氢氧化钴：结构，性质和用途 - 化学 - 2025

的氢氧化钴为其中钴阳离子和阴离子OH所涉及的所有化合物的通用名称^- 。所有这些均是无机的，并且具有化学式Co（OH）_n，其中n等于钴金属中心的化合价或正电荷。

由于钴是具有半满原子轨道的过渡金属，因此通过某些电子机制，其氢氧化物会由于Co-O相互作用而反射出强烈的颜色。这些颜色，以及结构，高度依赖于它们的电荷和阴离子物质，与OH竞争^- 。

来源：Chemicalinterest，来自Wikimedia Commons

Co（OH）₂，Co（OH）₃或CoO（OH）的颜色和结构不同。所有这些化合物背后的化学作用都用于合成催化材料。

另一方面，尽管它们可能很复杂，但是它们的很大一部分是从基本环境开始的；因此，它们之间的关系很复杂。由强碱NaOH提供。因此，不同的化学条件会氧化钴或氧。

化学结构

氢氧化钴的结构是什么？它的通式Co（OH）_n从离子上解释如下：在被多个Co ^{n +}占据的晶格中，将有n倍数量的OH阴离子^-与其静电相互作用。因此，对于的Co（OH）₂将有两个OH ^-为每个钴²⁺阳离子。

但这还不足以预测这些离子将采用哪种晶体系统。通过库仑力的推理，钴³⁺吸引OH以更大的力度^-相比有限公司²⁺。

这一事实导致距离或Co-OH键（即使具有高离子特性）缩短。同样，由于相互作用更强，Co ³⁺外层中的电子会发生能量变化，迫使它们吸收具有不同波长的光子（固体变暗）。

但是，该方法不足以澄清其颜色根据结构而变化的现象。

羟基氧化钴也是如此。其式的CoO·OH被解释为钴³⁺阳离子与氧化物阴离子，O-相互作用^2-和OH ^- 。该化合物代表合成混合的氧化钴：Co ₃ O _4的基础。

共价

氢氧化钴也可以可视化为单个分​​子，尽管精度不高。然后可以将Co（OH）₂绘制为线性OH – Co – OH分子，并将Co（OH）₃绘制为平坦的三角形。

对于CoO（OH），通过这种方法得到的分子将被绘制为O = Co – OH。将O ^2-阴离子形成与钴原子的双键，并与另一OH单键^- 。

但是，这些分子之间的相互作用不足以“武装”这些氢氧化物的复杂结构。例如，Co（OH）₂可以形成两个聚合结构：α和β。

两者都是层状的，但单元的顺序不同，它们还能够在层之间插入小的阴离子，例如CO ₃ ^2-。这对于用氢氧化钴设计新材料非常感兴趣。

协调单位

通过考虑钴中心周围的配位八面体可以更好地解释聚合物结构。对于Co（OH）₂，由于它具有两个OH阴离子^-与Co ²⁺相互作用，因此需要四个水分子（如果使用NaOH水溶液）来完成八面体。

因此，Co（OH）₂实际上是Co（H ₂ O）₄（OH）₂。为了使该八面体形成聚合物，它需要通过氧桥连接：（OH）（H ₂ O）₄ Co – O – Co（H ₂ O）₄（OH）。对于CoO（OH）而言，结构复杂性增加，而对于Co（OH）₃而言，结构复杂度甚至更高。

物产

氢氧化钴

-式：Co（OH）₂。

摩尔质量：92.948 g / mol。

-外观：粉红色粉末或红色粉末。分子式为α-Co（OH）₂的不稳定蓝色

-密度：3597g / cm ³。

-在水中的溶解度：3.2 mg / l（微溶）。

-易溶于酸和氨。不溶于稀碱。

-熔点：168℃。

-灵敏度：对空气敏感。

-稳定性：稳定。

氢氧化钴

-配方：Co（OH）₃

-分子量：112.98 g / mol。

-外观：两种形式。黑褐色稳定，深绿色不稳定，有变黑的趋势。

生产

向硝酸钴（II）溶液中添加氢氧化钾会导致出现蓝紫色沉淀，该沉淀在加热时变为Co（OH）₂，即氢氧化钴（II） ）。

当将碱金属氢氧化物添加到Co ²⁺盐的水溶液中时，Co（OH）₂沉淀

Co ²⁺ + 2 NaOH => Co（OH）₂ + 2 Na ⁺

应用领域

-用于炼油和石化工业用催化剂的生产。另外，Co（OH）_2用于制备钴盐。

-氢氧化钴（II）用于制造油漆干燥器和制造电池电极。

纳米材料的合成

-氢氧化钴是合成具有新颖结构的纳米材料的原料。例如，由Co（OH）₂设计了该化合物的纳米管，其具有大的表面积以作为催化剂参与氧化反应。这些纳米管被浸渍在多孔镍或结晶碳电极上。

-已经寻求实现将碳酸盐夹在其层中的碳酸盐氢氧化物纳米棒。在它们中，使用了Co ²⁺到Co ³⁺的氧化反应，^被证明是具有潜在电化学应用的材料。

-研究已经使用显微技术从低温下相应氢氧化物的氧化作用合成并表征了混合的氧化钴和羟基氧化氢氧化物的纳米盘。

具有纳米级结构的氢氧化钴棒，圆片和薄片为催化领域以及现代设备中涉及电化学和电能的最大利用的所有应用打开了大门。

参考文献

1. 克拉克·J（2015）。钴。摘自：chemguide.co.uk
2. 维基百科。（2018）。氢氧化钴（II）。摘自：en.wikipedia.org
3. PubChem。（2018）。钴的 氢氧化物。摘自：pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. 罗维塔AAS&col。2017年7月11日）。氢氧化钴纳米薄片及其作为超级电容器和析氧催化剂的应用。从以下站点恢复：ncbi.nlm.nih.gov
5. D. Wu，S。Liu，SM SM Yao和XP XP。（2008）。氢氧化钴碳酸盐纳米棒的电化学性能。电化学和固态快报，11 12 A215-A218。
6. 杨静，刘宏伟，韦德·马滕斯和雷·弗罗斯特。（2010）。氢氧化钴，氢氧化钴和氧化钴纳米圆片的合成与表征。从以下位置恢复：pubs.acs.org