Получение гидроксида никеля уравнение реакции

Получение гидроксида никеля (II) и изучение его свойств

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,293
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,176
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Гидроксид никеля II

Гидроксид никеля II — неорганическое соединение, гидроксид металла никеля с формулой Ni(OH)₂, светло-зелёные кристаллы, не растворяется в воде, образует гидраты.

Содержание

Получение

• Действие концентрированных щелочей на раствор солей двухвалентного никеля:

NiSO₄ + 2 NaOH → Ni(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄ NiCl₂ + 2 NaOH → Ni(OH)₂ ↓ + 2 NaCl

Физические свойства

Гидроксид никеля II образует светло-зелёные кристаллы тригональной сингонии, пространственная группа P 3 m1, параметры ячейки a = 0,3117 нм, c = 0,4595 нм, Z = 1.

Из раствора осаждается гидрат Ni(OH)₂•n H₂O из которого после сушки над серной кислотой выделяется соединение стехиометрического состава 3Ni(OH)₂•2H₂O.

Не растворяется в воде, р ПР = 13,80.

Гидроксид никеля (II): структура, свойства, применение, риски

Гидроксид никеля (II): структура, свойства, применение, риски — Наука

Содержание:

В гидроксид никеля (II) Это зеленое кристаллическое неорганическое твердое вещество, в котором металлический никель имеет степень окисления 2+. Его химическая формула — Ni (OH).₂. Его можно получить, добавляя щелочные растворы гидроксида калия (КОН), гидроксида натрия (NaOH) или гидроксида аммония (NH₄OH) по каплям в водные растворы солей никеля (II), таких как хлорид никеля (II) (NiCl₂) или нитрат никеля (II) (Ni (NO₃)₂).

В таких условиях он выпадает в осадок в виде объемного зеленого геля, который кристаллизуется после длительного стояния. Его кристаллы имеют структуру брусита или гидроксида магния Mg (OH).₂.

В природе Ni (OH)₂ содержится в минерале теофрастит (от англ. теофрастит), о котором впервые было сообщено в 1981 году при обнаружении в северной Греции.

Ni (OH)₂ Он кристаллизуется в две полиморфные фазы, α и β фазу, что зависит от способа его кристаллизации.

Он растворим в кислотах, и его зеленоватый цвет зависит от исходной соли никеля.

Он давно используется в качестве катода в щелочных аккумуляторных батареях. Он находит применение в электрокатализе, что делает его очень полезным материалом в топливных элементах и ​​электросинтезе, а также в различных областях применения.

Он представляет опасность для здоровья при вдыхании, проглатывании или контакте с кожей или глазами. Также считается канцерогенным агентом.

Кристальная структура

Гидроксид никеля (II) может кристаллизоваться двумя разными способами: α-Ni (OH)₂ и β-Ni (OH)₂.

Кристалл Ni (OH)₂ имеет гексагональную структуру брусита (Mg (OH)₂). Идеальная форма — слои NiO.₂ в плоском гексагональном расположении катионов Ni в октаэдрической координации с кислородом.

Форма α-Ni (OH)₂ он характеризуется довольно аморфной неупорядоченной структурой с переменным межслойным пространством, но больше, чем в β-фазе. Это объясняется тем, что в его структуре представлены несколько видов, разбросанных между слоями, например H₂О, ОН – , ТАК₄ 2- и CO₃ 2- в зависимости от аниона исходной соли никеля.

Β-Ni (ОН)₂ Он также имеет слоистую структуру, но намного проще, упорядочен и компактен. Межслойное пространство составляет 4,60 А. Группы ОН «свободны», то есть не образуют водородных связей.

Электронная конфигурация

В Ni (OH)₂ Никель находится в степени окисления 2+, что означает, что в его внешней оболочке отсутствуют 2 электрона. Электронная конфигурация Ni 2+ это: [Ar] 3d 8 , где [Ar] — электронная конфигурация благородного газа аргона.

В Ni (OH)₂, электроны-d атомов Ni расположены в центре небольшого искаженного октаэдра O. Каждый атом O забирает один электрон от H и 1/3 атомов Ni, в результате чего каждый атом Ni теряет 2 электрона —d.

Простой способ представить это так:

H-O – Ни то, ни другое 2+ – ОЙ

Номенклатура

— гидроксид никеля (II)

— Моногидрат оксида никеля (II)

Свойства

Физическое состояние

Сине-зеленое или желтовато-зеленое кристаллическое твердое вещество.

Молекулярный вес

Температура плавления

230 ºC (плавится с разложением).

Плотность

4,1 г / см 3 при 20 ° С.

Растворимость

Практически не растворим в воде (0,00015 г / 100 г H₂ИЛИ). Легко растворим в кислотах. Он также хорошо растворяется в растворах аммиака (NH₃), потому что с этой формой комплексы синевато-фиолетового цвета.

Другие свойства

Это не амфотерное соединение. Это означает, что он не может действовать одновременно как кислота и основание.

Когда Ni (OH)₂ получают из растворов хлорида никеля (NiCl₂) имеет голубовато-зеленый цвет, а если он выпадает из растворов нитрата никеля (Ni (NO₃)₂) имеет зелено-желтый цвет.

Альфа-фаза (α-Ni (OH)₂) имеет более высокие электрохимические свойства, чем бета-фаза. Это связано с тем, что в альфа-диапазоне для каждого атома никеля доступно большее количество электронов.

Бета-форма (β-Ni (OH)₂) представил характеристики типа полупроводника —п.

Приложения

В батареях

Самое долгое использование Ni (OH)₂ дело в батареях. В 1904 году Томас Эдисон использовал его вместе с оксидом NiO (OH) в качестве материала для катода щелочных батарей.

Электрохимическая емкость катодов Ni (OH).₂ это напрямую связано с морфологией и размером его частиц. Наночастицы Ni (OH)₂ Из-за своего небольшого размера они обладают превосходными электрохимическими характеристиками и более высоким коэффициентом диффузии протонов, чем более крупные частицы.

Он широко используется в качестве катодного материала во многих перезаряжаемых щелочных батареях, таких как никель-кадмиевые, никель-водородные, никель-железные и другие. Он также использовался в высокопроизводительных суперконденсаторах.

Реакция в этих устройствах включает окисление Ni (OH)₂ во время фазы зарядки и восстановления NiO (OH) во время фазы разряда в щелочном электролите:

Ni (OH)₂ + ОН – – а также – ⇔ NiO (OH) + H₂ИЛИ

Это уравнение обратимо и называется окислительно-восстановительным переходом.

В аналитических приложениях

Α-Ni (ОН)₂ Он был использован для разработки электрохимических сенсоров для определения витамина D.₃или холекальциферол, форма витамина D, которую можно получить, подвергая кожу воздействию солнечного света или через некоторые продукты (яичный желток, коровье молоко, свежий лосось и жир печени трески).

Использование гибридных сенсоров, содержащих α-Ni (OH)₂вместе с оксидом графена и диоксидом кремния позволяет количественно определять витамин D₃ непосредственно в биологических матрицах.

Кроме того, неупорядоченная ламеллярная структура α-Ni (OH)₂ он облегчает вход и выход ионов в пустые структурные пространства, что способствует электрохимической обратимости сенсора.

В электрокатализе реакций

Редокс-переход между Ni (OH)₂ и NiO (OH) также использовался в каталитическом окислении многих небольших органических соединений в щелочном электролите. Механизм этого электрокаталитического окисления следующий:

Ni (OH)₂ + ОН – – а также – ⇔ NiO (OH) + H₂ИЛИ

NiO (OH) + органическое соединение → Ni (OH) 2 + продукт

Органическое соединение может представлять собой, например, глюкозу и глюколактон.

Электрокатализ реакций окисления малых молекул находит применение в топливных элементах, электроанализе, электросинтезе и электродеградации.

В различных применениях

Его электрокаталитические свойства привлекли внимание к использованию в фотокатализе, электрохромных устройствах, адсорбентах и ​​прекурсорах наноструктур.

Кроме того, он может использоваться в качестве пигмента из-за его высокой отражательной способности.

Риски

При нагревании до разложения выделяет токсичные газы. Воздействие Ni (OH)₂ представляет ряд рисков. При вдыхании он раздражает слизистую оболочку верхних дыхательных путей, может вызвать астму и фиброз легких.

При попадании в глаза раздражает конъюнктивальную оболочку. На коже он вызывает сенсибилизацию, жжение или зуд и эритему, вызывая тяжелые дерматиты и кожные аллергии.

Он также может повлиять на почки, желудочно-кишечный тракт, неврологическую систему и вызвать сердечно-сосудистые заболевания. Может нанести вред плоду беременных.

Ni (OH)₂ он канцерогенный. Это было связано с риском развития рака носа и легких. Сообщалось о случаях смерти рабочих от рака на заводах по производству никель-кадмиевых батарей.

Он был классифицирован как очень токсичный для водных организмов с долгосрочным разрушительным действием.

В отношении растений существует определенное противоречие, потому что, хотя никель токсичен для растений, он также является важным микронутриентом для их развития. Он требуется в очень малых количествах для оптимального роста растений.

Ссылки

1. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертый выпуск. Джон Вили и сыновья.
2. Андраде, Т. и другие. (2018). Влияние осаждающих агентов на структурные, морфологические и колориметрические характеристики частиц гидроксида никеля. Коллоидные и интерфейсные научные коммуникации. 23 (2019) 6-13. Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Хаоран Ван и Чанцзян Сун. (2019). Электронная и фононная структура гидроксида никеля: первые принципы расчетного исследования. Eur. Phys. J. B (2019) 92:37. Восстановлено с link.springer.com.
4. Национальная медицинская библиотека. (2019). Гидроксид никеля. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
5. Каневари, Т. (2014). Синтез и характеристика частиц гидроксида альфа-никеля (II) на органо-неорганической матрице и их применение в чувствительном электрохимическом сенсоре для определения витамина D. Electrochimica Acta 147 (2014) 688-695. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Miao, Y. et al. (2014). Электрокатализ и электроанализ никеля, его оксидов, гидроксидов и оксигидроксидов в направлении малых молекул. Биосенсоры и биоэлектроника. 53 (2014) 428-439. Восстановлено с sciencedirect.com.

Устойчивое потребление: для чего это нужно, важность, действия, примеры

Остров проклятых: краткий психологический взгляд на фильм