Уравнение реакции никеля с кислородом

Оксид никеля II

Оксид никеля II
Систематическое наименование	Оксид никеля II
Традиционные названия	Оксид никеля, окись никеля
Хим. формула	NiO
Рац. формула	NiO
Состояние	твёрдое
Молярная масса	74,69 г/моль
Плотность	α-NiO 6,67 г/см³ β-NiO 7,45
Температура
• плавления	1682 °C
• разложения	1230 °C
Мол. теплоёмк.	44,3 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-239,7 кДж/моль
Рег. номер CAS	1313-99-1
PubChem	14805
Рег. номер EINECS	215-215-7
SMILES
RTECS	QR8400000
ChemSpider	14121
ЛД50	5000 мг/кг
Токсичность	Токсичен, канцерогенен
Пиктограммы ECB
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксид никеля II — неорганическое бинарное соединение двухвалентного никеля с кислородом. Химическая формула NiO. Встречается в природе в виде редкого минерала бунзенита.

Содержание

• 1 Физические свойства
• 2 Получение
• 3 Химические свойства
• 4 Применение
• 5 Безопасность

Физические свойства

Оксид никеля II — кристаллическое вещество, в зависимости от способа получения и термической обработки имеет цвет от светло- до тёмно-зелёного или чёрного. Имеет две кристаллические модификации:

• α-NiO до Т 252 °C, кубическая сингония, пространственная группа F m3m, a = 0,41768 нм, Z = 4, структура типа NaCl, d = 7,45 г/см³.

Получение

В природе оксид никеля встречается в виде минерала бунзенита — октаэдрические кристаллы, цвет от тёмно-зелёного до буровато-чёрного в зависимости от примесей. Химический состав нестехиометрический NiO_x, где x =

1 с примесями Bi, Co, As. Очень редок, встречается в Иогангеоргенштадте, в Саксонии.

Оксид никеля можно синтезировать непосредственно из элементов окислением Ni при нагревании на воздухе или в кислороде:

2 Ni + O₂ → 500−1000oC 2 NiO

Оксид никеля II может быть получен термическим разложением гидроксида никеля II или некоторых солей двухвалентного никеля (карбоната, нитрата и др.):

Ni(OH)₂ → 230−250oC NiO + H₂O NiCO₃ → >300oC NiO + CO₂

Химические свойства

Термически оксид никеля очень устойчив. Только при температурах выше 1230 °C становится заметна его обратимая диссоциация:

2 NiO ⇄ 2 Ni + O₂

Проявляет амфотерные свойства (основные преобладают), в воде практически не растворим:

Реагирует с кислотами:

При спекании взаимодействует с щелочами и оксидами типичных металлов:

NiO + 2 NaOH → 400∘C Na₂NiO₂ + H₂O NiO + BaO → 1200∘C BaNiO₂

С концентрированным раствором аммиака образует амминокомплексы:

Восстанавливается водородом или другими восстановителями (С, Mg, Al) до металла:

При сплавлении с кислотными оксидами образует соли:

Применение

Основное применение оксида никеля — промежуточный продукт при получении солей никеля II, никельсодержащих катализаторов и ферритов. Используется NiO как зелёный пигмент для стекла, глазурей и керамики. Объём производства оксида никеля около 4000 тонн/год.

Безопасность

Как и все соединения никеля, его оксид тоже ядовитый и канцерогенный. ПДК в воздухе для рабочей зоны 0,005 мг/м³ (в пересчёте на Ni).

Уравнение реакции никеля с кислородом

Самовоспламенение никеля на воздухе

Никель — это прочный, устойчивый к коррозии металл, который не изменяется под действием кислорода воздуха и влаги. Никелем покрывают детали приборов и машин для придания декоративного вида и защиты от коррозии. Но измельченные металлы, в том числе и никель, по своим свойствам отличаются от металлов, находящихся в монолитном виде. Выделим никель из сплава никель-алюминий, поместив порошок сплава в раствор щелочи.

Алюминий активно реагирует со щелочью, растворяясь в ней, реакция идет с выделением водорода. Для увеличения скорости растворения алюминия нагреваем раствор. Когда реакция закончится, и весь алюминий перейдет в раствор, промоем полученную крошку никеля сначала водой, а затем этиловым спиртом — для удаления остатков влаги. Извлечем немного никелевой крошки из спирта на фильтровальную бумагу. Когда спирт испаряется, никель начинает реагировать с кислородом воздуха, постепенно разогревается и сгорает с образованием оксида никеля.

Подобными свойствами обладает и мелкораздробленное железо. Измельченные никель и железо — пирофоры . Пирофорами называют вещества или смеси веществ, самовоспламеняющиеся на воздухе.

Оборудование: стакан химический, фильтровальная бумага, штатив с сеткой, стеклянная палочка.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы со щелочами и правила пожарной безопасности. Все остатки пирофорного никеля уничтожить, растворив их в разбавленной азотной кислоте.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Никель и его соединения.

Никель — ковкий и пластичный металл. Никель — ферромагнетик. На воздухе — стабилен. На поверхности находится защитная пленка NiO, которая защищает металл от дальнейшего окисления.

С H₂O и парами воды, содержащимися в воздухе, никель тоже не реагирует. Практически не взаимодействует никель и с такими кислотами, как серная, фосфорная, плавиковая и некоторыми другими.

С O₂ реагирует только при температуре выше 800° С.

Оксид никеля обладает основными свойствами. Он существует в 2-х модификациях: низкотемпературной (гексагональная решетка) и высокотемпературной (кубическая решетка).

С галогенами, серой реагирует только при температуре с образованием NiHal₂ и NiS. При взаимодействии с С, P образуются: карбид Ni₃C, фосфиды — Ni₅P₂, Ni₂P, Ni₃P.

С неметаллами (N₂) реакция протекает при оптимальных условиях.

Существуют растворимые в воде соли NiSO₄, Ni(NO₃)₂ и многие другие, которые образуют кристаллогидраты NiSO₄·7Н₂О, Ni(NO₃)₂·6Н₂О.

Если добавить щелочь к раствору соли никеля (II), то выпадет зеленый осадок гидроксида никеля:

Ni(OH)₂ обладает слабоосновными свойствами. При взаимодействии с щелочью:

Применение никеля и его соединений.

Наибольшее применение никель находит в производстве нержавеющей стали и сплавов. К сплавам, в которых потребляется много никеля, относятся:

— монель-металл (Ni, Cu, Fe, Mn), широко используемый в химической аппаратуре, судостроении, для изготовления отстойников и крышек;

— нихром и хромель (Ni, Cr), используемые в виде проволоки для реостатов, тостеров, утюгов, обогревателей;

— инвар (Ni, Fe), применяемый благодаря очень низкому коэффициенту расширения для изготовления маятников в часах и измерительных рулетках;

— пермаллой (Ni, Fe), используемый в технологии морских кабелей и электропередачи благодаря прекрасной магнитной восприимчивости;

— нейзильбер (Ni, Cu, Zn) – для изготовления домашней утвари;

— алнико (Ni, Co, Fe, Al) – мощный магнитный материал, используемый для изготовления мелкого инструмента, обладающего свойствами постоянного магнита.

Никелевые покрытия давно применяют в декоративных целях и для защиты от коррозии многих основных металлов, хотя часто заменяют и хромовым покрытием.