Das Kobalthydroxid ist der generische Name für alle Verbindungen, an denen Kobaltkationen und das OH-Anion beteiligt sind-. Alle sind anorganischer Natur und haben die chemische Formel Co (OH)n, wobei n gleich der Valenz oder positiven Ladung des Kobaltmetallzentrums ist.
Da Kobalt ein Übergangsmetall mit halb vollen Atomorbitalen ist, reflektieren seine Hydroxide durch einen elektronischen Mechanismus intensive Farben aufgrund von Co-O-Wechselwirkungen. Diese Farben sowie die Strukturen hängen stark von ihrer Ladung und von den anionischen Spezies ab, die mit dem OH konkurrieren-.
Farben und Strukturen sind für Co (OH) nicht gleichzwei, Co (OH)3 oder für CoO (OH). Die Chemie hinter all diesen Verbindungen ist für die Synthese von Materialien bestimmt, die für die Katalyse verwendet werden.
Auf der anderen Seite, obwohl sie komplex sein können, geht die Bildung eines großen Teils von ihnen von einer grundlegenden Umgebung aus; wie von der starken Base NaOH geliefert. Daher können unterschiedliche chemische Bedingungen Kobalt oder Sauerstoff oxidieren..
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Was sind die Strukturen von Kobalthydroxid? Seine allgemeine Formel Co (OH)n wird ionisch wie folgt interpretiert: in einem Kristallgitter, das von einer Anzahl von Co besetzt istn+, es wird n-mal so viel OH-Anionen geben- elektrostatisch mit ihnen interagieren. Somit ist für Co (OH)zwei es wird zwei OH geben- für jedes Kationzwei+.
Dies reicht jedoch nicht aus, um vorherzusagen, welches kristalline System diese Ionen annehmen werden. Aus Gründen der Coulomb-Kräfte hat die Co.3+ zieht OH stärker an- im Vergleich zu Co.zwei+.
Diese Tatsache führt dazu, dass die Abstände oder die Co-OH-Bindung (auch mit ihrem hohen ionischen Charakter) verkürzt werden. Da die Wechselwirkungen stärker sind, sind auch die Elektronen in den Außenschalen von Co.3+ Sie unterliegen einer energetischen Veränderung, die sie zwingt, Photonen mit unterschiedlichen Wellenlängen zu absorbieren (der Feststoff verdunkelt sich)..
Dieser Ansatz reicht jedoch nicht aus, um das Phänomen der Farbänderung in Abhängigkeit von der Struktur zu klären..
Gleiches gilt für Kobaltoxyhydroxid. Seine Formel CoO OH wird als Co-Kation interpretiert3+ Wechselwirkung mit einem Oxidanion, O.zwei-, und ein OH-. Diese Verbindung stellt die Grundlage für die Synthese eines gemischten Kobaltoxids dar: Co.3ODER4 [CoO · Co.zweiODER3]].
Kobalthydroxide können auch, wenn auch weniger genau, als einzelne Moleküle sichtbar gemacht werden. Co (OH)zwei kann dann als lineares OH-Co-OH-Molekül gezeichnet werden, und das Co (OH)3 wie ein flaches Dreieck.
In Bezug auf CoO (OH) würde sein Molekül aus diesem Ansatz als O = Co-OH gezogen. Anion O.zwei- bildet eine Doppelbindung mit dem Kobaltatom und eine weitere Einfachbindung mit dem OH-.
Die Wechselwirkungen zwischen diesen Molekülen sind jedoch nicht stark genug, um die komplexen Strukturen dieser Hydroxide zu "bewaffnen". Zum Beispiel Co (OH)zwei kann zwei polymere Strukturen bilden: Alpha und Beta.
Beide sind laminar, jedoch mit unterschiedlicher Reihenfolge der Einheiten, und sie können auch kleine Anionen wie CO interkalieren3zwei-, zwischen seinen Schichten; Dies ist von großem Interesse für das Design neuer Materialien aus Kobalthydroxiden.
Polymerstrukturen können besser erklärt werden, indem ein Koordinationsoktaeder um die Kobaltzentren betrachtet wird. Für Co (OH)zwei, da es zwei OH-Anionen hat- Interaktion mit Co.zwei+, Sie benötigen vier Wassermoleküle (wenn wässriges NaOH verwendet wurde), um das Oktaeder zu vervollständigen.
Somit ist Co (OH)zwei ist eigentlich Co (H.zweiODER)4(OH)zwei. Damit dieses Oktaeder Polymere bildet, muss es durch Sauerstoffbrücken verbunden sein: (OH) (H.zweiODER)4Co-O-Co (H.zweiODER)4(OH). Die strukturelle Komplexität steigt für den Fall von CoO (OH) und noch mehr für Co (OH)3.
-Formel: Co (OH)zwei.
-Molmasse: 92,948 g / mol.
-Aussehen: rosarotes Pulver oder rotes Pulver. Es gibt eine instabile blaue Form der Formel α-Co (OH)zwei
-Dichte: 3,597 g / cm3.
-Löslichkeit in Wasser: 3,2 mg / l (schwer löslich).
-Löslich in Säuren und Ammoniak. Unlöslich in verdünntem Alkali.
-Schmelzpunkt: 168 ° C..
-Empfindlichkeit: luftempfindlich.
-Stabilität: Es ist stabil.
-Formel: Co (OH)3
-Molekularmasse: 112,98 g / mol.
-Aussehen: zwei Möglichkeiten. Eine stabile schwarzbraune Form und eine instabile dunkelgrüne Form mit einer Tendenz zur Verdunkelung.
Die Zugabe von Kaliumhydroxid zu einer Lösung von Kobalt (II) -nitrat führt zum Auftreten eines blau-violetten Niederschlags, der beim Erhitzen zu Co (OH) wird.zwei, d.h. Cobalt (II) -hydroxid.
Co (OH)zwei fällt aus, wenn ein Alkalimetallhydroxid zu einer wässrigen Lösung eines Co-Salzes gegeben wirdzwei+
Co.zwei+ + 2 NaOH => Co (OH)zwei + 2 Na+
-Es wird zur Herstellung von Katalysatoren zur Verwendung in der Ölraffination und in der petrochemischen Industrie verwendet. Zusätzlich wird Co (OH) verwendetzwei bei der Herstellung von Kobaltsalzen.
-Kobalt (II) -hydroxid wird bei der Herstellung von Farbtrocknern und bei der Herstellung von Batterieelektroden verwendet.
-Kobalthydroxide sind der Rohstoff für die Synthese von Nanomaterialien mit neuartigen Strukturen. Zum Beispiel aus Co (OH)zwei Nanokope dieser Verbindung wurden mit einer großen Oberfläche entworfen, um als Katalysator an oxidativen Reaktionen teilzunehmen. Diese Nanokope sind auf porösen Nickel- oder kristallinen Kohlenstoffelektroden imprägniert.
-Es wurde versucht, Carbonathydroxid-Nanostäbe mit Carbonat in ihren Schichten zu implementieren. Sie nutzen die oxidative Reaktion von Co.zwei+ zu Co.3+, sich als Material mit potenziellen elektrochemischen Anwendungen zu erweisen.
-Studien haben unter Verwendung von Mikroskopietechniken Nanodisks aus gemischtem Kobaltoxid und Oxyhydroxid aus der Oxidation der entsprechenden Hydroxide bei niedrigen Temperaturen synthetisiert und charakterisiert..
Stäbe, Scheiben und Flocken aus Kobalthydroxid mit Strukturen im nanometrischen Maßstab öffnen die Türen für Verbesserungen in der Welt der Katalyse und auch für alle Anwendungen in Bezug auf die Elektrochemie und den maximalen Einsatz elektrischer Energie in modernen Geräten.
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