Struktura wodorotlenku niklu (II), właściwości, zastosowania, ryzyko

On wodorotlenek niklu (ii) Jest to zielona krystaliczna nieorganiczna substancja stała, w której metal niklu ma liczbę utleniania 2+. Jego formuła chemiczna to Ni (OH)₂. Można go uzyskać przez dodanie roztworów alkalicznych wodorotlenku potasu (KOH), wodorotlenku sodu (NaOH) lub wodorotlenku amonu (NH₄Oh), upuść lakierowe roztwory soli niklu (II), jako chlorek niklu (II) (NICL₂) lub azotan niklu (II) (Ni (nie₃)₂).

W takich okolicznościach wytrąca się w postaci obszernego zielonego żelu, który krystalizuje się po pozostałym do odpoczynku. Jego kryształy mają strukturę wodorotlenku Brucita lub Magnesio (OH)₂.

Kryształy wodorotlenkowe niklu, Ni (OH)₂, W rurze testowej. Autor: Ondřej Mang - Vlastní Sbirka, domena pubowa, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 2222697. Źródło: Wikipedia Commons.

W naturze Ni (OH)₂ Znajduje się w minerałach Teofrastite (angielski Teofrastyt), który został po raz pierwszy zgłoszony w 1981 roku, kiedy znaleziono na północ od Grecji.

Ni (OH)₂ krystalizuje w dwóch fazach polimorficznych, fazie α i β, co zależy od sposobu, w jaki krystalizował.

Jest rozpuszczalny w kwasach, a ton jego zielonkawego zabarwienia zależy od soli z niklu.

Od dawna jest używany jako katoda baterii alkalicznej. Ma zastosowanie w elektrokatalizy, co czyni go bardzo przydatnym materiałem w ogniwach paliwowych i elektrozíntezie, spośród kilku zastosowań.

Przedstawia zagrożenia dla zdrowia, które mają być wdychane, połknięte lub jeśli wchodzi w kontakt ze skórą lub oczami. Jest również uważany za czynnik rakotwórczy.

[TOC]

Struktura krystaliczna

Nickel (II) Hydroksyd może krystalizować na dwa różne sposoby: α-Ni (OH)₂ i β-Ni (OH)₂.

Ni (OH) Crystal₂ Ma sześciokątną strukturę Brucity (MG (OH)₂). Idealna forma jest warstw Nio₂ W sześciokątnej płaszczyzny kationów lub w oktaedrycznej koordynacji z tlenem.

Postać α-Ni (OH)₂ Charakteryzuje się byciem raczej amorficzną niechlujną strukturą o zmiennej interlaminie. Wyjaśniono to, ponieważ przedstawia w swojej strukturze kilka przeplatanych gatunków między warstwami, takich jak H₂Lub, och^-, południowy zachód₄^2- i co₃^2-, W zależności od niklu anionu odlotu.

Może ci służyć: Pojęcie wrzenia: koncepcja, obliczenia i przykłady

Β-Ni (OH)₂ Przedstawia także strukturę warstwy, ale znacznie prostsza, bardziej uporządkowana i kompaktowa. Przestrzeń interlaminowa wynosi 4,60 do. OH Grupy są „wolne”, to znaczy nie tworzą wiązań wodorowych.

Elektroniczna Konfiguracja

W NI (OH)₂ Nikiel znajduje się w stanie utleniania 2+, co oznacza, że ​​2 elektrony brakuje jej najbardziej zewnętrznej warstwy. Konfiguracja elektroniczna Ni²⁺ ES: [AR] 3D⁸, Gdzie [AR] jest elektroniczną konfiguracją szlachetnego gazu argonowego.

W NI (OH)₂, Elektrony-D atomów NO NOT nie znajdują się w centrum małego oktaedro zniekształconego lub. Każdy atom lub przyjmuje elektron H i 1/3 atomów Ni, powodując każdy atom Ni tracący 2 elektrony-D.

Prosty sposób na reprezentowanie go jest następujący:

H-O^- Żaden^{2+ -}OH

Nomenklatura

- Wodorotlenek niklu (ii)

- Nikiel dihydroksyd

- Monohydrat tlenku niklu (II)

Nieruchomości

Stan fizyczny

Niebieskawy zielony krystaliczny stały lub żółtawy zielony.

Waga molekularna

92 708 g/mol.

Temperatura topnienia

230 ° C (topi się rozkładem).

Gęstość

4,1 g/cm³ w 20 ° C.

Rozpuszczalność

Praktycznie nierozpuszczalny w wodzie (0,00015 g/100 g h₂ALBO). Jest łatwo rozpuszczalny w kwasie. Jest również bardzo rozpuszczalny w roztworach amoniaku (NH₃), Cóż, z tą złożoną fioletową formą.

Inne właściwości

To nie jest związek Amphoter. Oznacza to, że nie może działać jak kwas i podstawa.

Kiedy ni (oh)₂ Jest uzyskiwany z roztworów chlorkowych niklu (NICL₂) przedstawia zielone niebieskie zabarwienie, a jeśli wytrąca roztwory azotanu niklu (lub (nie (nie₃)₂) przedstawia zielono-żółte zabarwienie.

Faza alfa (α-Ni (OH)₂) ma właściwości elektrochemiczne większe niż faza beta. Wynika to z faktu, że w alfa jest większa liczba elektronów dostępnych dla każdego atomu niklu.

Postać beta (β-ni (OH)₂) przedstawił charakterystykę półprzewodnika typu-P.

Aplikacje

W bateriach

Najdłuższe użycie Ni (OH)₂ Jest w bateriach. W 1904 r.

Może ci służyć: berylum: historia, struktura, właściwości, użyciaBaterie niklu-kadm. © Raimond Spekking. Źródło: Wikipedia Commons.

Zdolność elektrochemii katod Ni (OH)₂ jest bezpośrednio związany z morfologią i wielkością jej cząstek. Nanocząstki Ni (OH)₂ Ze względu na ich niewielki rozmiar mają wyższe zachowanie elektrochemiczne i większy współczynnik dyfuzji protonów niż największe cząstki.

Miał szerokie zastosowanie jako materiał katodowy w wielu akumulatorach alkalicznych, takich jak nikiel-kadm, niklu-hydrogen, niklu-hydrogen, między innymi. Został również używany w super-wysokich kondensatorach wydajnościowych.

Nikiel-kadm bateria do samochodów. Autor: Claus Able. Źródło: własna praca. Źródło: Wikipedia Commons

Reakcja w tych urządzeniach implikuje utlenianie Ni (OH)₂ Podczas fazy obciążenia i redukcji dziecka (OH) podczas fazy rozładowania w elektrolicie alkalicznym:

Ni (oh)₂ + Oh^- - I^- ⇔ Nio (OH) + H₂ALBO

To równanie jest odwracalne i nazywa się przejście redoks.

W zastosowaniach analitycznych

Α-Ni (OH)₂ Został wykorzystany do rozwoju czujników elektrochemicznych do oznaczania witaminy D₃, o Coleciferol, forma witaminy D, którą można uzyskać przez ekspozycję skóry w świetle słonecznym lub przez niektóre pokarmy (żółtko jaj, mleko krowie, świeży łososia i olej z wątroby)).

Żywność, która zapewnia nam witaminę D. Źródło: Pixabay

Zastosowanie czujników hybrydowych zawierających α-Ni (OH)₂, Wraz z grafenem i tlenkiem krzemionkowym pozwala na wykonanie witaminy D₃ bezpośrednio w matrycach biologicznych.

Ponadto nieuporządkowana laminarna struktura α-Ni (OH)₂ Ułatwia wejście i wyjście jonów w pustych przestrzeniach strukturalnych, co sprzyja elektrokemicznej odwracalności czujnika.

W reakcjach elektrokataliza

Przejście redoks między Ni (OH)₂ a dziecko (OH) było również stosowane w katalitycznym utlenianiu wielu małych związków organicznych w elektrolicie alkalicznym. Mechanizm tego elektrokatalitycznego utleniania jest następujący:

Może ci służyć: kwas sulfamowy: struktura, właściwości, synteza, zastosowania

Ni (oh)₂ + Oh^- - I^- ⇔ Nio (OH) + H₂ALBO

Nio (OH) + Związek Organiczny → Ni (OH) 2 + Produkt

Związkiem organicznym może być na przykład produkt glukozy i glikolaktonu.

Elektrokataliza reakcji utleniania małych cząsteczek ma zastosowanie w ogniwach paliwowych, elektroanalizie, elektrozíntezie i elektrodegradacji.

Samochody elektryczne z ogniwem paliwowym na stacji zakwaterowanej wodorowej. Autor: Bex. Źródło: własna praca. Źródło: Wikipedia Commons.

W kilku zastosowaniach

Jego właściwości elektrokatalityczne zwróciły uwagę na zastosowanie w fotokatalizy, elektrokromie, adsorbentie i prekursorach prekursorów nanostruktury.

Ponadto ma potencjalne zastosowanie jako pigment ze względu na wysoki współczynnik odbicia.

Ryzyko

Jeśli rozgrzasz się do jego rozkładu, emituje toksyczne gazy. Ekspozycja na Ni (OH)₂ przedstawia serię ryzyka. Jeśli jest wdycha, jest irytujący dla błony śluzowej górnego dróg oddechowych może wytwarzać astmę i może generować zwłóknienie płucne.

Jeśli kontaktujesz się z oczami irytuj membranę spojówką. W skórze powoduje świadomość, zapał lub swędzenie i rumień, powodując ciężkie zapalenie skóry i alergie skórne.

Może również wpływać na nerki, przewód pokarmowy, układ neurologiczny i może powodować uszkodzenie sercowo -naczyniowe. Może powodować uszkodzenie płodu kobiet w ciąży.

Ni (OH)₂ To rakotwórczy. Wiąże się z ryzykiem rozwoju raka nosowego i płuc. Zgłoszenia pracowników raka zostały zgłoszone w fabrykach baterii niklu-kadm.

Został sklasyfikowany jako bardzo toksyczny wobec życia wodnego, z długoterminowymi szkodliwymi skutkami.

W odniesieniu do roślin istnieje pewna sprzeczność, ponieważ chociaż nikiel jest toksyczny dla życia roślin, jest również niezbędnym mikroelementem dla jego rozwoju. Jest wymagany w wyjątkowo małych ilościach dla optymalnego wzrostu roślin.

Bibliografia

1. Bawełna, f. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
2. Andrade, t.M. i in. (2018). Wpływ czynników wytrącających się na charakterystykę strukturalną, morfologiczną i kolorymetryczną cząstek wodorotlenku niklu. Koloid i interfejs komunikacja naukowa. 23 (2019) 6-13. Odzyskane z naukowym.com.
3. Piosenka Haoran Wang i Changjiang. (2019). Struktura elektroniczna i fonon wodorotlenku niklu: badanie obliczeniowe dotyczące pierwszej pozycji. Eur. Phys. J. B (2019) 92:37. Link odzyskał.Skoczek.com.
4. National Library of Medicine. (2019). Nickel Hydroksyde. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov.
5. Canevari, t.C. (2014). Synteza i charakterystyka cząstek wodorotlenku alfa (II) na matrycy organicznej i jej zastosowaniu w elektochemicznym czujniku wrażliwym do oznaczania witaminy D. Electrochimica Act 147 (2014) 688-695. Odzyskane z naukowym.com.
6. Miao i. i in. (2014). Elektrokataliza i elektroanaliza niklu, tlenków STI, wodorotlenków i tlenowych w kierunku małych cząsteczek. Biosensory i bioelektronika. 53 (2014) 428-439. Odzyskane z naukowym.com.