水酸化コバルト(II)

[水]]酸化[[コバルト]：性質、合成、反応、用途

[水]]酸化コバルト]は、[コバルト]イオンと[水酸化物イオンからなる化学式Co(OH)₂で表される無機化合物です。水への溶解度は非常に低く、通常は固体の状態で存在します。水酸化コバルトといえば、一般的にこの水酸化コバルト]を指しますが、[コバルトの酸化状態が+3である水酸化[[コバルト]も存在します。

[水]]酸化コバルト]は、空気中の酸素や[酸化剤によって容易に酸化され、水酸化コバルト]へと変化します。そのため、保存の際には空気との接触を避ける必要があります。また、強熱すると[[コバルト酸化物の金属ヒュームを発生し、刺激性があるため取り扱いには注意が必要です。密栓して保管することが推奨されます。

合成方法

[水]]酸化コバルト]は、様々な方法で合成できます。例えば、[コバルト]塩の[[水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えることで沈殿として得られます。得られる沈殿の色は、反応条件によって異なります。

青色の[水]]酸化コバルト]は、[グルコースを含むコバルト]塩[水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えることで得られます。一方、バラ色の水酸化コバルト]は、0℃に冷却した[水酸化カリウム水溶液に、硝酸コバルト][[水溶液を激しく攪拌しながら加えることで得られます。バラ色のもののほうが、青色のものよりも安定性が高いとされています。

これらの合成反応は、以下の化学反応式で表すことができます。

Co²⁺ + 2OH⁻ → Co(OH)₂(s)

この反応式は、[コバルト]イオン(Co²⁺)と[水]]酸化物イオン(OH⁻)が反応して、水酸化[[コバルト]の固体(Co(OH)₂(s))を生成することを示しています。

物理的および化学的性質

バラ色の[水]]酸化コバルト]は、六方晶系の[水酸化カドミウム型構造をとります。その格子定数はa = 3.173Å、c = 4.640Åです。水への溶解度は低く、その溶解度積は1.3×10⁻¹⁵程度です。pH7.5以上のアルカリ性条件下でコバルト]塩[[水溶液から沈殿として生成します。

希酸には容易に溶解し、コバルトイオン(Co²⁺)を生成します。希アルカリにはほとんど溶解しませんが、濃厚アルカリ水溶液中では、青紫色のヒドロキシ錯体[Co(OH)₄]²⁻を生成して溶解します。この反応は、以下の化学反応式で表されます。

Co(OH)₂ + 2OH⁻ → [Co(OH)₄]²⁻

[水]]酸化コバルト]は[酸化剤と反応し、水酸化コバルト]に[[酸化されます。その標準酸化還元電位は以下の通りです。

Co(OH)₂ + OH⁻ → Co(OH)₃ + e⁻ E°= 0.17 V

Co(OH)₃ + e⁻ ⇌ Co(OH)₂ + OH⁻

用途

[水]]酸化コバルト]は、ニッケル・[水素蓄電池の電極材料への添加剤として利用されています。これは、水酸化コバルト]の電気[[化学的な性質が、電池の性能向上に寄与するためです。

安全性

[水]]酸化コバルト]は、刺激性があり、取り扱いには注意が必要です。空気中での[[酸化や強熱による金属ヒュームの発生に注意し、適切な保護具を着用して取り扱うべきです。密閉容器に保管し、子供の手の届かない場所に保管することが重要です。

まとめ

[水]]酸化コバルト]は、その合成方法、性質、反応性、そしてニッケル[[水素電池への応用など、様々な観点から興味深い化合物です。その取り扱いには注意が必要ですが、重要な工業的用途を持つ物質です。

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