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Hidróxido de cobalto (II)

El hidróxido de cobalto (II) o hidróxido cobaltoso es el compuesto inorgánico con la fórmula Co(OH)
2
, que consiste en cationes de cobalto divalentes Co 2+
y aniones hidróxido OH
El compuesto puro, a menudo llamado "forma beta" (β- Co(OH)
2
) es un sólido rosado insoluble en agua. [2] [3]

El nombre también se aplica a un compuesto relacionado, a menudo llamado forma "alfa" o "azul" (α- Co(OH)
2
), que incorpora otros aniones en su estructura molecular. Este compuesto es azul y bastante inestable. [2] [3]

El hidróxido de cobalto (II) se utiliza principalmente como agente secante para pinturas , barnices y tintas , en la preparación de otros compuestos de cobalto, como catalizador y en la fabricación de electrodos de batería .

Preparación

El hidróxido de cobalto (II) precipita como un sólido cuando se agrega un hidróxido de metal alcalino a una solución acuosa de sal de Co 2+ . [4] Por ejemplo,

Co 2+ + 2 NaOH → Co(OH) 2 + 2 Na +

El compuesto se puede preparar haciendo reaccionar nitrato de cobalto (II) en agua con una solución de trietilamina N(C
2
yo
5
)
3
como base y como agente complejante . [3] También se puede preparar mediante electrólisis de una solución de nitrato de cobalto con un cátodo de platino . [5]

Reacciones

El hidróxido de cobalto (II) se descompone en óxido de cobalto (II) a 168 °C al vacío y se oxida con el aire. [4] El producto de descomposición térmica en el aire por encima de los 300 °C es Co 3 O 4 . [6] [7]

Al igual que el hidróxido de hierro (II) , el hidróxido de cobalto (II) es un hidróxido básico y reacciona con ácidos para formar sales de cobalto (II). También reacciona con bases fuertes para formar soluciones con aniones de cobaltato (II) de color azul oscuro, [Co(OH) 4 ] 2− y [Co(OH) 6 ] 4− . [8]

Estructura

La forma (β) del hidróxido de cobalto(II) tiene la estructura cristalina de brucita , es decir, la disposición de los átomos en el cristal es la misma que la disposición de los átomos en Mg(OH) 2 . Los centros de Co(II) están unidos a seis ligandos de hidróxido . Cada ligando de hidróxido se une a tres sitios de Co(II). Los enlaces OH son perpendiculares a los planos definidos por los átomos de oxígeno, y se proyectan por encima y por debajo de estas capas. [9] Ignorando los átomos de H, el empaquetamiento del anión y los cationes también se describe como la estructura de yoduro de cadmio , en la que los cationes de cobalto(II) tienen una geometría molecular octaédrica . [8]

La forma beta se puede obtener como plaquetas con geometría hexagonal parcial, de 100 a 300 nm de ancho y 5 a 10 nm de espesor. [5] [3]

Hidróxido de alfa cobalto (II)

Forma alfa

La denominada "forma alfa" (α-Co(OH) 2 ) no es un polimorfo de la forma pura (β), sino más bien un compuesto más complejo en el que las capas de hidróxido-cobalto-hidróxido tienen una carga positiva residual y se alternan con capas de otros aniones como nitrato , carbonato , cloruro , etc. (la estructura de hidrotalcita ). [3] Por lo general, se obtiene como un precipitado azul cuando se agrega una base como hidróxido de sodio a una solución de una sal de cobalto (II). El precipitado se convierte lentamente a la forma beta. [10]

Nanotubos

El hidróxido de cobalto se puede obtener en forma de nanotubos , lo que puede ser de interés en nanotecnología y ciencia de materiales . [11]

Nanotubos de hidróxido de cobalto. Barras de escala: (a,b) 500 nm, recuadro 200 nm; (c,e) 50 nm; (d) 100 nm.

Referencias

  1. ^ ab Lide, David R. (1998). Manual de química y física (87.ª ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. pág. 513. ISBN 0-8493-0594-2.
  2. ^ ab Lide, David R. (1998). Manual de química y física (87.ª ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press. pág. 454. ISBN 0-8493-0594-2.
  3. ^ abcde Xiaohe Liu, Ran Yi, Ning Zhang, Rongrong Shi, Xingguo Li y Guanzhou Qiu (2008): "Nanoláminas de hidróxido de cobalto y su descomposición térmica en nanoanillos de óxido de cobalto". Chemistry: An Asian Journal , volumen 3, número 4, páginas 732-738. doi :10.1002/asia.200700264
  4. ^ ab O. Glemser "Hidróxido de cobalto (II)" en Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2.ª ed. Editado por G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. pág. 1521.
  5. ^ ab P. Benson, GWD Briggs y WFK Wynne-Jones (1964): "El electrodo de hidróxido de cobalto: I. Estructura y transiciones de fase de los hidróxidos". Electrochimica Acta , volumen 9, número 3, páginas 275-280. doi :10.1016/0013-4686(64)80016-5
  6. ^ Jayashree, RS; Kamath, P. Vishnu (1999). "Síntesis electroquímica de hidróxido de a-cobalto". Revista de química de materiales . 9 (4): 961–963. doi :10.1039/A807000H.
  7. ^ Xu, ZP; Zeng, HC (1998). "Evolución térmica de hidróxidos de cobalto: un estudio comparativo de sus diversas fases estructurales". Journal of Materials Chemistry . 8 (11): 2499–2506. doi :10.1039/A804767G.
  8. ^ ab Wiberg, Nils; Wiberg, Egon; Holleman, AF (2001). Química Inorgánica. Prensa académica. págs. 1478-1479. ISBN 0-12-352651-5. Consultado el 27 de marzo de 2009 .
  9. ^ Lutz, HD; Möller, H.; Schmidt, M. (1994). "Espectros de vibración en red. Parte LXXXII. Hidróxidos de tipo brucita M(OH)2 (M = Ca, Mn, Co, Fe, Cd) — Espectros IR y Raman, difracción de neutrones de Fe(OH)2". Journal of Molecular Structure . 328 : 121–132. doi :10.1016/0022-2860(94)08355-x.
  10. ^ Liu, Zhaoping; Ma, Renzhi; Osada, Minoru; Takada, Kazunori; Sasaki, Takayoshi (2005). "Síntesis selectiva y controlada de hidróxidos de cobalto α y β en plaquetas hexagonales altamente desarrolladas". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (40): 13869–13874. doi :10.1021/ja0523338. PMID  16201808.
  11. ^ Ni, Bing; Liu, Huiling; Wang, Peng-Peng; He, Jie; Wang, Xun (2015). "Síntesis general de nanotubos inorgánicos de pared simple". Nature Communications . 6 : 8756. Bibcode :2015NatCo...6.8756N. doi :10.1038/ncomms9756. PMC 4640082 . PMID  26510862.