هيكل هيدروكسيد الكوبالت وخصائصه واستخداماته

ال هيدروكسيد الكوبالت هو الاسم العام لجميع المركبات التي تشارك فيها كاتيونات الكوبالت و OH أنيون^-. جميعها غير عضوية بطبيعتها ، ولها الصيغة الكيميائية Co (OH)_ن, حيث n تساوي التكافؤ أو الشحنة الموجبة لمركز فلز الكوبالت.

نظرًا لأن الكوبالت معدن انتقالي له مدارات ذرية نصف ممتلئة ، فإن بعض هيدروكسيداتها ، عبر آلية آلية إلكترونية ، تعكس ألوانًا مكثفة بسبب تفاعلات CO-O. هذه الألوان ، وكذلك الهياكل ، تعتمد بشدة على شحنتها وعلى الأنواع الأنيونية التي تتنافس مع OH^-.

الألوان والهياكل ليست هي نفسها لشركة Co (OH)₂, الشركة (OH)₃ أو عن CoO (OH). تهدف الكيمياء وراء كل هذه المركبات إلى تخليق المواد المطبقة على الحفز الكيميائي.

من ناحية أخرى ، على الرغم من أنها يمكن أن تكون معقدة ، فإن تكوين جزء كبير منها يبدأ من بيئة أساسية ؛ باعتبارها واحدة التي توفرها قاعدة هيدروكسيد الصوديوم قوية. وبالتالي ، يمكن للظروف الكيميائية المختلفة أكسدة الكوبالت أو الأكسجين.

مؤشر

• 1 التركيب الكيميائي
  • 1.1 التساهمية
  • 1.2 وحدات التنسيق
• 2 خصائص
  • 2.1 هيدروكسيد الكوبالت (II)
  • 2.2 هيدروكسيد الكوبالت (III)
• 3 الإنتاج
• 4 الاستخدامات
  • 4.1 توليف المواد النانوية
• 5 المراجع

التركيب الكيميائي

ما هي هياكل هيدروكسيد الكوبالت؟ صيغته العامة Co (OH)_ن يتم تفسير أيوني على النحو التالي: في شعرية الكريستال التي يشغلها عدد المشترك^ن+, سيكون هناك ن مرات من هذا المبلغ من الأنيونات OH^- التفاعل معهم كهربائيا. لذلك ، لشركة (OH)₂ سيكون هناك اثنين OH^- لكل شركة كاتيون²⁺.

لكن هذا لا يكفي للتنبؤ بالنظام البلوري الذي ستتخذه هذه الأيونات. عن طريق التفكير culómbicas القوات ، وشركة³⁺ يجذب الصحة والسلامة المهنية مع كثافة أكبر^- مقارنة مع شركة²⁺.

تؤدي هذه الحقيقة إلى اختصار المسافات أو رابطة Co-OH (حتى مع طابعها الأيوني العالي). أيضًا ، نظرًا لأن التفاعلات أقوى ، فإن الإلكترونات الموجودة في الطبقات الخارجية للشركة³⁺ يخضعون لتغيير نشط يجبرهم على امتصاص الفوتونات بأطوال موجية مختلفة (تغميق الألوان الصلبة).

ومع ذلك ، فإن هذا النهج غير كافٍ لتوضيح ظاهرة تغيير الألوان اعتمادًا على الهيكل.

وينطبق الشيء نفسه على أوكسي هيدروكسيد الكوبالت. يتم تفسير صيغته CoO · OH على أنها شركة cation³⁺ التفاعل مع أنيون الصدأ ، أو^2-, و OH^-. يمثل هذا المركب الأساس لتوليف أكسيد الكوبالت المختلط: Co₃O₄ [CoO · Co₂O₃].

التساهمية

يمكن أيضًا تصور هيدروكسيدات الكوبالت ، على الرغم من أنها أقل دقة ، باعتبارها جزيئات فردية. شركة (OH)₂ يمكن بعد ذلك رسمها كجزيء خطي OH-Co-OH و Co (OH)₃ مثل مثلث مسطح.

فيما يتعلق بـ CoO (OH) ، سيتم استخلاص جزيئه من هذا النهج كـ O = Co-OH. أنيون يا^2- يشكل رابطة مزدوجة مع ذرة الكوبالت ، ورابط بسيط آخر مع OH^-.

ومع ذلك ، فإن التفاعلات بين هذه الجزيئات ليست قوية بما فيه الكفاية "لتسليح" الهياكل المعقدة لهذه الهيدروكسيدات. على سبيل المثال ، شركة (OH)₂ يمكن أن تشكل اثنين من هياكل البوليمر: ألفا وبيتا.

كلاهما صفحي لكن بترتيب مختلف للوحدات ، كما أنهما قادران على الأنيونات الصغيرة الفاصلة ، مثل ثاني أكسيد الكربون₃^2-, بين طبقاتها ؛ وهو أمر ذو أهمية كبيرة لتصميم مواد جديدة من هيدروكسيدات الكوبالت.

وحدات التنسيق

يمكن تفسير الهياكل البوليمرية بشكل أفضل من خلال النظر في مجسم من التنسيق حول مراكز الكوبالت. للشركة (OH)₂, لأنه يحتوي على اثنين من أنيون OH^- التفاعل مع شركة²⁺, يحتاج إلى أربعة جزيئات ماء (إذا تم استخدام هيدروكسيد الصوديوم المائي) لإكمال المجسم الثماني.

وبالتالي ، فإن شركة (OH)₂ هو في الواقع شركة (ح₂O)₄(OH)₂. من أجل تكوين هذا المجسم الثماني البوليمرات ، يجب ربطه عن طريق جسور الأكسجين: (OH) (H)₂O)₄شارك في التعاون (ح₂O)₄(OH). يزيد التعقيد الهيكلي لحالة CoO (OH) ، وأكثر من ذلك بالنسبة Co (OH)₃.

خصائص

هيدروكسيد الكوبالت (II)

-الصيغة: Co (OH)₂.

-الكتلة المولية: 92،948 جم / مول.

-المظهر: مسحوق أحمر اللون البني أو مسحوق أحمر. هناك شكل أزرق غير مستقر للصيغة α-Co (OH)₂

-الكثافة: 3.597 جم / سم³.

-القابلية للذوبان في الماء: 3.2 ملغم / لتر (ضعيف الذوبان).

-قابل للذوبان في الأحماض والأمونيوم. غير قابلة للذوبان في القلويات المخففة.

-نقطة الانصهار: 168 درجة مئوية.

-الحساسية: حساسة للهواء.

-الاستقرار: إنه مستقر.

هيدروكسيد الكوبالت (III)

-الصيغة: Co (OH)₃

-الكتلة الجزيئية: 112.98 جم / مول.

-المظهر: شكلان. شكل أسود-بني مستقر وشكل أخضر غامق غير مستقر مع ميل إلى تغميق.

إنتاج

إن إضافة هيدروكسيد البوتاسيوم إلى محلول نترات الكوبالت (II) ، يؤدي إلى ظهور رواسب زرقاء بنفسجية تتحول إلى Co (OH) عند تسخينها₂, أي هيدروكسيد الكوبالت (II).

شركة (OH)₂ يترسب عندما يضاف هيدروكسيد فلز قلوي إلى محلول مائي من ملح المشارك²⁺

شارك²⁺     +        2 هيدروكسيد الصوديوم => Co (OH)₂      +         2 نا⁺

تطبيقات

-يستخدم في تحضير المواد الحفازة للاستخدام في تكرير البترول وفي صناعة البتروكيماويات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام Co (OH)₂ في تحضير أملاح الكوبالت.

-يستخدم هيدروكسيد الكوبالت (II) في صناعة مجففات الطلاء وفي تصنيع أقطاب البطارية.

توليف المواد النانوية

-هيدروكسيدات الكوبالت هي المادة الخام لتخليق المواد النانوية مع هياكل جديدة. على سبيل المثال ، من Co (OH)₂ تم تصميم نانوكوبس من هذا المركب ، مع مساحة كبيرة للمشاركة كمحفز في التفاعلات المؤكسدة. يتم تشريب هذه المجهرات النانوية على أقطاب مسامية من النيكل أو الكربون البلوري.

-لقد تم السعي لتنفيذ نانوبونات هيدروكسيدات الكربونات مع كربونات مقشورة في طبقاتها. أنها تستفيد من رد الفعل المؤكسد للشركة²⁺ إلى Co³⁺, إثبات أنها مادة ذات تطبيقات كهروكيميائية محتملة.

-تم تجميع وتوصيف الدراسات باستخدام تقنيات الفحص المجهري وأكسيد الكوبالت المختلط وأكسيد النيتروجين أوكسيد الهيدروكسيد ، من أكسدة هيدروكسيدات المقابلة في درجات حرارة منخفضة.

تفتح قضبان هيدروكسيد الكوبالت والأقراص والرقائق ذات الهياكل في المقاييس النانومترية الأبواب أمام التحسينات في عالم الحفز الكيميائي ، وكذلك لجميع التطبيقات المتعلقة بالكيمياء الكهربائية والاستفادة القصوى من الطاقة الكهربائية في الأجهزة الحديثة.

مراجع

1. كلارك ج. (2015). الكوبالت. مأخوذة من: chemguide.co.uk
2. ويكيبيديا. (2018). هيدروكسيد الكوبالت (II). مأخوذة من: en.wikipedia.org
3. بوب كيم. (2018). Cobaltic. هيدروكسيد. مأخوذة من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. روفيتا AAS & العقيد. (11 يوليو 2017). جزيئات النانو هيدروكسيد الكوبالت وتطبيقها كمكثفات فائقه ومحفزات لتطور الأكسجين تم الاسترجاع من: ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu و S. Liu و S. M. Yao و X. P. Gao. (2008). الأداء الكهروكيميائي لنانورودس كربونات هيدروكسيد الكوبالت. رسائل الكهروكيميائية والحالة الصلبة ، 11 12 A215-A218.
6. جينغ يانغ ، وهونجوي ليو ، ووايد ن. مارتنز ، وراي فروست. (2010). تخليق وتوصيف هيدروكسيد الكوبالت ، أوكسي هيدروكسيد الكوبالت ، وأكسيد النانو أكسيد الكوبالت. تم الاسترجاع من: pubs.acs.org