobalt. Formula sa CoO OH este interpretată ca un cation3+ interacționând cu un anion oxid, ODouă-, și un OH-. Acest compus reprezintă baza pentru sintetizarea unui oxid mixt de cobalt: Co3SAU4 [CoO · CoDouăSAU3].
Hidroxizii de cobalt pot fi vizualizați, deși mai puțin precis, ca molecule individuale. Co (OH)Două poate fi apoi trasat ca o moleculă liniară de OH-Co-OH, iar Co (OH)3 ca un triunghi plat.
În ceea ce privește CoO (OH), molecula sa din această abordare ar fi extrasă ca O = Co-OH. Anion ODouă- formează o legătură dublă cu atomul de cobalt și o altă legătură simplă cu OH-.
Cu toate acestea, interacțiunile dintre aceste molecule nu sunt suficient de puternice pentru a „înarma” structurile complexe ale acestor hidroxizi. De exemplu, Co (OH)Două poate forma două structuri polimerice: alfa și beta.
Ambele sunt laminare, dar cu ordonări diferite ale unităților și sunt, de asemenea, capabile să intercaleze anioni mici, cum ar fi CO3Două-, între straturile sale; ceea ce prezintă un mare interes pentru proiectarea de noi materiale din hidroxizi de cobalt.
Structurile polimerice pot fi explicate mai bine luând în considerare un octaedru de coordonare în jurul centrelor de cobalt. Pentru Co (OH)Două, deoarece are doi anioni OH- interacționând cu CoDouă+, aveți nevoie de patru molecule de apă (dacă s-a folosit NaOH apos) pentru a completa octaedrul.
Astfel, Co (OH)Două este de fapt Co (HDouăSAU)4(OH)Două. Pentru ca acest octaedru să formeze polimeri, acesta trebuie legat de punți de oxigen: (OH) (HDouăSAU)4Co-O-Co (HDouăSAU)4(OH). Complexitatea structurală crește pentru cazul CoO (OH) și chiar mai mult pentru Co (OH)3.
-Formula: Co (OH)Două.
-Masa molară: 92,948 g / mol.
-Aspect: pulbere roșu-roz sau pulbere roșie. Există o formă albastră instabilă a formulei α-Co (OH)Două
-Densitate: 3.597 g / cm3.
-Solubilitate în apă: 3,2 mg / l (ușor solubil).
-Solubil în acizi și amoniac. Insolubil în alcalii diluați.
-Punct de topire: 168º C.
-Sensibilitate: sensibil la aer.
-Stabilitate: este stabilă.
-Formula: Co (OH)3
-Masa moleculară: 112,98 g / mol.
-Aspect: două moduri. O formă stabilă maro-negru și o formă instabilă de culoare verde închis, cu tendința de a se întuneca.
Adăugarea de hidroxid de potasiu la o soluție de azotat de cobalt (II) are ca rezultat apariția unui precipitat albastru-violet care, atunci când este încălzit, devine Co (OH)Două, adică hidroxid de cobalt (II).
Co (OH)Două precipită atunci când se adaugă un hidroxid de metal alcalin la o soluție apoasă de sare de CoDouă+
CoDouă+ + 2 NaOH => Co (OH)Două + 2 Na+
-Este utilizat la fabricarea catalizatorilor pentru utilizare în rafinarea petrolului și în industria petrochimică. În plus, se utilizează Co (OH)Două în prepararea sărurilor de cobalt.
-Hidroxidul de cobalt (II) este utilizat la fabricarea uscatoarelor de vopsea si la fabricarea electrozilor pentru baterii.
-Hidroxizii de cobalt sunt materia primă pentru sinteza nanomaterialelor cu structuri noi. De exemplu, de la Co (OH)Două nanocopii acestui compus au fost proiectați cu o suprafață mare pentru a participa ca catalizator la reacțiile oxidative. Acești nanocopi sunt impregnați pe electrozi poroși de nichel sau carbon cristalin.
-S-a urmărit implementarea nanorodurilor de hidroxid de carbonat cu carbonat în straturi. Ei profită de reacția oxidativă a CoDouă+ să co3+, dovedindu-se a fi un material cu potențiale aplicații electrochimice.
-Studiile au sintetizat și caracterizat, utilizând tehnici de microscopie, nanodiscul amestecului de oxid de cobalt și oxihidroxid, din oxidarea hidroxizilor corespunzători la temperaturi scăzute..
Bare, discuri și fulgi de hidroxid de cobalt cu structuri la scări nanometrice, deschid ușile spre îmbunătățiri în lumea catalizei și, de asemenea, a tuturor aplicațiilor privind electrochimia și utilizarea maximă a energiei electrice în dispozitivele moderne.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.