코발트, 수산화 코발트, 양이온과 음이온이 OH 관련된 모든 화합물의 총칭이다 - . 모두 무기질이며 화학식 Co (OH) n을 가지며 , 여기서 n은 코발트 금속 중심의 원자가 또는 양전하와 같습니다.
코발트는 반이 채워진 원자 궤도를 가진 전이 금속이므로 일부 전자 메커니즘에 의해 수산화물은 Co-O 상호 작용으로 인해 강렬한 색상을 반사합니다. 이러한 색상뿐만 아니라 구조는, 자신의 충전 및 음이온 종에 그 OH와 경쟁 크게 의존 - .
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Co (OH) 2 , Co (OH) 3 또는 CoO (OH) 의 색상과 구조는 동일하지 않습니다 . 이 모든 화합물 뒤에있는 화학은 촉매 작용에 적용되는 물질의 합성으로 들어갑니다.
다른 한편으로는 복잡 할 수 있지만 대부분의 형성은 기본 환경에서 시작됩니다. 강염기 NaOH에 의해 공급됩니다. 따라서 다른 화학적 조건은 코발트 또는 산소를 산화시킬 수 있습니다.
화학 구조
수산화 코발트의 구조는 무엇입니까? 그 화학식 CO (OH) N 이온으로 해석은 다음과 결정 격자의 공동의 개수에 의해 점유 N + , N OH가 음이온의 양이 배 것 - 정전 그들과 상호 작용. 따라서, 공동 (OH)에 대한 2 개의 OH가있을 것입니다 - 각 협력을위한 2 + 양이온 .
그러나 이것은 이러한 이온이 채택 할 결정 시스템을 예측하는 데 충분하지 않습니다. 쿨롱 힘의 논리에 의해, 공동 3+는 더 큰 강도와 OH를 유치 - 협력에 비해 2 + .
이 사실로 인해 거리 또는 Co-OH 결합 (높은 이온 특성에도 불구하고)이 단축됩니다. 또한 상호 작용이 더 강하기 때문에 Co 3+ 의 외부 층에있는 전자는 서로 다른 파장의 광자를 흡수하도록하는 에너지 변화를 겪습니다 (고체가 어두워 짐).
그러나 이러한 접근 방식으로는 구조에 따른 색상 변화 현상을 명확히하기에는 부족하다.
코발트 옥시 수산화물도 마찬가지입니다. 그 화학식은 OH · CoO를가 공동으로 해석 3+ 양이온 산화물 음이온 O 상호 작용 2- , 및 OH - . 이 화합물은 혼합 된 코발트 산화물 : Co 3 O 4 합성의 기초를 나타냅니다 .
공유
코발트 수산화물은 덜 정확하지만 개별 분자로 시각화 할 수도 있습니다. Co (OH) 2 는 선형 OH – Co – OH 분자로 그리고 Co (OH) 3 은 평평한 삼각형 으로 그릴 수 있습니다 .
CoO (OH)와 관련하여이 접근법의 분자는 O = Co – OH로 표시됩니다. 오 2- 음이온 코발트 원자와 이중 결합과 OH와 다른 하나의 결합을 형성 - .
그러나이 분자들 사이의 상호 작용은 이러한 수산화물의 복잡한 구조를 "무장"할만큼 충분히 강하지 않습니다. 예를 들어, Co (OH) 2 는 알파와 베타의 두 가지 고분자 구조를 형성 할 수 있습니다.
둘 다 층류이지만 단위 순서가 다르며 , 층 사이에 CO 3 2– 와 같은 작은 음이온을 삽입 할 수도 있습니다. 코발트 수산화물에서 새로운 재료를 설계하는 데 큰 관심이 있습니다.
조정 단위
고분자 구조는 코발트 중심 주변의 배위 팔면체를 고려하여 더 잘 설명 할 수 있습니다. CO (OH)의 경우 2 가 음이온 개의 OH 같이, - 공동 상호 작용 2+ (NaOH 수용액이 사용 된 경우),이 팔면체를 완료하기 위해 네 개의 물 분자를 필요로한다.
따라서, CO (OH) 2가 실제로 공동 (H는 2 O) 4 (OH) 2 . 이 팔면체가 폴리머를 형성하려면 산소 브릿지 ((OH) (H 2 O) 4 Co – O – Co (H 2 O) 4 (OH))에 의해 연결되어야합니다. 구조적 복잡성은 CoO (OH)의 경우 증가하고 Co (OH) 3 의 경우 더욱 증가합니다 .
속성
코발트 (II) 수산화물
-공식 : Co (OH) 2 .
-몰 질량 : 92.948g / mol.
-외관 : 분홍빛이 도는 적색 분말 또는 적색 분말. 화학식 α-Co (OH) 2 의 불안정한 파란색 형태가 있습니다.
-밀도 : 3,597 g / cm 3 .
-물에 대한 용해도 : 3.2 mg / l (약간 용해 됨).
-산과 암모니아에 용해됩니다. 희석 된 알칼리에 불용성.
-녹는 점 : 168º C.
-감도 : 공기에 민감합니다.
-안정성 : 안정적입니다.
수산화 코발트 (III)
-공식 : Co (OH) 3
-분자량 : 112.98g / mol.
-외관 : 두 가지 형태. 안정된 흑갈색 형태와 불안정한 짙은 녹색 형태로 어두워지는 경향이 있습니다.
생산
질산 코발트 (II) 용액에 수산화 칼륨을 첨가하면 청자색 침전물이 나타나고 가열되면 Co (OH) 2 , 즉 수산화 코발트 (II)가됩니다. ).
Co (OH) 2 는 알칼리 금속 수산화물이 Co 2+ 염의 수용액에 첨가 될 때 침전됩니다.
Co 2+ + 2 NaOH => Co (OH) 2 + 2 Na +
응용
-정유 및 석유 화학 산업에 사용되는 촉매 생산에 사용됩니다. 또한 Co (OH) 2는 코발트 염의 제조에 사용 됩니다.
-수산화 코발트 (II)는 페인트 건조기 제조 및 배터리 전극 제조에 사용됩니다.
나노 물질의 합성
-수산화 코발트는 새로운 구조의 나노 물질 합성을위한 원료입니다. 예를 들어, 이 화합물의 Co (OH) 2 나노 코프는 산화 반응에 촉매로 참여할 수있는 넓은 표면적을 가지고 설계되었습니다. 이러한 나노 코프는 다공성 니켈 또는 결정질 탄소 전극에 함침됩니다.
-탄산염을 층에 끼워 탄산염 수산화물 나노 바를 구현하려는 시도가있었습니다. 그 안에는 Co 2+ 에서 Co 3+ 로의 산화 반응 이 사용 되어 잠재적 인 전기 화학적 응용을 가진 재료임을 증명합니다.
-연구는 저온에서 상응하는 수산화물의 산화로부터 현미경 기술, 혼합 된 코발트 산화물 및 옥시 수산화물의 나노 디스크를 사용하여 합성 및 특성화했습니다.
나노 미터 규모의 구조를 가진 수산화 코발트의 바, 디스크 및 플레이크는 촉매 세계의 개선과 현대 장치의 전기 화학 및 전기 에너지 최대 사용에 관한 모든 응용 분야의 문을 엽니 다.
참고 문헌
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