Nikkelihydroksidi (II) rakenne, ominaisuudet, käyttö, riskit

Hän nikkelihydroksidi (II) Se on vihreä kiteinen epäorgaaninen kiinteä aine, jossa nikkelimetallin hapettumismäärä on 2+. Sen kemiallinen kaava on Ni (OH)₂. Se voidaan saada lisäämällä kaliumhydroksidin (KOH), natriumhydroksidin (NaOH) tai ammoniumhydroksidin (NH₄OH), pudota nikkelisuolojen (II) lakka liuokset, nimikloridina (II) (NICL₂) tai nikkeli -nitraatti (ii) (Ni (ei₃-A₂-A.

Tällaisissa olosuhteissa saostuvat tilavan vihreän geelin muodossa, joka kiteytyy jäljellä olevan lepäämisen jälkeen pitkään. Sen kiteillä on brucita tai magnesiohydroksidin rakenne (OH)₂.

Nikkelihydroksidikiteitä, Ni (OH)₂, Koeputkessa. Kirjoittanut Ondřej MANGL - VLASTNí SBIRKA, Pub -verkkotunnus, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeksi.Php?Curid = 2222697. Lähde: Wikipedia Commons.

Luonnossa Ni (OH)₂ Sitä löytyy Teofrastite -mineraalista (englanti Teophrastiitti), joka ilmoitettiin ensimmäisen kerran vuonna 1981, kun se löydettiin Kreikasta pohjoiseen.

Ni (OH)₂ kiteytyy kahdessa polymorfisessa vaiheessa, faasi α ja β, mikä riippuu siitä, miten se on kiteytynyt.

Se liukenee happoihin ja sen vihertävän värimuodon sävy riippuu nikkelin lähtösuolasta.

Sitä on pitkään käytetty ladattavana alkalisen akun katodina. Siinä on käyttö sähkökatalyysissä, mikä tekee siitä erittäin hyödyllisen materiaalin polttokennoissa ja sähkösínteesissä useiden sovellusten joukossa.

Se aiheuttaa terveysriskejä. Sitä pidetään myös syöpää aiheuttajana.

[TOC]

Kiteinen rakenne

Nikkeli (II) Hydroksidi voi kiteyttää kahdella eri tavalla: α-ni (OH)₂ ja β-ni (OH)₂.

Ni (OH) Crystal₂ Sillä on brucitan kuusikulmainen rakenne (MG (OH)₂-A. Ihanteellinen muoto on NIO -kerroksia₂ Kationien kuusikulmaisessa järjestelyssä tai oktaedrisessa koordinaatiossa hapen kanssa.

Α-ni-muoto (OH)₂ Sille on ominaista olla melko amorfinen sotkuinen rakenne, muuttuva interlamiini. Tämä selitetään, koska se esiintyy rakenteessaan useita väliryhmiä lajeja kerrosten välillä, kuten h₂Tai, oi^-, Sw₄^2- ja yhteistyökumppani₃^2-, Lähdön nikkeli -nion -anionista riippuen.

Voi palvella sinua: kiehumiskohta: Konsepti, laskenta ja esimerkit

Β-ni (OH)₂ Siinä on myös kerrosrakenne, mutta paljon yksinkertaisempi, järjestäytyneempi ja kompakti. Interlamiinialue on 4,60 -. OH -ryhmät ovat "vapaita", ts. Ne eivät muodosta vety sidoksia.

Elektroninen kokoonpano

Niissä (OH)₂ Nikkeli löytyy hapettumistilasta 2+, mikä tarkoittaa, että 2 elektronia puuttuu sen ulottuva kerros. Ni: n sähköinen kokoonpano²⁺ ES: [AR] 3d -d⁸, Missä [ar] on jalo argonikaasun sähköinen kokoonpano.

Niissä (OH)₂, Elektronit-d -d Nor -atomista sijaitsevat pienen Octaedro -vääristyneen tai. Jokainen Atomi tai ottaa elektronin H ja 1/3 NI: n atomeista, aiheuttaen jokaisen NI: n atomin, joka menettää 2 elektronia-d -d.

Yksinkertainen tapa edustaa sitä on seuraava:

H-o^- Ei kumpikaan^{2+ -}VAI NIIN

Nimikkeistö

- Nikkelihydroksidi (II)

- Nikkelidihydroksidi

- Nikkelioksidimonohydraatti (II)

Ominaisuudet

Fyysinen tila

Sinertävä vihreä kiteinen kiinteä tai kellertävä vihreä.

Molekyylipaino

92 708 g/mol.

Sulamispiste

230 ºC (sulaa hajoamisella).

Tiheys

4,1 g/cm³ 20 ºC.

Liukoisuus

Käytännössä liukenematon veteen (0,00015 g/100 g h₂JOMPIKUMPI). Se on helposti happamaa liukenevaa. Se on myös erittäin liukoinen ammoniakkiliuoksissa (NH₃), Hyvin, tällä sinisellä violettikompleksimuodolla.

Muut ominaisuudet

Se ei ole amfoteryhdiste. Tämä tarkoittaa, että se ei voi toimia yhtä happona ja emäksenä.

Kun Ni (OH)₂ Se saadaan nikkelikloridiliuoksista (NICL₂) esittelee vihreänsinisen värin, kun taas se saostaa nikkeli-nitraattiratkaisut (tai (ei (ei₃-A₂) esittelee vihreän keltaisen värin.

Alfafaasi (α-ni (OH)₂) on sähkökemialliset ominaisuudet suuremmat kuin beetafaasi. Tämä johtuu siitä, että ALFA: ssa jokaiselle nikkeliatomille on saatavana enemmän elektroneja.

Beetamuoto (β-ni (OH)₂) on esittänyt tyypin puolijohteen ominaisuudet-p.

Sovellukset

Paristoissa

Ni: n pisin käyttö (OH)₂ Se on paristoissa. Vuonna 1904 Thomas Edison käytti sitä yhdessä NIO (OH) -oksidin kanssa alkalisen akun katodin materiaalina.

Voi palvella sinua: beryllium: historia, rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoituksetNikkeli-kadmiumparistot. © Raimond Spekking. Lähde: Wikipedia Commons.

Ni (OH) -katodien sähkökemian kapasiteetti₂ liittyy suoraan hiukkasten morfologiaan ja kokoon. Ni: n nanohiukkaset (OH)₂ Pienen koon takia heillä on korkeampi sähkökemiallinen käyttäytyminen ja suuremmat protonien diffuusiokerroin kuin suurimpien hiukkasten.

Sillä on ollut laaja käyttö katodimateriaalina monissa ladattavissa alkalisissa paristoissa, kuten nikkeli-kadmiumissa, nikkeli-vety-, nikkeli-hydyssä, muun muassa muun muassa. Sitä on käytetty myös superkorkeissa kondensaatioissa.

Nikkelikadmium-akku autoille. Kirjailija: Claus Cableiter. Lähde: Oma työ. Lähde: Wikipedia Commons

Näiden laitteiden reaktio merkitsee Ni: n (OH) hapettumista₂ Kuormitusvaiheen ja lapsen (OH) vähentämisen aikana alkalisen elektrolyytin purkausvaiheen aikana:

Ni (OH)₂ + vai niin^- - ja^- ⇔ Nio (OH) + H₂JOMPIKUMPI

Tämä yhtälö on palautuva ja sitä kutsutaan redox -siirtymäksi.

Analyyttisissä sovelluksissa

Α-ni (OH)₂ Sitä on käytetty sähkökemiallisten anturien kehittämiseen D -vitamiinin määrittämisessä₃, o Coleciferol, D -vitamiinimuoto, joka voidaan saada ihon altistumisella auringonvalossa tai joidenkin ruokien kautta (munankeltuainen, lehmänmaito, tuore lohi ja turskamaksaöljy).

Ruoat, jotka tarjoavat meille D -vitamiinia. Lähde: Pixabay

Hybridi-anturien käyttö, jotka sisältävät α-ni (OH)₂, Yhdessä grafeenin ja piidioksidin kanssa se mahdollistaa D -vitamiinin tekemisen₃ suoraan biologisissa matriiseissa.

Lisäksi a-ni: n (OH) häiriöllinen laminaarinen rakenne (OH)₂ Se helpottaa ionien pääsyä ja poistumista tyhjiin rakennetilaan, mikä suosii anturin sähkökemiallista palautuvuutta.

Reaktioissa sähkökatalyysi

Redox -siirtyminen Ni: n (OH) välillä₂ ja lasta (OH) on käytetty myös monien pienten orgaanisten yhdisteiden katalyyttisessä hapettumisessa alkalisessa elektrolyytissä. Tämän sähkökatalyyttisen hapettumisen mekanismi on seuraava:

Voi palvella sinua: Sulfamiinihappo: rakenne, ominaisuudet, synteesi, käyttää

Ni (OH)₂ + vai niin^- - ja^- ⇔ Nio (OH) + H₂JOMPIKUMPI

NIO (OH) + orgaaninen yhdiste → Ni (OH) 2 + tuote

Orgaaninen yhdiste voi olla esimerkiksi glukoosi- ja glykolaktonituote.

Pienten molekyylien hapettumisreaktioiden sähkökatalyysi on levitys polttokennoissa, sähköanalyysissä, sähkösheesissä ja elektrodirajoituksessa.

Sähköautot, joissa on polttokenno vetyhapotettuun asemaan. Kirjoittaja: Bex. Lähde: Oma työ. Lähde: Wikipedia Commons.

Useissa käyttötarkoituksissa

Sen sähkökatalyyttiset ominaisuudet ovat kiinnittäneet huomiota käytettäväksi fotokatalyysissä, sähkökromisissa, adsorbentissa ja nanorakenteen esiasteiden edeltäjissä.

Lisäksi sillä on potentiaalinen käyttö pigmenttinä korkean heijastuskyvyn vuoksi.

Riskejä

Jos lämmität sen hajoamiseen, säteilee myrkyllisiä kaasuja. Altistuminen Ni: lle (OH)₂ esittelee sarjan riskejä. Jos se hengittää, se ärsyttää ylähengitysteiden limakalvoa, voi tuottaa astmaa ja voi tuottaa keuhkofibroosia.

Jos joudut kosketukseen silmiisi, ärsytä konjunktiivista kalvoa. Iholla se aiheuttaa tietoisuutta, armoria tai kutina ja punoitusta aiheuttaen vakavaa ihottumaa ja ihon allergioita.

Se voi myös vaikuttaa munuaisten, maha -suolikanavan, neurologiseen järjestelmään ja voi aiheuttaa sydän- ja verisuonivaurioita. Se voi aiheuttaa vaurioita raskaana olevien naisten sikiölle.

Ni (OH)₂ Se on syöpää. On liitetty nenän syövän ja keuhkojen kehitysriskiin. Syöpätyöntekijöiden kuolemista on ilmoitettu nikkelikadmium-akkutehtaissa.

Se on luokiteltu hyvin myrkylliseksi vesielämälle, ja sillä on pitkät haitalliset vaikutukset.

Kasvien suhteen on jonkin verran ristiriitaa, koska vaikka nikkeli on myrkyllistä kasvien elämälle, se on myös välttämätön mikroravinne sen kehitykselle. Sitä vaaditaan erittäin pieninä määrinä kasvien optimaaliseen kasvuun.

Viitteet

1. Puuvilla, f. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Edistynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.
2. Andrade, t.M. et al. (2018). Saostumisaineiden vaikutus nikkelihydroksidihiukkasten rakenteellisiin, morfologisiin ja kolorimetrisiin ominaisuuksiin. Kolloidi- ja käyttöliittymän tiedeviestintä. 23 (2019) 6-13. ScienEdirect.com.
3. Haoran Wang ja Changjiang Song. (2019). Nikkelihydroksidin elektroninen ja fononirakenne: Ensimmäisen periaatteen laskentatutkimus. Euro. Fyysinen. J -. B (2019) 92:37. Linkki palautettu.Jousto.com.
4. Lääketieteen kansalliskirjasto. (2019). Nikkelihydroksydi. Toipunut: Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
5. Canevari, t.C. (2014). Alfa-nickel (II) -hydroksidihiukkasten synteesi ja karakterisointi orgaanisessa epäorgaanisessa matriisissa ja sen levityksessä eleckemiallisessa herkässä anturilla D-vitamiinin määritystä varten. Electrochimica-laki 147 (2014) 688-695. ScienEdirect.com.
6. Miao, ja. et al. (2014). Nikkeli-, STIS -oksidien, hydroksidien ja oksihydroksidien elektrokatalyysi ja elektroanalyysi pienimolekyyleihin. Biosensorit ja bioelektroniikka. 53 (2014) 428-439. ScienEdirect.com.