Chémia

Štruktúra, vlastnosti, použitia, riziká, riziká niklu hydroxidu (II)

Štruktúra, vlastnosti, použitia, riziká, riziká niklu hydroxidu (II)

On hydroxid niklu (II) Je to zelená kryštalická anorganická tuhá látka, kde kov niklu má oxidačné číslo 2+. Jeho chemický vzorec je ni (OH)2. Môže sa získať pridaním alkalických roztokov hydroxidu draselného (KOH), hydroxidu sodného (NaOH) alebo hydroxidu amónneho (NH (NH4Oh), odhoďte lakové roztoky niklových soli (II), ako chlorid niklu (II) (NICL2) alebo niklového dusičnanu (II) (Ni (nie3)2).

Za takýchto okolností sa vyzráža vo forme objemného zeleného gélu, ktorý kryštalizuje po zostávaní na dlhú dobu. Jeho kryštály majú štruktúru brucity alebo hydroxidu magnetácie (OH)2.

Kryštály hydroxidu niklu, Ni (OH)2, V skúmavke. Autor: Ondřej Mangl - Vlasttní sbika, Pub Domain, https: // commons.Wikimedia.org/w/index.Php?Curid = 2222697. Zdroj: Wikipedia Commons.

V prírode, ni (oh)2 Nachádza sa v minerále Teofrastite (angličtina Theoflastit), ktorý bol prvýkrát hlásený v roku 1981, keď bol nájdený severne od Grécka.

Ni (OH)2 kryštalizuje v dvoch polymorfných fázach, fázový a a p, čo závisí od spôsobu, akým kryštalizuje.

Je rozpustný v kyselinách a tón jeho zelenkavej sfarbenia závisí od odchodovej soli niklu.

Už dlho sa používa ako nabíjateľná alkalická batéria katóda. Má aplikáciu v elektrokatalýze, vďaka čomu je veľmi užitočný materiál v palivových článkoch a elektrosínom, medzi niekoľkými aplikáciami.

Predstavuje zdravotné riziká, že sa vdýchne, požití alebo ak príde do kontaktu s kožou alebo očami. Považuje sa tiež za karcinogénne činidlo.

[TOC]

Kryštalická štruktúra

Hydroxid niklu (ii) môže kryštalizovať dvoma rôznymi spôsobmi: a-ni (OH)2 a p-ni (OH)2.

Ni (OH) Crystal2 Má šesťuholníkovú štruktúru Brucita (mg (OH)2). Ideálna forma je z vrstiev Nio2 V hexagonálnom usporiadaní planárny katiónov alebo v oktaedrickej koordinácii s kyslíkom.

Forma a-ni (OH)2 Vyznačuje sa tým, že je skôr amorfnou chaotickou štruktúrou, s premenlivým interlamínom. To je vysvetlené, pretože predstavuje v rámci svojej štruktúry niekoľko rozptýlených druhov medzi vrstvami, ako napríklad H2Alebo, oh-, SW42- a co32-, V závislosti od niklového aniónu odchodu.

Môže vám slúžiť: bod varu: koncept, výpočet a príklady

Β-ni (OH)2 Predstavuje tiež štruktúru vrstvy, ale oveľa jednoduchšiu, usporiadanejšiu a kompaktnejšiu. Interlamínové miesto je 4,60 až. Ach skupiny sú „zadarmo“, to znamená, že netvoria vodíkové väzby.

Elektronická konfigurácia

V Ni (OH)2 Japnik sa nachádza v oxidačnom stave 2+, čo znamená, že 2 elektróny chýbajú najvzdialenejšou vrstvou. Elektronická konfigurácia ni2+ ES: [AR] 3d8, Kde [AR] je elektronická konfigurácia plynu Noble Argon.

V Ni (OH)2, Elektróny-d atómov NOR sa nachádza v strede malého oktaedra skresleného alebo. Každý atóm alebo berie elektrón H a 1/3 atómov Ni, čo spôsobuje každý atóm Ni straty 2 elektrónov-d.

Jednoduchý spôsob, ako to reprezentovať, je nasledujúci:

H-o- Ani2+ -O-h

Menovanie

- Hydroxid niklu (II)

- Nikel dihydroxid

- Monohydrát oxidu niklu (II)

Vlastnosti

Fyzický stav

Bluish Green Kryštalická pevná alebo žltkastá zelená.

Molekulová hmotnosť

92 708 g/mol.

Bod topenia

230 ° C (topí sa s rozkladom).

Hustota

4,1 g/cm3 pri 20 ° C.

Rozpustnosť

Prakticky nerozpustné vo vode (0,00015 g/100 g h2Buď). Je ľahko rozpustný kyselina. Je tiež veľmi rozpustný v roztokoch amoniaku (NH3), S touto modrou fialovou komplexnou formou.

Ďalšie vlastnosti

Nie je to zlúčenina amfoter. To znamená, že nemôže pôsobiť ako kyselina a ako báza.

Keď ni (oh)2 Získava sa z roztokov chloridu niklu (NICL2) predstavuje zelenú modré sfarbenie, zatiaľ čo ak vyzráža roztoky dusičnanov niklu (alebo (nie3)2) predstavuje zeleno-žlté sfarbenie.

Alfa fáza (a-ni (OH)2) má elektrochemické vlastnosti väčšie ako fáza beta beta. Je to preto, že v Alfa je pre každý atóm niklu k dispozícii väčší počet elektrónov.

Beta forma (β-ni (OH)2) predložila charakteristiky polovodiča typu-p.

Žiadosti

V batériách

Najdlhšie použitie Ni (OH)2 Je v batériách. V roku 1904 ho Thomas Edison použil spolu so svojím oxidom NIO (OH) ako materiálu pre katódu alkalickej batérie.

Môže vám slúžiť: berylia: História, štruktúra, vlastnosti, použitiaNikel-kadmium batérie. © Raimond Spekking. Zdroj: Wikipedia Commons.

Elektrochémia kapacity katód Ni (OH)2 priamo súvisí s morfológiou a veľkosťou jeho častíc. Nanočastice Ni (OH)2 Kvôli svojej malej veľkosti majú vyššie elektrochemické správanie a väčší difúzny koeficient protónov ako najväčšie častice.

Ako katódový materiál sa široko využíval v mnohých nabíjateľných alkalických batériách, ako je napríklad nikel-kadmium, nikel-hydrogén, nikel-hydrogén, okrem iného. Používa sa tiež v super-vysokých výkonnostných kondenzátoroch.

Nikel-kadmia batéria pre automobily. Autor: Clausa Absoleter. Zdroj: Vlastná práca. Zdroj: Wikipedia Commons

Reakcia v týchto zariadeniach znamená oxidáciu Ni (OH)2 Počas fázy zaťaženia a zníženie dieťaťa (OH) počas fázy výtoku v alkalickom elektrolyte:

Ni (oh)2 + Oh- - a- ⇔ nio (oh) + h2Ani

Táto rovnica je reverzibilná a nazýva sa redoxný prechod.

V analytických aplikáciách

A-ni (OH)2 Používa sa na vývoj elektrochemických senzorov na stanovenie vitamínu D3, o Coleciferol, forma vitamínu D, ktorý sa dá získať vystavením kože na slnečnom svetle alebo prostredníctvom niektorých potravín (vaječný žĺtok, kravské mlieko, čerstvý losos a olej z tresčej pečene).

Potraviny, ktoré nám poskytujú vitamín D. Zdroj: Pixabay

Použitie hybridných senzorov obsahujúcich a-ni (OH)2, Spolu s grafénom a oxidom oxidu kremičitého umožňuje vykonanie vitamínu D3 priamo v biologických matici.

Okrem toho nepokojná laminárna štruktúra a-ni (OH)2 Uľahčuje vstup a výstup iónov v prázdnych konštrukčných priestoroch, čo uprednostňuje elektrochemickú reverzibilitu senzora.

Pri reakciách elektrokatalýza

Redoxný prechod medzi Ni (OH)2 a dieťa (OH) sa používa aj pri katalytickej oxidácii mnohých malých organických zlúčenín v alkalickom elektrolyte. Mechanizmus tejto elektrokatalytickej oxidácie je nasledujúci:

Môže vám slúžiť: Kyselina sulfámová: Štruktúra, vlastnosti, syntéza, použitie

Ni (oh)2 + Oh- - a- ⇔ nio (oh) + h2Ani

NIO (OH) + Organická zlúčenina → Ni (OH) 2 + produkt

Organická zlúčenina môže byť napríklad produktom glukózy a glykolaktónu.

Elektrokatalýza malých molekúl Oxidačné reakcie sa uplatňuje v palivových bunkách, elektroanalýza, elektrosíntesta a elektrododegradácia.

Elektrické autá s palivovými článkami v stanici kyslej vodíka. Autor: Bex. Zdroj: Vlastná práca. Zdroj: Wikipedia Commons.

Na niekoľkých použitiach

Jeho elektrokatalytické vlastnosti upútali pozornosť pri použití pri fotokatalýze, elektrotokromici, adsorbent a prekurzoroch prekurzorov nanoštruktúr.

Okrem toho má potenciálne použitie ako pigment kvôli svojej vysokej odraznosti.

Riziká

Ak sa zahrievate na jeho rozklad emituje toxické plyny. Vystavenie Ni (OH)2 predstavuje sériu rizík. Ak je vdych, dráždi sliznicu v horných dýchacích cestách, môže produkovať astmu a môže generovať pľúcnu fibrózu.

Ak sa dostanete do kontaktu s vašimi očami, dráždite spojivú membránu. V koži spôsobuje povedomie, horlivosť alebo svrbenie a erytém, čo spôsobuje závažnú dermatitídu a kožné alergie.

Môže tiež ovplyvniť obličky, gastrointestinálny trakt, neurologický systém a môže spôsobiť kardiovaskulárne poškodenie. Môže spôsobiť poškodenie plodu tehotných žien.

Ni (OH)2 Je to karcinogén. Je spojený s rizikom rozvoja rakoviny nosa a pľúc. Úmrtia pracovníkov rakoviny boli hlásené v továrňach na batérie nikel-kadmia.

Bol klasifikovaný ako veľmi toxický pre vodný život, s dlhodobými škodlivými účinkami.

Pokiaľ ide o rastliny, existuje určitý rozpor, pretože hoci nikel je toxický pre rast rastlín, je to tiež nevyhnutný mikroživín pre jeho vývoj. Vyžaduje sa v extrémne malých množstvách pre optimálny rast rastlín.

Odkazy

  1. Bavlna, f. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chémia. Štvrté vydanie. John Wiley & Sons.
  2. Andrade, t.M. a kol. (2018). Vplyv zrážajúcich sa činidiel na štrukturálne, morfologické a kolorimetrické charakteristiky častíc hydroxidu niklu. Koloidná a rozhrania vedecká komunikácia. 23 (2019) 6-13. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
  3. Haoran Wang a Changjiang Song. (2019). Elektronická a fonónová štruktúra hydroxidu niklu: Štúdia výpočtu prvých princípov. eur. Fyzický. J. B (2019) 92:37. Odkaz obnovený.Prubár.com.
  4. Lekárska knižnica. (2019). Nikel hydroxyd. Získané z: pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda.
  5. Canevari, t.C. (2014). Syntéza a charakterizácia alfa-nickel (II) hydroxidových častíc na organicko-inorganickej matrici a jej aplikácia v elektochemickom citlivom senzore na stanovenie vitamínu D. Electrochimica Act 147 (2014) 688-695. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.
  6. Miao a. a kol. (2014). Elektrokalýza a elektroanalýza niklu, oxidov STIS, hydroxidov a oxyhydroxidov smerom k malým molekúl. Biosenzory a bioelektronika. 53 (2014) 428-439. Zotavené z vedeckých pracovníkov.com.