水酸化コバルトは、コバルトカチオンとアニオンがOH関係するすべての化合物の総称であります- 。すべては本質的に無機物であり、化学式Co（OH）nを持ちます。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です。
コバルトは半完全な原子軌道を持つ遷移金属であるため、いくつかの電子メカニズムにより、その水酸化物はCo-O相互作用による強い色を反映します。これらの色だけでなく、構造は、その電荷のとOHと競合することアニオン種に大きく依存しています- 。
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Co（OH）2、Co（OH）3またはCoO（OH）の色と構造は同じではありません。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に入ります。
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。強塩基NaOHによって供給されます。したがって、異なる化学的条件がコバルトまたは酸素を酸化する可能性があります。
化学構造
水酸化コバルトの構造は何ですか？コバルト（OH）その一般式Nのようなイオン的に解釈されては次の結晶格子中のCOの数によって占有N +、OHアニオンの量は、そのN倍が存在するであろう-静電的にそれらと相互作用します。したがって、CO 3（OH）のための2 2個のOHが存在することになる-それぞれのCoのための2+カチオン。
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には十分ではありません。クーロン力の理由により、共同3+はより大きな強度でOHを魅了-コバルトに比べ2+。
この事実により、距離またはCo-OH結合（イオン性が高い場合でも）が短くなります。また、相互作用が強いため、Co 3+の外層の電子はエネルギーの変化を受け、異なる波長の光子を吸収します（固体は暗くなります）。
しかし、構造による色の変化の現象を解明するには、このアプローチでは不十分です。
同じことがオキシ水酸化コバルトにも当てはまる。その式のCoOは、・OHをCOとして解釈さ3+カチオンオキシドアニオン、Oと相互作用2-、及びOH - 。この化合物は混合酸化コバルトCo 3 O 4を合成するための基礎を表しています。
共有
水酸化コバルトは、個々の分子として、あまり正確ではありませんが視覚化することもできます。Co（OH）2は線状のOH – Co – OH分子として、Co（OH）3は平らな三角形として描画できます。
CoO（OH）に関しては、このアプローチからの分子はO = Co – OHとして描画されます。O 2-アニオンは、コバルト原子と二重結合、およびOHを有する別の単結合を形成します- 。
ただし、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」させるほど強力ではありません。たとえば、Co（OH）2は2つのポリマー構造（アルファとベータ）を形成できます。
どちらも層状ですが、ユニットの順序が異なり、CO 3 2–などの小さな陰イオンを層間に挿入することもできます。これは、水酸化コバルトからの新しい材料の設計に大きな関心があります。
調整ユニット
ポリマー構造は、コバルト中心の周りの配位八面体を検討することで、より適切に説明できます。コバルト（OH）のために2が2つのOHアニオン有するもの、-コバルトと相互作用2+（NaOH水溶液を使用した場合）、それは八面体を完了するために4個の水分子が必要です。
したがって、Co（OH）2は実際にはCo（H 2 O）4（OH）2です。この八面体がポリマーを形成するためには、酸素ブリッジで結合する必要があります：（OH）（H 2 O）4 Co – O – Co（H 2 O）4（OH）。CoO（OH）の場合は構造の複雑さが増し、Co（OH）3の場合はさらに複雑になります。
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：ピンクがかった赤色の粉末または赤色の粉末。式α-Co（OH）2の不安定な青色のフォームがあります。
-密度：3,597 g / cm 3。
-水への溶解度：3.2 mg / l（わずかに溶解）。
-酸とアンモニアに可溶。希薄アルカリに不溶。
-融点：168ºC.
-感度：空気に敏感。
-安定性：安定しています。
水酸化コバルト（III）
-式：Co（OH）3
-分子量：112.98 g / mol
-外観：2つのフォーム。黒褐色の安定した形状と暗くなる傾向のある不安定な濃い緑色の形状。
製造
水酸化カリウムを硝酸コバルト（II）の溶液に添加すると、青紫色の沈殿物が現れ、加熱するとCo（OH）2、つまり水酸化コバルト（II）になります。 ）。
Co（OH）2は、アルカリ金属水酸化物をCo 2+塩の水溶液に添加すると沈殿します。
Co 2+ + 2 NaOH => Co（OH）2 + 2 Na +
用途
-石油精製や石油化学産業で使用される触媒の製造に使用されます。また、コバルト塩の調製には Co（OH）2が使用されます。
-水酸化コバルト（II）は、塗料乾燥機の製造およびバッテリー電極の製造に使用されます。
ナノ材料の合成
-水酸化コバルトは、新しい構造のナノ材料を合成するための原料です。たとえば、Co（OH）からこの化合物の2ナノコピーが設計されており、酸化反応の触媒として関与する表面積が大きくなっています。これらのナノコピーは、多孔性ニッケルまたは結晶性炭素電極に含浸されています。
-炭酸塩を層に挟んで炭酸水酸化物ナノバーを実装することが求められています。それらの中で、Co 2+からCo 3+への酸化反応が使用され、潜在的な電気化学的用途を持つ材料であることが証明されています。
-研究は、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、混合酸化コバルトとオキシ水酸化物のナノディスクを合成し、特徴付けました。
ナノメートルスケールの構造を持つ水酸化コバルトのバー、ディスク、およびフレークは、触媒作用の世界の改善への扉を開き、さらに、電気化学および現代のデバイスにおける電気エネルギーの最大使用に関するすべてのアプリケーションへの扉を開きます。
参考文献
- クラークJ.（2015）。コバルト。出典：chemguide.co.uk
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