• Hjemmeside
  • Kjemi
  • Nikkelhydroksyd (II) struktur, egenskaper, bruksområder, risikoer
Kjemi

Nikkelhydroksyd (II) struktur, egenskaper, bruksområder, risikoer

Nikkelhydroksyd (II) struktur, egenskaper, bruksområder, risikoer

Han Nikkelhydroksyd (II) Det er et grønt krystallinsk uorganisk fast stoff der nikkelmetallet har et oksidasjonsnummer på 2+. Dens kjemiske formel er Ni (OH)2. Det kan oppnås ved å tilsette alkaliske oppløsninger av kaliumhydroksyd (KOH), natriumhydroksyd (NaOH) eller ammoniumhydroksyd (NH4Å), slipp en lakkoppløsninger av nikkelsalter (II), som nikkelklorid (II) (NICL2), eller nikkelnitrat (ii) (NI (nei3)2).

Under slike omstendigheter presipiterer i form av en voluminøs grønn gel som krystalliserer seg etter å ha blitt igjen i lang tid. Krystallene har strukturen til Brucita eller magnesio hydroxide (OH)2.

Nikkelhydroksydkrystaller, Ni (OH)2, I et testrør. Av Ondřej Mangl - Vlastní Sbirka, Pub Domain, https: // Commons.Wikimedia.org/w/indeks.PHP?Curid = 2222697. Kilde: Wikipedia Commons.

I naturen, NI (OH)2 Det finnes i teofrastittmineralet (engelsk Teofrastitt), som først ble rapportert i 1981 da den ble funnet nord for Hellas.

NI (OH)2 krystalliserer i to polymorfe faser, fase α og β, noe som avhenger av måten den har krystallisert.

Det er løselig i syrer og tonen i dens grønnaktig farging avhenger av nikkelavgangssaltet.

Det har lenge blitt brukt som oppladbar alkalisk batterikatode. Den har anvendelse i elektrokatalyse, noe som gjør det til et veldig nyttig materiale i brenselceller og elektrosíntese, blant flere applikasjoner.

Det presenterer helserisikoer som skal inhaleres, inntatt eller hvis det kommer i kontakt med hud eller øyne. Det regnes også som et kreftfremkallende middel.

[TOC]

Krystallinsk struktur

Nikkel (II) hydroksid kan krystallisere på to forskjellige måter: α-Ni (OH)2 og β-ni (OH)2.

Ni (oh) krystall2 Den har den sekskantede strukturen til Brucita (MG (OH)2). Den ideelle formen er av NiO -lag2 I en sekskantet arrangement plan av kationer eller i oktaedral koordinering med oksygen.

Α-Ni-formen (OH)2 Det er preget av å være en ganske amorf rotete struktur, med en variabel interlamin. Dette forklares fordi det presenterer i sin struktur flere ispedd arter mellom lagene, for eksempel h2Eller, å-, SW42- og co32-, Avhengig av nikkel nion anion av avgang.

Kan tjene deg: Kokingspunkt: Konsept, beregning og eksempler

Β-ni (OH)2 Den presenterer også en lagstruktur, men mye enklere, mer ryddig og kompakt. Interlamin -plassen er 4,60 til. Å grupper er "gratis", det vil si at de ikke danner hydrogenbindinger.

Elektronisk konfigurasjon

I NI (OH)2 Nikkel finnes i oksidasjonstilstanden 2+, noe som betyr at 2 elektroner mangler det ytterste laget. Den elektroniske konfigurasjonen av Ni2+ ES: [AR] 3d8, Hvor [ar] er den elektroniske konfigurasjonen av adelig argongass.

I NI (OH)2, Elektronene-d av atomene av og heller ikke ligger i midten av en liten octaedro forvrengt eller. Hvert atom med eller tar et elektron av en H og 1/3 av atomene til Ni, noe som forårsaker hvert atom av Ni som mister 2 elektroner-d.

En enkel måte å representere det på er som følger:

H-o- Ingen2+ -ÅH

Nomenklatur

- Nikkelhydroksyd (II)

- Nikkel dihydroxide

- Nikkeloksydmonohydrat (II)

Egenskaper

Fysisk tilstand

Blåaktig grønn krystallinsk fast eller gulaktig grønn.

Molekylær vekt

92.708 g/mol.

Smeltepunkt

230 ºC (smelter med nedbrytning).

Tetthet

4.1 g/cm3 ved 20 ºC.

Løselighet

Praktisk talt uoppløselig i vann (0,00015 g/100 g h2ENTEN). Det er lett sur løselig. Det er også veldig løselig i ammoniakkløsninger (NH3), Vel, med denne blå fiolette kompleksformen.

Andre egenskaper

Det er ikke en amfoterforbindelse. Dette betyr at det ikke kan fungere som syre og som en base.

Når NI (OH)2 Det er hentet fra nikkelkloridløsninger (NICL2) presenterer en grønnblå farge, mens hvis den utfeller nikkelnitratløsninger (eller (nei (nei3)2) presenterer en grønngul farge.

Alfa-fasen (α-Ni (OH)2) har elektrokjemiske egenskaper større enn betafasen. Dette er fordi det i ALFA er et større antall elektroner tilgjengelig for hvert nikkelatom.

Betaformen (ß-ni (OH)2) har presentert kjennetegn på en type halvleder-p.

applikasjoner

I batterier

Den lengste bruken av NI (OH)2 Det er i batterier. I 1904 brukte Thomas Edison det sammen med sin NIO (OH) oksid som materiale for det alkaliske batterikatoden.

Kan tjene deg: beryllium: historie, struktur, egenskaper, brukNikkel-kadmiumbatterier. © Raimond Spekking. Kilde: Wikipedia Commons.

Elektrokjemi -kapasiteten til Ni (OH) -katodene2 er direkte relatert til morfologien og størrelsen på dens partikler. Nanopartikler av Ni (OH)2 På grunn av deres lille størrelse har de en høyere elektrokjemisk oppførsel og en større proton diffusjonskoeffisient enn de største partiklene.

Det har hatt bred bruk som katodemateriale i mange oppladbare alkaliske batterier som nikkel-kadmium, nikkel-hydrogen, nikkel-hydrogen, blant andre, blant andre. Det har også blitt brukt i superhøye ytelseskondensatorer.

Nikkel-kadmiumbatteri for biler. Forfatter: Claus Cabiliter. Kilde: eget arbeid. Kilde: Wikipedia Commons

Reaksjonen i disse enhetene innebærer oksidasjon av NI (OH)2 I løpet av belastningsfasen og reduksjonen av barnet (OH) under utslippsfasen i den alkaliske elektrolytten:

Ni (å)2 + Åh- - og- ⇔ Nio (OH) + H2ENTEN

Denne ligningen er reversibel og kalles redoksovergang.

I analytiske applikasjoner

Α-ni (OH)2 Det har blitt brukt til utvikling av elektrokjemiske sensorer for bestemmelse av vitamin D3, o Coleciferol, en form for vitamin D som kan oppnås ved eksponering av huden i sollys eller gjennom litt mat (eggeplomme, kumelk, fersk laks og traningsolje).

Mat som gir oss vitamin D. Kilde: Pixabay

Bruken av hybridsensorer som inneholder α-Ni (OH)2, Sammen med grafen og silikaoksyd gjør det at D -vitamin kan gjøres3 direkte i biologiske matriser.

I tillegg er den uordnede laminære strukturen til α-Ni (OH)2 Det letter inngangen og utkjørselen til ioner i tomme strukturelle rom, som favoriserer den elektrokjemiske reversibiliteten til sensoren.

I reaksjoner elektrokatalyse

Redoksovergangen mellom NI (OH)2 og barnet (OH) har også blitt brukt i den katalytiske oksidasjonen av mange små organiske forbindelser i alkalisk elektrolytt. Mekanismen for denne elektrokatalytiske oksidasjonen er som følger:

Kan tjene deg: sulfaminsyre: struktur, egenskaper, syntese, bruk

Ni (å)2 + Åh- - og- ⇔ Nio (OH) + H2ENTEN

NIO (OH) + organisk forbindelse → Ni (OH) 2 + produkt

Den organiske forbindelsen kan for eksempel være glukose- og glykolaktonprodukt.

Elektrokatalyse av oksidasjonsreaksjoner med små molekyler har påføring i brenselceller, elektroanalyse, elektrosíntese og elektrotgradering.

Elektriske biler med brenselcelle i en hydrogensurstasjon. Forfatter: Bex. Kilde: eget arbeid. Kilde: Wikipedia Commons.

I flere bruksområder

Dens elektrokatalytiske egenskaper har fått oppmerksomhet for bruk i fotokatalyse, elektrokrom, adsorbent og forløpere av nanostrukturforløpere.

I tillegg har den en potensiell bruk som pigment på grunn av den høye refleksjonen.

Risiko

Hvis du varmer opp til nedbrytningen avgir giftige gasser. Eksponering for NI (OH)2 presenterer en serie risikoer. Hvis det er inhalert, er det irriterende for slimhinnen i øvre luftveier, kan produsere astma og kan generere lungefibrose.

Hvis du kommer i kontakt med øynene, irriterer den konjunktive membranen. I huden forårsaker det bevissthet, ild eller kløe og erytem, ​​og forårsaker alvorlig dermatitt og kutane allergier.

Det kan også påvirke nyrene, mage -tarmkanalen, det nevrologiske systemet og kan forårsake hjerte- og karskader. Det kan forårsake skade på fosteret til gravide.

NI (OH)2 Det er kreftfremkallende stoffer. Har vært assosiert med risikoen for utvikling av nesekreft og lunger. Dødsfall av kreftarbeidere er rapportert i nikkel-kadmiumbatterifabrikker.

Det har blitt klassifisert som veldig giftig for vannlevende liv, med langvarig skadelige effekter.

Når det. Det kreves i ekstremt små mengder for optimal plantevekst.

Referanser

  1. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.
  2. Andrade, T.M. et al. (2018). Effekt av utfellende midler på strukturelle, morfologiske og kolorimetriske egenskaper til nikkelhydroksydpartikler. Kolloid- og grensesnittvitenskapskommunikasjon. 23 (2019) 6-13. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
  3. Haoran Wang og Changjiang Song. (2019). Elektronisk og fononstruktur av nikkelhydroksid: Første prinsipper Beregningsstudie. Eur. Phys. J. B (2019) 92:37. Lenke gjenopprettet.Springer.com.
  4. National Library of Medicine. (2019). Nikkelhydroksyde. Gjenopprettet fra: Pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
  5. Canevari, t.C. (2014). Syntese og karakterisering av alfa-nikkel (II) hydroksydpartikler på organisk-uorganisk matrise og dens anvendelse i en elektokjemisk sensitiv sensor for bestemmelse av D-vitamin. Electrochimica Act 147 (2014) 688-695. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
  6. Miao, og. et al. (2014). Elektrokatalyse og elektroanalyse av nikkel, STI -oksider, hydroksider og oksyhydroksider mot små molekyler. Biosensorer og bioelektronikk. 53 (2014) 428-439. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.