COBALT HYDROXIDE: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang cobalt hydroxide ay ang pangkaraniwang pangalan para sa lahat ng mga compound kung saan kasangkot ang cobalt cations at ang anion OH ^- . Lahat ay walang anuman sa likas na katangian, at mayroong kemikal na formula Co (OH) _n , kung saan ang n ay katumbas ng valence o positibong singil ng sentro ng metal na kobalt.

Tulad ng kobalt ay isang metal na paglipat na may kalahating buong atom na mga orbit, sa pamamagitan ng ilang mekanikal na mekanismo ang mga hydroxides ay sumasalamin sa matinding kulay dahil sa mga pakikipag-ugnayan sa Co-O. Ang mga kulay na ito, pati na rin ang mga istruktura, ay lubos na nakasalalay sa kanilang singil at sa mga species ng anionic na nakikipagkumpitensya sa OH ^- .

Pinagmulan: Sa pamamagitan ng Chemicalinterest, mula sa Wikimedia Commons

Ang mga kulay at istraktura ay hindi pareho para sa Co (OH) ₂ , Co (OH) ₃ o para sa CoO (OH). Ang kimika sa likod ng lahat ng mga compound na ito ay pumapasok sa synthesis ng mga materyales na inilalapat sa catalysis.

Sa kabilang banda, kahit na maaari silang maging kumplikado, ang pagbuo ng isang malaking bahagi ng mga ito ay nagsisimula mula sa isang pangunahing kapaligiran; tulad ng ipinagkaloob ng malakas na batayang NaOH. Samakatuwid, ang iba't ibang mga kondisyon ng kemikal ay maaaring mag-oxidize ng kobalt o oxygen.

Istraktura ng kemikal

Ano ang mga istruktura ng cobalt hydroxide? Ang pangkalahatang pormula ng Co (OH) _n ay binibigyang kahulugan ng mga sumusunod: sa isang kristal na sala-sala na sinasakop ng isang bilang ng Co ^{n +} , magkakaroon ng mga beses na halaga ng OH anions ^- nakikipag ^- ugnay sa kanila nang electrostatically. Kaya, para sa Co (OH) ₂ magkakaroon ng dalawang OH ^- para sa bawat Co ²⁺ cation .

Ngunit hindi ito sapat upang hulaan kung aling mala-kristal na sistema ang aabutin ng mga ions. Sa pamamagitan ng pangangatwiran ng mga pwersa ng coulombic, ang Co ^{3+ ay} umaakit sa OH na may mas matindi ^- kumpara sa Co ²⁺ .

Ang katotohanang ito ay nagdudulot ng mga distansya o Co-OH bond (kahit na sa mataas na ionic character) na paikliin. Gayundin, dahil ang mga pakikipag-ugnay ay mas malakas, ang mga electron sa mga panlabas na layer ng Co ^{3+ ay} sumasailalim sa isang masiglang pagbabago na pinipilit ang mga ito na sumipsip ng mga photon na may iba't ibang mga haba ng daluyong (ang solid darkens).

Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay hindi sapat upang linawin ang kababalaghan ng pagbabago ng kanilang mga kulay depende sa istraktura.

Ang parehong ay totoo para sa cobalt oxyhydroxide. Ang pormula nito na CoO · OH ay binibigyang kahulugan bilang isang Co ³⁺ cation na nakikipag-ugnay sa isang oxide anion, O ^2- , at isang OH ^- . Ang tambalang ito ay kumakatawan sa batayan para sa synthesizing ng isang halo-halong cobalt oxide: Co ₃ O ₄ .

Covalent

Ang mga kobalt hydroxides ay maaari ring ma-visualize, kahit na hindi gaanong tiyak, bilang mga indibidwal na molekula. Ang Co (OH) ₂ ay maaaring iguguhit bilang isang guhit na molekula ng OH - Co - OH, at Co (OH) ₃ bilang isang flat tatsulok.

Kaugnay ng CoO (OH), ang molekula nito mula sa pamamaraang ito ay iguguhit bilang O = Co - OH. Ang O ^2- anion ay bumubuo ng isang dobleng bono na may kobalt atom, at isa pang solong bono kasama ang OH ^- .

Gayunpaman, ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekulang ito ay hindi sapat na malakas upang "braso" ang mga kumplikadong istruktura ng mga hydroxides na ito. Halimbawa, ang Co (OH) _{2 ay} maaaring makabuo ng dalawang polymeric na istruktura: alpha at beta.

Parehong nakalamina ngunit may iba't ibang pagkakasunud-sunod ng mga yunit, at may kakayahan din silang mag-intercalating maliit na anion, tulad ng CO ₃ ^2– , sa pagitan ng kanilang mga layer; na kung saan ay lubos na interes para sa disenyo ng mga bagong materyales mula sa cobalt hydroxides.

Mga yunit ng koordinasyon

Ang mga istruktura ng polimeriko ay maaaring mas mahusay na maipaliwanag sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang ng isang koordinasyon ng octahedron sa paligid ng mga sentro ng kobalt. Para sa Co (OH) ₂ , dahil mayroon itong dalawang anion ng OH ^- nakikipag ^- ugnay sa Co ²⁺ , nangangailangan ito ng apat na molekula ng tubig (kung ginamit ang tubig na NaOH) upang makumpleto ang octahedron.

Sa gayon, ang Co (OH) ₂ ay talagang Co (H ₂ O) ₄ (OH) ₂ . Para sa octahedron na ito upang makabuo ng mga polimer kailangan itong maiugnay sa mga tulay ng oxygen: (OH) (H ₂ O) ₄ Co - O - Co (H ₂ O) ₄ (OH). Ang pagtaas ng pagiging kumplikado ng istruktura para sa kaso ng CoO (OH), at higit pa para sa Co (OH) ₃ .

Ari-arian

Cobalt (II) hydroxide

-Formula: Co (OH) ₂ .

-Molar masa: 92.948 g / mol.

-Ang Paggamit: pinkish-pula na pulbos o pulang pulbos. Mayroong isang hindi matatag na asul na anyo ng formula α-Co (OH) ₂

-Densidad: 3,597 g / cm ³ .

-Subility sa tubig: 3.2 mg / l (bahagyang natutunaw).

-Nagpapabago sa mga acid at ammonia. Hindi matutunaw sa diluted alkali.

-Melting point: 168º C.

-Sensitivity: sensitibo sa hangin.

-Stabilidad: matatag ito.

Cobalt (III) hydroxide

-Formula: Co (OH) ₃

-Molekular na masa: 112.98 g / mol.

-Pakikita: dalawang anyo. Ang isang matatag na itim na kayumanggi na hugis at isang hindi matatag na madilim na berdeng hugis na may pagkahilig na dumilim.

Produksyon

Ang pagdaragdag ng potassium hydroxide sa isang solusyon ng cobalt (II) nitrate, ay nagreresulta sa hitsura ng isang asul na violet na pag-uusapan na, kapag pinainit, ay nagiging Co (OH) ₂ , iyon ay, kobalt (II) hydroxide ).

Ang Co (OH) _{2 ay} umuusbong kapag ang isang alkalina na metal hydroxide ay idinagdag sa isang may tubig na solusyon ng isang Co ²⁺ asin

Co ²⁺ + 2 NaOH => Co (OH) ₂ + 2 Na ⁺

Aplikasyon

-Ginagamit ito sa paggawa ng mga catalyst para magamit sa pagpapadalisay ng langis at sa industriya ng petrochemical. Gayundin, ang Co (OH) _{2 ay ginagamit} sa paghahanda ng mga kobalt salts.

-Cobalt (II) hydroxide ay ginagamit sa paggawa ng mga dry dry ng pintura at sa paggawa ng mga electrodes ng baterya.

Sintesis ng mga nanomaterial

-Cobalt hydroxides ay ang hilaw na materyal para sa synthesis ng nanomaterial na may mga istraktura ng nobela. Halimbawa, mula sa Co (OH) _{2 mga} nanocope ng tambalang ito ay dinisenyo, na may isang malaking lugar na pang-ibabaw upang makilahok bilang isang katalista sa mga reaksiyong oxidative. Ang mga nanocope na ito ay pinapagbinhi sa porous nikel o crystalline carbon electrodes.

-Ako ay hinahangad na ipatupad ang carbonate hydroxide nanobars na may carbonate sandwiched sa kanilang mga layer. Sa kanila, ang oxidative reaksyon ng Co ²⁺ hanggang Co ^{3+ ay ginagamit} , na nagpapatunay na isang materyal na may mga potensyal na aplikasyon ng electrochemical.

-Ang mga studies ay synthesized at nailalarawan, sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng mikroskopya, mga nanodisks ng magkahalong cobalt oxide at oxyhydroxide, mula sa oksihenasyon ng kaukulang hydroxides sa mababang temperatura.

Ang mga bar, disc at flakes ng cobalt hydroxide na may mga istraktura sa mga nanometric scale, buksan ang mga pintuan sa mga pagpapabuti sa mundo ng catalysis at, din, ng lahat ng mga aplikasyon tungkol sa electrochemistry at ang maximum na paggamit ng elektrikal na enerhiya sa mga modernong aparato.

Mga Sanggunian

1. Clark J. (2015). Cobalt. Kinuha mula sa: chemguide.co.uk
2. Wikipedia. (2018). Cobalt (II) hydroxide. Kinuha mula sa: en.wikipedia.org
3. PubChem. (2018). Cobaltic. Hydroxide. Kinuha mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. Rovetta AAS & col. (Hulyo 11, 2017). Ang mga nanoblakes ng Cobalt hydroxide at ang kanilang aplikasyon bilang supercapacitors at mga catalysts ng ebolusyon ng oxygen. Nabawi mula sa: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu, S. Liu, SM Yao, at XP Gao. (2008). Pagganap ng Electrochemical ng Cobalt Hydroxide Carbonate Nanorods. Mga Sulat na Electrochemical at Solid-State, 11 12 A215-A218.
6. Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens at Ray L. Frost. (2010). Sintesis at Katangian ng Cobalt Hydroxide, Cobalt Oxyhydroxide, at Cobalt Oxide Nanodiscs. Nabawi mula sa: pubs.acs.org