מבנה קובלט הידרוקסיד, תכונות ושימושים



ה קובלט הידרוקסיד הוא השם הגנרי עבור כל המרכיבים בהם cobalt קטיונים ו OH אניון להשתתף-. כל אורגניים בטבע, ויש להם את הנוסחה הכימית Co (OH)n, כאשר n שווה לערכיות או לטעינה החיובית של מרכז המתכת הקובלט.

מאז קובלט הוא מתכת המעבר עם אורביטלים אטומיים מלא למחצה, באמצעות מנגנון אלקטרוני כלשהו hydroxides שלה משקפים צבעים אינטנסיביים עקב אינטראקציות Co-O. צבעים אלה, כמו גם המבנים, תלויים מאוד על המטען שלהם ועל מינים anionic המתחרים עם OH-.

צבעים ומבנים אינם זהים עבור Co (OH)2, Co (OH)3 או עבור CoO (OH). הכימיה שמאחורי כל התרכובות האלה מיועדת לסינתזה של חומרים המיושמים לקטליזה.

מצד שני, למרות שהם יכולים להיות מורכבים, היווצרות של חלק גדול מהם מתחיל מסביבת יסוד; כמו זו שסופקה על ידי הבסיס חזק NaOH. לפיכך, תנאים כימיים שונים יכולים לחמצן קובלט או חמצן.

אינדקס

  • מבנה כימי
    • 1.1 קוולנט
    • 1.2 יחידות תיאום
  • 2 מאפיינים
    • 2.1 קובלט הידרוקסיד (II)
    • 2.2 קובלט הידרוקסיד (III)
  • ייצור
  • 4 שימושים
    • 4.1 סינתזה של ננו
  • 5 הפניות

מבנה כימי

מה הם המבנים של הידרוקסיד קובלט? הנוסחה הכללית Co (OH)n מתפרש יונית כדלקמן: בסריג קריסטל הכבושה על ידי מספר משותףn+, לא תהיה כמות n כי כמות של אניונים OH- אינטראקציה עם אותם אלקטרוסטטית. אז, עבור Co (OH)2 יהיו שני OH- עבור כל קטיון Co2+.

אבל, זה לא מספיק כדי לחזות איזו מערכת גבישית יונים אלה יאמצו. על ידי חשיבה של כוחות culómbicas, Co3+ מושך את OHs בעוצמה רבה יותר- בהשוואה ל -2+.

עובדה זו גורמת למרחקים או לקשר ה- Co-OH (אפילו עם אופיו היוני הגבוה) לקצר. כמו כן, בגלל האינטראקציות הן חזקות יותר, האלקטרונים בשכבות החיצוניות של Co3+ הם עוברים שינוי אנרגטי המאלץ אותם לקלוט פוטונים באורכי גל שונים (החושך המוצק).

עם זאת, גישה זו אינה מספיקה כדי להבהיר את התופעה של שינוי צבעים בהתאם למבנה.

הדבר נכון גם לגבי oxyhydroxide קובלט. הנוסחה שלה COO · OH מתפרשת כמו קטיון Co3+ אינטראקציה עם אניון חלודה, או2-, ו OH-. תרכובת זו מייצגת את הבסיס לסינתזה של תחמוצת קובלט מעורבת: Co3הו4 [CoO · Co2הו3].

קוולנטית

את hydroxides קובלט יכול גם להיות דמיינו, אם כי פחות מדויק, כמו מולקולות בודדות. Co (OH)2 ואז ניתן לצייר כמו מולקולה ליניארית OH-Co-OH, ו Co (OH)3 כמו משולש שטוח.

באשר ל- COO (OH), המולקולה שלה מגישה זו תוצג כ- O = Co-OH. אניון אני2- יוצר קשר כפול עם אטום קובלט, ועוד קשר פשוט עם OH-.

עם זאת, אינטראקציות בין מולקולות אלה אינם חזקים מספיק כדי "זרוע" מבנים מורכבים של hydroxides אלה. לדוגמה, Co (OH)2 יכול ליצור שני מבנים פולימריים: אלפא ואת ביתא.

שניהם למינרי אבל עם הזמנות שונות של יחידות, והם גם מסוגלים ani קטן intercalar, כגון CO32-, בין שכבותיה; אשר הוא בעל עניין רב עבור העיצוב של חומרים חדשים מ hydroxides קובלט.

יחידות תיאום

מבנים פולימריים ניתן להסביר טוב יותר על ידי בהתחשב אוקטהדרון של תיאום סביב מרכזי קובלט. עבור Co (OH)2, כפי שיש לו שני אניונים OH- אינטראקציה עם Co2+, זה צריך ארבעה מולקולות מים (אם NaOH מימית שימש) כדי להשלים את האוקטהדרון.

לפיכך, Co (OH)2 הוא למעשה Co (H2O)4(OH)2. על מנת זה אוקטאהדרון כדי ליצור פולימרים, זה חייב להיות מקושר באמצעות גשרים חמצן: (OH) (H2O)4Co-O-Co (H2O)4(OH) המורכבות המבנית עולה במקרה של CoO (OH), ואף יותר עבור Co (OH)3.

מאפיינים

קובלט הידרוקסיד (II)

-פורמולה: Co (OH)2.

-מסה טוחנת: 92,948 גרם / מול.

-מראה: אבקה חומה אדומה או אבקה אדומה. יש טופס כחול יציב של הנוסחה α-Co (OH)2

-צפיפות: 3.597 גרם / ס"מ3.

-מסיסות במים: 3.2 מ"ג / ליטר (מסיסים בצורה גרועה).

-מסיסים בחומצות ובאמוניום. מסיס בדילול אלקלי.

-נקודת התכה: 168º C.

-רגישות: רגישה לאוויר.

-יציבות: הוא יציב.

קובלט הידרוקסיד (III)

-פורמולה: Co (OH)3

-המסה המולקולרית: 112.98 גרם / מול.

-מראה: שתי צורות. צורה חומה שחורה יציבה וצורה ירוקה כהה ויציבה עם נטייה להחשיך.

הפקה

תוספת של הידרוקסיד אשלגן לפתרון של חנקת קובלט (II), התוצאות המראה של משקפיים סגול כחול אשר, כאשר מחומם, הופך Co (OH)2, כלומר, קובלט הידרוקסיד (II).

Co (OH)2 משקעים כאשר hydroxide מתכת אלקלי הוא הוסיף תמיסה מימית של מלח Co2+

Co2+     +        2 NaOH => Co (OH)2      +         2 Na+

שימושים

-משמשים בהכנת זרזים לשימוש בזיקוק נפט ובתעשייה הפטרוכימית. בנוסף, Co (OH) משמש2 בהכנת מלחי קובלט.

-קובלט הידרוקסיד (II) משמש לייצור מייבשי צבע בייצור של סוללות אלקטרודות.

סינתזה של ננו

-קובלט hydroxides הם חומר גלם לסינתזה של ננו עם מבנים הרומן. לדוגמה, מ Co (OH)2 nanocopes של המתחם הזה עוצבו, עם שטח גדול משטח להשתתף כזרז בתגובות חמצון. אלה nanocopes הם ספוג על אלקטרודות נקבוביות של ניקל או פחמן גבישי.

-זה כבר ביקש ליישם nanobars של hydroxides פחמתי עם פחמה intercalated בשכבות שלהם. הם מנצלים את התגובה החמצונית של Co2+ כדי Co.3+, להוכיח להיות חומר עם פוטנציאל יישומים אלקטרוכימיים.

-מחקרים מסונתזים ומאופיינים, תוך שימוש בטכניקות מיקרוסקופיה, תחמוצת קובלט מעורבת וננודיסקסיית oxyhyhyroxide, מחמצון של hydroxides המקביל בטמפרטורות נמוכות.

קובלט hydroxide ברים, דיסקים פתיתים עם מבנים בקנה מידה nanometric, לפתוח את הדלתות שיפורים בתוך העולם של קטליזה וכן, של כל היישומים לגבי אלקטרוכימיה ושימוש מרבי של אנרגיה חשמלית במכשירים מודרניים.

הפניות

  1. קלארק ג '(2015). קובלט. נלקח מ: chemguide.co.uk
  2. ויקיפדיה. (2018). קובלט (II) הידרוקסיד. מתוך: en.wikipedia.org
  3. PubChem. (2018). קובלטיק. הידרוקסיד. נלקח מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. Rovetta AAS & קול. (11 ביולי 2017). קובלט hydroxide nanoflakes ואת היישום שלהם כמו supercapacitors ו זרזים אבולוציה חמצן. מקור: ncbi.nlm.nih.gov
  5. ד 'וו, ס' ליו, ס 'יאו, ואקס פ. גאו. (2008). ביצועים אלקטרוכימיים של קובלט Hydroxide פחמימות Nanorods. מכתבים אלקטרו-מכאניים ומצבי Solid-State, 12 12 A215-A218.
  6. ג'ינג יאנג, הונג-ווי ליו, ווייד נ 'מרטנס וריי ל'פרוסט. (2010). סינתזה ואפיון של הידרוקסיד קובלט, קובלט אוקסיהידרוקסיד, וננודיקס קובלט אוקסיד. מקור: pubs.acs.org