le hydroxyde de cobalt est le nom générique de tous les composés auxquels participent les cations de cobalt et l'anion OH-. Tous sont de nature inorganique et ont la formule chimique Co (OH)n, où n est égal à la valence ou à la charge positive du centre métallique du cobalt.
Comme le cobalt est un métal de transition avec des orbitales atomiques à moitié pleines, par un mécanisme électronique, ses hydroxydes reflètent des couleurs intenses en raison des interactions Co-O. Ces couleurs, ainsi que les structures, sont fortement dépendantes de leur charge et des espèces anioniques qui rivalisent avec l'OH-.
Les couleurs et les structures ne sont pas les mêmes pour Co (OH)deux, Co (OH)3 ou pour CoO (OH). La chimie derrière tous ces composés est destinée à la synthèse de matériaux appliqués à la catalyse.
D'un autre côté, bien qu'ils puissent être complexes, la formation d'une grande partie d'entre eux part d'un environnement basique; tel que fourni par la base forte NaOH. Par conséquent, différentes conditions chimiques peuvent oxyder le cobalt ou l'oxygène..
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Quelles sont les structures de l'hydroxyde de cobalt? Sa formule générale Co (OH)n s'interprète ioniquement comme suit: dans un réseau cristallin occupé par un certain nombre de Con+, il y aura n fois cette quantité d'anions OH- interagir avec eux électrostatiquement. Ainsi, pour Co (OH)deux il y aura deux OH- pour chaque Co cationdeux+.
Mais cela ne suffit pas pour prédire quel système cristallin ces ions adopteront. Par le raisonnement des forces coulombiques, le Co3+ attire plus fortement OH- par rapport à Codeux+.
Ce fait provoque le raccourcissement des distances ou de la liaison Co-OH (même avec son caractère ionique élevé). En outre, parce que les interactions sont plus fortes, les électrons dans les enveloppes extérieures de Co3+ ils subissent un changement énergétique qui les oblige à absorber des photons de différentes longueurs d'onde (le solide s'assombrit).
Cependant, cette approche est insuffisante pour clarifier le phénomène de changement de couleur en fonction de la structure..
Il en va de même pour l'oxyhydroxyde de cobalt. Sa formule CoO OH est interprétée comme un cation Co3+ interagissant avec un anion oxyde, Odeux-, et un OH-. Ce composé représente la base de la synthèse d'un oxyde mixte de cobalt: Co3OU ALORS4 [CoO · CodeuxOU ALORS3].
Les hydroxydes de cobalt peuvent également être visualisés, quoique moins précisément, sous forme de molécules individuelles. Co (OH)deux peut ensuite être dessiné comme une molécule linéaire OH-Co-OH, et le Co (OH)3 comme un triangle plat.
En ce qui concerne CoO (OH), sa molécule issue de cette approche serait tirée comme O = Co-OH. Anion Odeux- forme une double liaison avec l'atome de cobalt et une autre liaison simple avec l'OH-.
Cependant, les interactions entre ces molécules ne sont pas suffisamment fortes pour «armer» les structures complexes de ces hydroxydes. Par exemple, Co (OH)deux peut former deux structures polymériques: alpha et bêta.
Les deux sont laminaires mais avec des ordres différents des unités, et ils sont également capables d'intercaler de petits anions, tels que le CO3deux-, entre ses couches; ce qui est d'un grand intérêt pour la conception de nouveaux matériaux à partir d'hydroxydes de cobalt.
Les structures polymères peuvent être mieux expliquées en considérant un octaèdre de coordination autour des centres de cobalt. Pour Co (OH)deux, car il a deux anions OH- interagir avec Codeux+, vous avez besoin de quatre molécules d'eau (si du NaOH aqueux a été utilisé) pour compléter l'octaèdre.
Ainsi, Co (OH)deux est en fait Co (HdeuxOU ALORS)4(OH)deux. Pour que cet octaèdre forme des polymères, il doit être lié par des ponts oxygène: (OH) (HdeuxOU ALORS)4Co-O-Co (HdeuxOU ALORS)4(OH). La complexité structurelle augmente pour le cas de CoO (OH), et encore plus pour Co (OH)3.
-Formule: Co (OH)deux.
-Masse molaire: 92,948 g / mol.
-Aspect: poudre rouge rosé ou poudre rouge. Il existe une forme bleue instable de formule α-Co (OH)deux
-Densité: 3,597 g / cm3.
-Solubilité dans l'eau: 3,2 mg / l (légèrement soluble).
-Soluble dans les acides et l'ammoniaque. Insoluble dans un alcali dilué.
-Point de fusion: 168 ° C.
-Sensibilité: sensible à l'air.
-Stabilité: c'est stable.
-Formule: Co (OH)3
-Masse moléculaire: 112,98 g / mol.
-Apparence: deux façons. Une forme brun noir stable et une forme vert foncé instable avec une tendance à s'assombrir.
L'ajout d'hydroxyde de potassium à une solution de nitrate de cobalt (II) entraîne l'apparition d'un précipité bleu-violet qui, lorsqu'il est chauffé, devient Co (OH)deux, c'est-à-dire hydroxyde de cobalt (II).
Co (OH)deux précipite lorsqu'un hydroxyde de métal alcalin est ajouté à une solution aqueuse d'un sel Codeux+
Codeux+ + 2 NaOH => Co (OH)deux + 2 Na+
-Il est utilisé dans la fabrication de catalyseurs destinés au raffinage du pétrole et à l'industrie pétrochimique. De plus, Co (OH) est utilisédeux dans la préparation de sels de cobalt.
-L'hydroxyde de cobalt (II) est utilisé dans la fabrication de séchoirs à peinture et dans la fabrication d'électrodes de batterie.
-Les hydroxydes de cobalt sont la matière première pour la synthèse de nanomatériaux avec de nouvelles structures. Par exemple, de Co (OH)deux des nanocopes de ce composé ont été conçus avec une grande surface pour participer en tant que catalyseur aux réactions d'oxydation. Ces nanocopes sont imprégnés sur des électrodes poreuses en nickel ou en carbone cristallin.
-On a cherché à mettre en œuvre des nanorods d'hydroxyde de carbonate avec du carbonate pris en sandwich dans leurs couches. Ils profitent de la réaction oxydative du Codeux+ à Co3+, se révélant être un matériau avec des applications électrochimiques potentielles.
-Des études ont synthétisé et caractérisé, à l'aide de techniques de microscopie, des nanodisques d'oxyde de cobalt mixte et d'oxyhydroxyde, à partir de l'oxydation des hydroxydes correspondants à basse température..
Des barres, des disques et des paillettes d'hydroxyde de cobalt avec des structures à l'échelle nanométrique, ouvrent les portes à des améliorations dans le monde de la catalyse et, aussi, de toutes les applications concernant l'électrochimie et l'utilisation maximale de l'énergie électrique dans les appareils modernes.
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