水酸化コバルトの構造、性質および用途



の 水酸化コバルト コバルトカチオンとOHアニオンが関与するすべての化合物の総称-. すべて無機物で、化学式Co（OH）を持ちます。n, ここで、nはコバルト金属中心の価数または正電荷に等しい.

コバルトは、半完全原子軌道を有する遷移金属であるため、何らかの電子的機構により、その水酸化物は、Ｃｏ − Ｏ相互作用による強い色を反射する。これらの色は、構造と同様に、電荷とOHと競合するアニオン種に大きく依存します。-.

色と構造はCo（OH）と同じではありません2, Co（OH）3 あるいはCoO（OH）の場合。これらすべての化合物の背後にある化学は、触媒作用に適用される材料の合成を目的としています.

一方、それらは複雑になる可能性がありますが、それらの大部分の形成は基本的な環境から始まります。強いNaOH塩基によって供給されるものとして。したがって、異なる化学条件でコバルトまたは酸素を酸化する可能性があります.

索引

  • 1化学構造
    • 1.1共有結合
    • 1.2調整単位
  • 2プロパティ
    • 2.1水酸化コバルト（II）
    • 2.2水酸化コバルト（III）
  • 3本番
  • 4つの用途
    • 4.1ナノ材料の合成
  • 5参考文献

化学構造

水酸化コバルトの構造は？その一般式Co（OH）n はイオン的に次のように解釈される：Co数によって占められる結晶格子においてn+, その量のn倍のOHアニオンがある- 静電気的にそれらと相互作用する。だから、Co（OH）の2 2 OHがあるでしょう- 各カチオンCoに対して2+.

しかし、これはこれらのイオンが採用する結晶系を予測するのに十分ではありません。 Culómbicas軍の推論によって、Co3+ より強い強度でOHを引き付ける- Coと比較して2+.

この事実は、距離またはCo-OH結合を（その高いイオン特性をもっていても）短くする原因となる。また、相互作用が強いため、Coの外側の層の電子3+ それらは、彼らに異なる波長の光子を吸収させる（固体は暗くなる）強い変化を受ける。.

しかしながら、この方法では構造によって色が変わる現象を解明するには不十分である。.

オキシ水酸化コバルトについても同様である。その式CoO・OHはカチオンCoとして解釈される3+ さびアニオンと相互作用する、または2-, そしてOH-. この化合物は、混合コバルト酸化物を合成するための基礎を表す：Ｃｏ3○4 [CoO・Co2○3].

共有結合

水酸化コバルトは、それほど正確ではないが個々の分子として視覚化することもできる。 Co（OH）2 それから、線状分子OH-Co-OH、およびCo（OH）として描くことができます。3 平らな三角形のように.

ＣｏＯ（ＯＨ）に関して、このアプローチからのその分子は、Ｏ ＝ Ｃｏ − ＯＨとして描かれるであろう。アニオンO2- コバルト原子と二重結合を、そしてOHともう一つの単純な結合を形成する-.

しかしながら、これらの分子間の相互作用は、これらの水酸化物の複雑な構造を「武装」させるのに十分なほど強くはない。例えば、Co（OH）2 2つのポリマー構造を形成することができます：アルファとベータ.

どちらも層状ですが、ユニットの順序が異なり、COなどの分子間の小さい陰イオンも可能です。32-, その層間。これは、水酸化コバルトからの新しい材料の設計にとって非常に興味深いものです。.

調整単位

ポリマー構造は、コバルト中心の周りの配位の八面体を考慮することによってよりよく説明することができる。 Co（OH）の場合2, OHアニオンが2つあるので- Coとの対話2+, 八面体を完成させるには、4つの水分子が必要です（NaOH水溶液を使用した場合）。.

したがって、Co（OH）2 実際にはCo（H2O）4（OH）2. この八面体がポリマーを形成するためには、それは酸素架橋によって結合されなければならない：（OH）（H2O）4Co-O-Co（H2O）4（OH）構造上の複雑さは、CoO（OH）の場合、さらにCo（OH）の場合はさらに増大します。3.

プロパティ

水酸化コバルト（II）

-式：Co（OH）2.

-モル質量：92,948 g / mol.

-外観：赤茶色の粉末または赤い粉末。不安定な青色の式α-Co（OH）があります2

-密度：3.597 g / cm3.

-水への溶解度：3.2 mg / L（難溶）.

-酸とアンモニウムに可溶。希アルカリに不溶.

-融点：168℃.

-感度：空気に敏感.

-安定性：安定している.

水酸化コバルト（III）

-式：Co（OH）3

-分子量：112.98 g / mol.

-外観：2つの形式暗くなる傾向がある安定した黒茶色と不安定な濃い緑色.

生産

水酸化コバルトを硝酸コバルト（II）の溶液に添加すると、青紫色の沈殿物が生じ、これは加熱するとCo（OH）になる。2, すなわち、水酸化コバルト（II）.

Co（OH）2 アルカリ金属水酸化物をCo塩の水溶液に添加すると沈殿する2+

Co2+     +        2 NaOH→Co（OH）2      +         2ナ+

用途

-石油の精製や石油化学産業で使用される触媒の調製に使用されます。また、Co（OH）を使用2 コバルト塩の製造に.

-水酸化コバルト（II）は、塗料乾燥機の製造および電池電極の製造に使用されています。.

ナノ材料の合成

-水酸化コバルトは、新規構造を有するナノ材料の合成のための原料である。例えば、Co（OH）から2 この化合物のナノコープは、酸化反応における触媒として関与するための大きな表面積を有して設計されている。これらのナノコープは、ニッケルまたは結晶性カーボンの多孔質電極に含浸されています。.

-炭酸塩をそれらの層に挿入した炭酸塩水酸化物のナノバーを実現することが求められてきた。それらはCoの酸化反応を利用する。2+ Coへ3+, 潜在的な電気化学的応用を有する材料であることの証明.

-低温での対応する水酸化物の酸化から、顕微鏡技術を使用して、酸化コバルトとオキシ水酸化物のナノディスクの混合物を合成し、特性を調べた。.

ナノメートルスケールの構造を有する水酸化コバルトバー、ディスク、およびフレークは、触媒作用の世界内での改良への扉を開き、また、電気化学および現代の装置における電気エネルギーの最大利用に関するすべての用途の扉を開く。.

参考文献

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