Scheikunde

Nikkelhydroxide (II) structuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Nikkelhydroxide (II) structuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Hij Nikkelhydroxide (II) Het is een groene kristallijne anorganische vaste stof waarbij het nikkelmetaal een oxidatienummer van 2 heeft+. De chemische formule is Ni (OH)2. Het kan worden verkregen door alkalische oplossingen van kaliumhydroxide (KOH), natriumhydroxide (NaOH) of ammoniumhydroxide (NH toe te voegen4Oh), laat een lakoplossingen van nikkelzouten (ii) vallen, als nikkelchloride (ii) (nicl2) of nikkelnitraat (ii) (ni (nee3))2)).

In dergelijke omstandigheden, neerslag in de vorm van een volumineuze groene gel die kristalliseert nadat ze nog lang blijven rusten. De kristallen hebben de structuur van de Brucita of Magnesio Hydroxide (OH)2.

Nikkelhydroxidekristallen, Ni (OH)2, In een testbuis. Door Ondřej Mangl - Vlastní Sbirka, Pub Domain, https: // Commons.Wikimedia.org/w/index.PHP?Curid = 2222697. Bron: Wikipedia Commons.

In de natuur, de ni (oh)2 Het wordt gevonden in het teofrastiet -mineraal (Engels Theofrastiet), die voor het eerst werd gemeld in 1981 toen het ten noorden van Griekenland werd gevonden.

De Ni (OH)2 kristalliseert in twee polymorfe fasen, fase α en β, die afhankelijk zijn van de manier waarop het is gekristalliseerd.

Het is oplosbaar in zuren en de toon van zijn groenachtige kleur hangt af van het nikkelvertrekzout.

Het wordt al lang gebruikt als oplaadbare alkalische batterijkathode. Het heeft toepassing in elektrokatalyse, waardoor het een zeer nuttig materiaal is in brandstofcellen en elektrosíntesis, onder verschillende toepassingen.

Het vormt gezondheidsrisico's om te worden ingeademd, ingenomen of als het in contact komt met huid of ogen. Het wordt ook beschouwd als een kankerverwekkend middel.

[TOC]

Kristallijne structuur

Nikkel (II) Hydroxide kan op twee verschillende manieren kristalliseren: α-Ni (OH)2 en β-ni (oh)2.

Ni (oh) kristal2 Het heeft de zeshoekige structuur van de Brucita (Mg (OH)2)). De ideale vorm is van nio -lagen2 In een zeshoekige regeling van kationen of in octaëdrische coördinatie met zuurstof.

De α-Ni-vorm (OH)2 Het wordt gekenmerkt door een nogal amorfe rommelige structuur te zijn, met een variabele interlamine. Dit wordt uitgelegd omdat het binnen zijn structuur verschillende afgewisselde soorten tussen de lagen presenteert, zoals h2Of, oh-, SW42- en co32-, Afhankelijk van het nikkelnionanion van vertrek.

Kan u van dienst zijn: kookpunt: concept, berekening en voorbeelden

Β-ni (oh)2 Het presenteert ook een laagstructuur, maar veel eenvoudiger, ordelijker en compacter. De interlamine -ruimte is 4,60 tot. Oh groepen zijn "vrij", dat wil zeggen, ze vormen geen waterstofbruggen.

Elektronische configuratie

In de Ni (OH)2 Het nikkel is te vinden in de oxidatietoestand 2+, wat betekent dat 2 elektronen zijn buitenste laag missen. De elektronische configuratie van Ni2+ ES: [AR] 3D8, Waarbij [ar] de elektronische configuratie is van nobel argongas.

In de Ni (OH)2, De elektronen-D van de atomen van noch bevinden zich in het midden van een kleine octaedro vervormd of. Elk atoom van of neemt een elektron van een H en 1/3 van de atomen van Ni, waardoor elk atoom van Ni 2 elektronen verliest-D.

Een eenvoudige manier om het te vertegenwoordigen is als volgt:

H-O- Geen van beide2+ -OH

Nomenclatuur

- Nikkelhydroxide (II)

- Nikkel dihydroxide

- Nikkeloxide -monohydraat (II)

Eigenschappen

Fysieke staat

Blauwgroen kristallijn vast of geelachtig groen.

Molecuulgewicht

92.708 g/mol.

Smeltpunt

230 ºC (smelt met ontleding).

Dikte

4.1 g/cm3 bij 20 ºC.

Oplosbaarheid

Praktisch onoplosbaar in water (0,00015 g/100 g h H2OF). Het is gemakkelijk in zuur oplosbaar. Het is ook erg oplosbaar in ammoniakoplossingen (NH3), Nou, met deze blauwe violette complexe vorm.

Andere eigenschappen

Het is geen amfotercompound. Dit betekent dat het niet kan fungeren als zuur en als basis.

Wanneer de ni (oh)2 Het wordt verkregen uit nikkelchloride -oplossingen (NICL2) presenteert een groenblauwe kleuring, terwijl als het nikkel nitraatoplossingen neerslaat (of (nee (nee (nee3))2) presenteert een groen-gele kleuring.

De alfase fase (α-ni (OH)2) heeft elektrochemische eigenschappen die groter zijn dan de bèta -fase. Dit komt omdat er in de Alfa een groter aantal elektronen beschikbaar zijn voor elk nikkelatoom.

De bèta-vorm (β-ni (oh)2) heeft kenmerken gepresenteerd van een type halfgeleider-P.

Toepassingen

In batterijen

Het langste gebruik van de Ni (OH)2 Het is in batterijen. In 1904 gebruikte Thomas Edison het samen met zijn NIO (OH) oxide als materiaal voor de alkalische batterijkathode.

Kan u van dienst zijn: beryllium: geschiedenis, structuur, eigenschappen, gebruikNikkel-cadmium batterijen. © Raimond Speking. Bron: Wikipedia Commons.

De elektrochemiecapaciteit van de Ni (OH) kathoden2 is direct gerelateerd aan de morfologie en de grootte van de deeltjes. Nanodeeltjes van Ni (OH)2 Vanwege hun kleine omvang hebben ze een hoger elektrochemisch gedrag en een grotere diffusiecoëfficiënt van protonen dan de grootste deeltjes.

Het heeft een breed gebruikt als kathodemateriaal in veel oplaadbare alkalische batterijen zoals nikkel-cadmium, nikkel-hydrogen, onder andere nikkel-hydrogen. Het is ook gebruikt in superhoge prestatiecondensatoren.

Nikkel-Cadmium-batterij voor auto's. Auteur: Claus -bekwaamer. Bron: eigen werk. Bron: Wikipedia Commons

De reactie in deze apparaten impliceert de oxidatie van de Ni (OH)2 Tijdens de belastingsfase en de reductie van het kind (OH) tijdens de ontladingsfase in de alkalische elektrolyt:

Ni (oh)2 + Oh- - En- ⇔ nio (oh) + h2OF

Deze vergelijking is omkeerbaar en wordt redox -overgang genoemd.

In analytische toepassingen

Α-ni (OH)2 Het is gebruikt voor de ontwikkeling van elektrochemische sensoren voor vitamine D -bepaling3, o Coleciferol, een vorm van vitamine D die kan worden verkregen door de blootstelling van de huid in zonlicht of door sommige voedingsmiddelen (eidooier, koemelk, verse zalm en leverolie)).

Voedingsmiddelen die ons van vitamine D geven. Bron: Pixabay

Het gebruik van hybride sensoren die α-Ni bevatten (OH)2, Samen met grafeen- en silica -oxide maakt het mogelijk om vitamine D te doen3 Direct in biologische matrices.

Bovendien is de wanordelijke laminaire structuur van α-Ni (OH)2 Het vergemakkelijkt de invoer en uitgang van ionen in lege structurele ruimtes, die de elektrochemische omkeerbaarheid van de sensor bevorderen.

In reacties elektrocatalyse

De redox -overgang tussen de Ni (OH)2 en het kind (OH) is ook gebruikt bij de katalytische oxidatie van veel kleine organische verbindingen in alkalische elektrolyt. Het mechanisme van deze elektrokatalytische oxidatie is als volgt:

Kan u dienen: sulfaminezuur: structuur, eigenschappen, synthese, gebruik

Ni (oh)2 + Oh- - En- ⇔ nio (oh) + h2OF

Nio (oh) + organische verbinding → ni (oh) 2 + product

De organische verbinding kan bijvoorbeeld glucose- en glycolactonproduct zijn.

Elektrocatalyse van oxidatiereacties voor kleine moleculen heeft toepassing in brandstofcellen, elektroanalyse, elektrosíntesis en elektrodesatie.

Elektrische auto's met brandstofcel in een waterstofgezuurd station. Auteur: Bex. Bron: eigen werk. Bron: Wikipedia Commons.

In verschillende toepassingen

De elektrokatalytische eigenschappen hebben de aandacht getrokken voor gebruik in fotokatalyse, elektrocromisch, adsorbens en voorlopers van voorlopers van nanostructuur.

Bovendien heeft het een potentieel gebruik als pigment vanwege de hoge reflectie.

Risico's

Als u zich verharmt tot zijn ontleding stoot giftige gassen uit. Blootstelling aan de Ni (OH)2 presenteert een reeks risico's. Als het inademt, is het irritant voor het slijmvlies van het bovenste luchtwegen, kan astma produceren en kan het pulmonale fibrose genereren.

Als je in contact komt met je ogen irriteer het conjunctieve membraan. In de huid veroorzaakt het bewustzijn, ijver of jeuk en erytheem, waardoor ernstige dermatitis en huidallergieën worden veroorzaakt.

Het kan ook de nieren, het maagdarmkanaal, het neurologische systeem beïnvloeden en kan cardiovasculaire schade veroorzaken. Het kan schade aan de foetus van zwangere vrouwen veroorzaken.

De Ni (OH)2 Het is carcinogeen. Is geassocieerd met het risico op ontwikkeling van nasale kanker en longen. Sterfgevallen van kankerwerkers zijn gemeld in nikkel-cadmium batterijfabrieken.

Het is geclassificeerd als zeer giftig voor het waterleven, met schadelijke effecten op lange termijn.

Met betrekking tot planten is er enige tegenspraak, want hoewel nikkel giftig is voor het plantenleven, is het ook een essentiële micronutriënt voor de ontwikkeling ervan. Het is vereist in extreem kleine hoeveelheden voor optimale plantengroei.

Referenties

  1. Katoen, f. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
  2. Andrade, T.M. et al. (2018). Effect van neerslagmiddelen op de structurele, morfologische en colorimetrische kenmerken van nikkelhydroxidedeeltjes. Colloïde en interface wetenschapscommunicatie. 23 (2019) 6-13. Hersteld van Scientedirect.com.
  3. Haoran Wang en Changjiang Song. (2019). Elektronische en fononstructuur van nikkelhydroxide: berekeningstudie van de eerste principes. EUR. Fysiek. J. B (2019) 92:37. Link hersteld.Springer.com.
  4. Nationale bibliotheek van geneeskunde. (2019). Nikkelhydroxyde. Hersteld van: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
  5. Canevari, T.C. (2014). Synthese en karakterisering van alfa-nickel (II) hydroxidedeeltjes op organische anorganische matrix en de toepassing ervan in een electochemische gevoelige sensor voor vitamine D-bepaling. Electrochimica Act 147 (2014) 688-695. Hersteld van Scientedirect.com.
  6. Miao, en. et al. (2014). Elektrocatalyse en elektroanalyse van nikkel, soa's oxiden, hydroxiden en oxyhydroxiden naar kleine moleculen. Biosensoren en bio -elektronica. 53 (2014) 428-439. Hersteld van Scientedirect.com.