Kimia

Nikel hidroksida (ii) struktur, sifat, kegunaan, risiko

Nikel hidroksida (ii) struktur, sifat, kegunaan, risiko

Dia nikel hidroksida (II) Ia adalah pepejal bukan organik kristal hijau di mana logam nikel mempunyai bilangan pengoksidaan 2+. Formula kimianya adalah Ni (OH)2. Ia boleh didapati dengan menambahkan penyelesaian alkali kalium hidroksida (KOH), natrium hidroksida (NAOH) atau ammonium hidroksida (NH4OH), menjatuhkan penyelesaian pencucuhan garam nikel (ii), sebagai nikel klorida (II) (NICL2), atau nikel nitrat (ii) (ni (tidak3)2).

Dalam keadaan sedemikian, precipitates dalam bentuk gel hijau besar yang mengkristal setelah baki berehat untuk masa yang lama. Kristalnya mempunyai struktur brucita atau magnesio hidroksida (OH)2.

Nikel Hidroksida Kristal, NI (OH)2, Dalam tiub ujian. Oleh Ondřej Mangl - Vlastní Sbirka, Pub Domain, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 2222697. Sumber: Wikipedia Commons.

Secara semula jadi, Ni (OH)2 Ia terdapat di mineral Teofrastite (Bahasa Inggeris Theophrastite), yang pertama kali dilaporkan pada tahun 1981 apabila ditemui di utara Greece.

Ni (oh)2 mengkristal dalam dua fasa polimorfik, fasa α dan β, yang bergantung pada cara ia telah mengkristal.

Ia larut dalam asid dan nada warna kehijauannya bergantung pada garam berlepas nikel.

Ia telah lama digunakan sebagai katod bateri alkali yang boleh dicas semula. Ia mempunyai aplikasi dalam elektrokatalisis, yang menjadikannya bahan yang sangat berguna dalam sel bahan bakar dan elektrosíntesis, di antara beberapa aplikasi.

Ia membentangkan risiko kesihatan untuk dihirup, ditelan atau jika ia bersentuhan dengan kulit atau mata. Ia juga dianggap sebagai ejen karsinogen.

[TOC]

Struktur kristal

Nikel (II) Hidroksida boleh mengkristal dalam dua cara yang berbeza: α-NI (OH)2 dan β-ni (OH)2.

Ni (OH) kristal2 Ia mempunyai struktur heksagon brucita (MG (OH)2). Bentuk yang ideal adalah lapisan NIO2 Dalam susunan heksagon planar kation atau dalam koordinasi octahedral dengan oksigen.

Bentuk α-ni (OH)2 Ia dicirikan dengan menjadi struktur berantakan yang agak amorf, dengan interlamin berubah -ubah. Ini dijelaskan kerana ia membentangkan dalam strukturnya beberapa spesies yang diselingi di antara lapisan, seperti H2Atau, oh-, SW42- dan co32-, Bergantung pada anion nikel yang berlepas.

Boleh melayani anda: titik mendidih: konsep, pengiraan dan contoh

Β-ni (OH)2 Ia juga membentangkan struktur lapisan, tetapi lebih mudah, lebih teratur dan padat. Ruang interlamin adalah 4.60 hingga. Oh kumpulan adalah "percuma", iaitu, mereka tidak membentuk ikatan hidrogen.

Konfigurasi Elektronik

Di Ni (oh)2 Nikel dijumpai dalam keadaan pengoksidaan 2+, yang bermaksud bahawa 2 elektron kekurangan lapisan paling luarnya. Konfigurasi elektronik Ni2+ ES: [AR] 3d8, Di mana [ar] adalah konfigurasi elektronik gas argon mulia.

Di Ni (oh)2, Elektron-d atom -atom Nor terletak di tengah -tengah octaedro kecil yang diputarbelitkan atau. Setiap atom atau mengambil elektron H dan 1/3 atom Ni, menyebabkan setiap atom Ni kehilangan 2 elektron-d.

Cara mudah untuk mewakilinya adalah seperti berikut:

H-O- Tidak2+ -O-H

Nomenclature

- Nikel hidroksida (II)

- Nikel dihydroxide

- Nikel Oxide Monohydrate (II)

Sifat

Keadaan fizikal

Hijau kristal hijau pepejal atau kekuningan hijau kebiruan.

Berat molekul

92,708 g/mol.

Takat lebur

230 ºC (cair dengan penguraian).

Ketumpatan

4.1 g/cm3 pada 20 ºC.

Kelarutan

Praktikal tidak larut dalam air (0.00015 g/100 g h2Sama ada). Ia mudah larut asid. Ia juga sangat larut dalam penyelesaian ammonia (NH3), Dengan bentuk kompleks violet biru ini.

Sifat lain

Ia bukan sebatian amphoter. Ini bermaksud bahawa ia tidak boleh bertindak sebagai asid dan sebagai asas.

Bila Ni (oh)2 Ia diperolehi daripada penyelesaian nikel klorida (NICL2) membentangkan pewarnaan hijau-biru, sementara jika ia menimbulkan penyelesaian nitrat nikel (atau (tidak (tidak3)2) membentangkan pewarnaan hijau kuning.

Fasa Alpha (α-NI (OH)2) mempunyai sifat elektrokimia yang lebih besar daripada fasa beta. Ini kerana di Alfa terdapat lebih banyak elektron yang tersedia untuk setiap atom nikel.

Bentuk beta (β-ni (OH)2) telah membentangkan ciri -ciri semikonduktor jenis-p.

Aplikasi

Dalam bateri

Penggunaan paling lama Ni (OH)2 Ia ada di bateri. Pada tahun 1904 Thomas Edison menggunakannya bersama dengan oksida Nio (OH) sebagai bahan untuk katod bateri alkali.

Boleh melayani anda: berilium: sejarah, struktur, sifat, kegunaanBateri nikel-kadmium. © Raimond Spekking. Sumber: Wikipedia Commons.

Kapasiti elektrokimia Katod Ni (OH)2 berkaitan secara langsung dengan morfologi dan saiz zarahnya. Nanopartikel Ni (OH)2 Kerana saiznya yang kecil, mereka mempunyai tingkah laku elektrokimia yang lebih tinggi dan pekali penyebaran proton yang lebih besar daripada zarah terbesar.

Ia mempunyai penggunaan yang luas sebagai bahan katod di banyak bateri alkali yang boleh dicas semula seperti nikel-kadmium, nikel-hidrogen, nikel-hidrogen, antara lain. Ia juga telah digunakan dalam kapasitor prestasi tinggi.

Bateri nikel-kadmium untuk kereta. Pengarang: Claus Ableiter. Sumber: Kerja Sendiri. Sumber: Wikipedia Commons

Reaksi dalam peranti ini membayangkan pengoksidaan Ni (OH)2 Semasa fasa beban dan pengurangan kanak -kanak (OH) semasa fasa pelepasan dalam elektrolit alkali:

Ni (oh)2 + Oh- - dan- ⇔ nio (OH) + h2Sama ada

Persamaan ini boleh diterbalikkan dan dipanggil peralihan redoks.

Dalam aplikasi analisis

Α-NI (OH)2 Ia telah digunakan untuk pembangunan sensor elektrokimia untuk penentuan vitamin D3, o coleciferol, bentuk vitamin D yang boleh diperolehi dengan pendedahan kulit di bawah sinar matahari atau melalui beberapa makanan (kuning telur, susu lembu, salmon segar dan minyak hati cod).

Makanan yang memberi kami vitamin D. Sumber: Pixabay

Penggunaan sensor hibrid yang mengandungi α-NI (OH)2, Bersama Graphene dan Silica Oxide, ia membolehkan vitamin D dilakukan3 secara langsung dalam matriks biologi.

Di samping itu, struktur laminar yang tidak senonoh dari α-NI (OH)2 Ia memudahkan kemasukan dan keluar ion di ruang struktur kosong, yang memihak kepada pembalikan elektrokimia sensor.

Dalam reaksi elektrokatalisis

Peralihan redoks antara Ni (OH)2 Dan kanak -kanak (OH) juga telah digunakan dalam pengoksidaan pemangkin banyak sebatian organik kecil dalam elektrolit alkali. Mekanisme pengoksidaan elektrokatalitik ini adalah seperti berikut:

Boleh melayani anda: Asid sulfamik: struktur, sifat, sintesis, kegunaan

Ni (oh)2 + Oh- - dan- ⇔ nio (OH) + h2Sama ada

Nio (OH) + Kompaun Organik → Ni (OH) 2 + Produk

Sebatian organik boleh, sebagai contoh, produk glukosa dan glikolakton.

Elektrokatalisis tindak balas pengoksidaan molekul kecil mempunyai aplikasi dalam sel bahan api, elektroanalisis, elektrosíntesis dan elektrodegradasi.

Kereta elektrik dengan sel bahan bakar di stesen hidrogen yang masam. Pengarang: Bex. Sumber: Kerja Sendiri. Sumber: Wikipedia Commons.

Dalam beberapa kegunaan

Ciri -ciri elektrokatalitiknya telah menarik perhatian untuk digunakan dalam fotokatalisis, elektrokromik, penjerap dan prekursor prekursor nanostruktur.

Di samping itu, ia mempunyai potensi penggunaan sebagai pigmen kerana pemantulan yang tinggi.

Risiko

Sekiranya anda memanaskan penguraiannya memancarkan gas toksik. Pendedahan kepada Ni (OH)2 Membentangkan satu siri risiko. Sekiranya ia menyedut, ia menjengkelkan ke membran mukus saluran pernafasan atas, boleh menghasilkan asma dan boleh menghasilkan fibrosis pulmonari.

Sekiranya anda bersentuhan dengan mata anda merengsakan membran konjunktif. Di kulit ia menyebabkan kesedaran, semangat atau gatal -gatal dan erythema, menyebabkan dermatitis yang teruk dan alahan kutaneus.

Ia juga boleh menjejaskan buah pinggang, saluran gastrousus, sistem neurologi dan boleh menyebabkan kerosakan kardiovaskular. Ia boleh menyebabkan kerosakan janin wanita hamil.

Ni (oh)2 Ia adalah karsinogen. Telah dikaitkan dengan risiko perkembangan kanser hidung dan paru -paru. Kematian pekerja barah telah dilaporkan di kilang bateri nikel-kadmium.

Ia telah diklasifikasikan sebagai sangat toksik kepada kehidupan akuatik, dengan kesan berbahaya panjang.

Berkenaan dengan tumbuh -tumbuhan, terdapat beberapa percanggahan, kerana walaupun nikel adalah toksik untuk menanam kehidupan, ia juga merupakan mikronutrien penting untuk pembangunannya. Ia diperlukan dalam kuantiti yang sangat kecil untuk pertumbuhan tumbuhan yang optimum.

Rujukan

  1. Kapas, f. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia bukan organik maju. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
  2. Andrade, t.M. et al. (2018). Kesan ejen precipitating pada ciri -ciri struktur, morfologi, dan kolorimetrik zarah hidroksida nikel. Komunikasi sains koloid dan antara muka. 23 (2019) 6-13. Pulih dari Scientedirect.com.
  3. Lagu Haoran Wang dan Changjiang. (2019). Struktur Elektronik dan Phonon Nikel Hidroksida: Kajian Pengiraan Prinsip Pertama. Eur. Phys. J. B (2019) 92:37. Pautan pulih.Springer.com.
  4. Perpustakaan Perubatan Negara. (2019). Nickel Hydroxyde. Pulih dari: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
  5. Canevari, t.C. (2014). Sintesis dan pencirian zarah hidroksida alfa-nikel (ii) pada matriks organik-organik dan aplikasinya dalam sensor sensitif electremical untuk penentuan vitamin D. Akta Electrochimica 147 (2014) 688-695. Pulih dari Scientedirect.com.
  6. Miao, dan. et al. (2014). Elektrokatalisis dan elektroanalisis nikel, oksida STI, hidroksida dan oksyhydroxides ke arah molekul kecil. Biosensor dan bioelektronik. 53 (2014) 428-439. Pulih dari Scientedirect.com.