- Cấu tạo hóa học
- Cộng hóa trị
- Đơn vị điều phối
- Tính chất
- Coban (II) hiđroxit
- Coban (III) hydroxit
- Sản xuất
- Các ứng dụng
- Tổng hợp vật liệu nano
- Người giới thiệu
Các coban hydroxit là tên chung cho tất cả các hợp chất mà các cation coban và các anion OH tham gia - . Tất cả đều có bản chất là vô cơ và có công thức hóa học là Co (OH) n , trong đó n bằng hóa trị hoặc điện tích dương của tâm kim loại coban.
Vì coban là kim loại chuyển tiếp với các obitan nguyên tử bán nguyên tử, nên theo một số cơ chế điện tử, các hydroxit của nó phản chiếu màu sắc mạnh do tương tác Co-O. Những màu này, cũng như cấu trúc, phụ thuộc nhiều vào điện tích của chúng và vào các loại anion cạnh tranh với OH - .
Nguồn: Theo Chemicalinterest, từ Wikimedia Commons
Màu sắc và cấu trúc không giống nhau đối với Co (OH) 2 , Co (OH) 3 hoặc CoO (OH). Hóa học đằng sau tất cả các hợp chất này đi vào quá trình tổng hợp các vật liệu được ứng dụng để xúc tác.
Mặt khác, mặc dù chúng có thể phức tạp, sự hình thành của một phần lớn chúng bắt đầu từ môi trường cơ bản; như được cung cấp bởi NaOH bazơ mạnh. Do đó, các điều kiện hóa học khác nhau có thể oxy hóa coban hoặc oxy.
Cấu tạo hóa học
Công thức cấu tạo của coban hiđroxit là gì? Công thức tổng quát của nó Co (OH) n được giải thích về mặt ion như sau: trong một mạng tinh thể chiếm bởi một số Co n + , sẽ có n lần số anion OH đó - tương tác với chúng một cách tĩnh điện. Vì vậy, đối với Co (OH) 2 sẽ có hai OH - cho mỗi cation Co 2+ .
Nhưng điều này không đủ để dự đoán hệ tinh thể mà các ion này sẽ áp dụng. Bằng cách lập luận về các lực tổng hợp, Co 3+ thu hút OH với cường độ lớn hơn - so với Co 2+ .
Thực tế này làm cho khoảng cách hoặc liên kết Co-OH (ngay cả với đặc tính ion cao của nó) ngắn lại. Ngoài ra, vì các tương tác mạnh hơn, các electron ở các lớp ngoài cùng của Co 3+ trải qua sự thay đổi năng lượng buộc chúng phải hấp thụ các photon có bước sóng khác nhau (chất rắn tối đi).
Tuy nhiên, cách tiếp cận này không đủ để làm rõ hiện tượng thay đổi màu sắc của chúng tùy thuộc vào cấu trúc.
Điều này cũng đúng với coban oxyhydroxide. Công thức của nó CoO · OH được hiểu là cation Co 3+ tương tác với anion oxit, O 2– , và OH - . Hợp chất này là cơ sở để tổng hợp một oxit coban hỗn hợp: Co 3 O 4 .
Cộng hóa trị
Các hydroxit coban cũng có thể được hình dung, mặc dù ít chính xác hơn, dưới dạng các phân tử riêng lẻ. Khi đó, Co (OH) 2 có thể được vẽ dưới dạng phân tử OH - Co - OH mạch thẳng và Co (OH) 3 là một tam giác phẳng.
Đối với CoO (OH), phân tử của nó từ cách tiếp cận này sẽ được rút ra là O = Co - OH. Anion O 2– tạo thành một liên kết đôi với nguyên tử coban, và một liên kết đơn khác với OH - .
Tuy nhiên, sự tương tác giữa các phân tử này không đủ mạnh để tạo ra các cấu trúc phức tạp của các hydroxit này. Ví dụ, Co (OH) 2 có thể tạo thành hai cấu trúc cao phân tử: alpha và beta.
Cả hai đều là lớp nhưng có thứ tự khác nhau của các đơn vị, và chúng cũng có khả năng xen kẽ các anion nhỏ, chẳng hạn như CO 3 2– , giữa các lớp của chúng; rất quan tâm đến việc thiết kế các vật liệu mới từ hydroxit coban.
Đơn vị điều phối
Cấu trúc polyme có thể được giải thích tốt hơn bằng cách xem xét một khối bát diện phối trí xung quanh các tâm coban. Đối với Co (OH) 2 , vì nó có hai anion OH - tương tác với Co 2+ , nên nó cần bốn phân tử nước (nếu sử dụng NaOH trong nước) để hoàn thành khối bát diện.
Như vậy, Co (OH) 2 thực chất là Co (H 2 O) 4 (OH) 2 . Để khối bát diện này tạo thành các polime cần liên kết với nhau bằng các cầu oxi: (OH) (H 2 O) 4 Co - O - Co (H 2 O) 4 (OH). Độ phức tạp về cấu trúc tăng lên đối với trường hợp CoO (OH), và thậm chí nhiều hơn đối với Co (OH) 3 .
Tính chất
Coban (II) hiđroxit
-Hình thức: Co (OH) 2 .
-Khối lượng cực đại: 92,948 g / mol.
-Xuất hiện: bột màu đỏ hồng hoặc bột màu đỏ. Có dạng màu xanh lam không bền với công thức α-Co (OH) 2
- Mật độ: 3.597 g / cm 3 .
- Độ tan trong nước: 3.2 mg / l (ít tan).
- Tan trong axit và amoniac. Không hòa tan trong kiềm loãng.
-Điểm kết dính: 168º C.
- Nhạy cảm: nhạy cảm với không khí.
-Stability: nó là ổn định.
Coban (III) hydroxit
-Formula: Co (OH) 3
-Khối lượng phân tử: 112,98 g / mol.
-Hình thức: hai dạng. Hình dạng màu nâu đen ổn định và hình dạng màu xanh lá cây đậm không ổn định với xu hướng sẫm màu.
Sản xuất
Cho kali hiđroxit vào dung dịch coban (II) nitrat, làm xuất hiện kết tủa xanh tím, khi đun nóng sẽ trở thành Co (OH) 2 , tức là coban (II) hiđroxit ).
Co (OH) 2 kết tủa khi cho một hiđroxit kim loại kiềm vào dung dịch nước của muối Co 2+
Co 2+ + 2 NaOH => Co (OH) 2 + 2 Na +
Các ứng dụng
-Nó được sử dụng trong sản xuất chất xúc tác để sử dụng trong lọc dầu và trong công nghiệp hóa dầu. Ngoài ra, Co (OH) 2 được sử dụng để điều chế muối coban.
-Cobalt (II) hydroxit được sử dụng trong sản xuất máy sấy sơn và sản xuất điện cực pin.
Tổng hợp vật liệu nano
-Cobalt hydroxit là nguyên liệu để tổng hợp các vật liệu nano có cấu trúc mới. Ví dụ, từ các kính nano Co (OH) 2 của hợp chất này đã được thiết kế, với diện tích bề mặt lớn để tham gia làm chất xúc tác trong các phản ứng oxy hóa. Các kính nano này được ngâm tẩm trên các điện cực niken xốp hoặc cacbon tinh thể.
-Nó đã được tìm cách thực hiện các thanh nano cacbonat hydroxit với cacbonat được kẹp trong các lớp của chúng. Trong đó, phản ứng oxi hóa Co 2+ thành Co 3+ được sử dụng , chứng tỏ đây là vật liệu có khả năng ứng dụng điện hóa.
-Nghiên cứu đã tổng hợp và xác định đặc tính, sử dụng kỹ thuật hiển vi, đĩa nano hỗn hợp coban oxit và oxyhydroxit, từ quá trình oxy hóa các hydroxit tương ứng ở nhiệt độ thấp.
Các thanh, đĩa và mảnh coban hydroxit có cấu trúc ở quy mô nanomet, mở ra cánh cửa cho những cải tiến trong thế giới xúc tác và cũng như tất cả các ứng dụng liên quan đến điện hóa học và sử dụng tối đa năng lượng điện trong các thiết bị hiện đại.
Người giới thiệu
- Clark J. (2015). Coban. Lấy từ: chemguide.co.uk
- Wikipedia. (2018). Côban (II) hiđroxit. Lấy từ: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Coban. Hiđroxit. Lấy từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Rovetta AAS & col. (Ngày 11 tháng 7 năm 2017). Bông nano hydroxit coban và ứng dụng của chúng làm siêu tụ điện và chất xúc tác tiến hóa oxy. Đã khôi phục từ: ncbi.nlm.nih.gov
- D. Wu, S. Liu, SM Yao và XP Gao. (2008). Hiệu suất điện hóa của các thanh nano Coban Hydroxit Cacbonat. Điện hóa và Chữ cái thể rắn, 11 12 A215-A218.
- Jing Yang, Hongwei Liu, Wayde N. Martens và Ray L. Frost. (2010). Tổng hợp và đặc tính của Cobalt Hydroxide, Cobalt Oxyhydroxide, và Cobalt Oxide Nanodiscs. Được khôi phục từ: pubs.acs.org