ХЛОРИД НІКЕЛЮ (NICL2): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИРОБНИЦТВО, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Хлорид нікелю або хлорид нікелю (II) , являє собою неорганічну сполуку , що складається з елементів нікелю (Ni) і хлору (Cl). Його хімічна формула - NiCl ₂ . Це золотисто-жовте тверде речовина, коли воно безводне (без води за своєю структурою) і зелене в гідратованій формі.

Безводний NiCl ₂ є гігроскопічним твердим речовиною, він легко поглинає воду і в ній дуже розчинний, утворюючи зелені розчини. Водні його розчини кислі. Гідратний NiCl ₂ має спорідненість до аміаку NH ₃ , тобто він легко поглинає його через схильність іона нікелю (Ni ²⁺ ) до зв'язування з аміаком. З цієї причини його використовують у захисних масках, щоб вільно дихати в умовах, де є NH ₃ , який є токсичним.

Нікель (II) хлорид безводний NiCl ₂ . Автор: Softyx. Джерело: Wikimedia Commons.

Хлорид нікелю широко застосовується в процесах виготовлення нікелевих покриттів або покриттів з інших металів, для захисту їх від корозії та інших пошкоджень.

Він використовується як каталізатор або прискорювач реакцій між органічними сполуками. Також готують каталізатори інших сполук нікелю. Нещодавно це було випробувано на деяких акумуляторах для підвищення продуктивності акумулятора.

Однак NiCl ₂ є дуже токсичною сполукою, яка може завдати шкоди людині та тваринам. Це канцерогенна та мутагенна речовина. Його ніколи не слід утилізувати в навколишнє середовище.

Будова

Хлорид нікелю (II) NiCl ₂ є іонною сполукою. Він утворюється іоном нікелю (Ni ²⁺ ) (із станом окислення +2) та двома хлоридними іонами (Cl ^- ) з валентністю -1.

Хлорид нікелю (II). Автор: Marilú Stea.

Номенклатура

• Хлорид нікелю (II)
• Хлорид нікелю
• Дихлорид нікелю
• Гексагідрат хлориду нікелю NiCl _{2 •} 6H ₂ O

Властивості

Фізичний стан

Золота жовта або зелена кристалічна тверда речовина.

Молекулярна маса

129,6 г / моль

Точка сублімації

Безводний NiCl _2, досягнувши 973 ° С, переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний стан.

Потрійна точка

Безводний NiCl ₂ при температурі 1009 ° C існує одночасно в трьох його станах: твердому, рідкому та газоподібному.

Щільність

3,51 г / см ³

Розчинність

Розчинна у воді: 64,2 г / 100 мл води при 20 ° С; 87,6 г / 100 мл при 100 ° С. Розчинний у етанолі (CH ₃ -CH ₂ -OH) та в гідроксиді амонію (NH ₄ OH). Нерозчинний в аміаку NH ₃ .

рН

Його водні розчини кислі, з рН близько 4.

Хімічні властивості

Це тверда речовина з чудовими властивостями, тобто легко поглинає воду з навколишнього середовища. Безводний NiCl ₂ (без води) золотисто-жовтий. Гексагідратна форма (з 6 молекулами води) NiCl _{2 •} 6H ₂ O зеленого кольору.

Гексагідрат хлориду нікелю NiCl _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Громадське надбання. Джерело: Wikimedia Commons.

Безводний NiCl ₂ за відсутності повітря сублімує легко.

NiCl ₂ дуже розчинний у воді. У водному розчині він розділяється на свої іони Ni ²⁺ та Cl ^- . Водні розчини кислі. У розчині іон нікелю приєднується до 6 молекул води H ₂ O, утворюючи іон гексааквонікелю ²⁺ , який зелений.

Якщо pH цих водних розчинів збільшується додаванням, наприклад, гідроксиду натрію (NaOH), _{утворюється} гідроксид нікелю Ni (OH) _2, який осаджується або відокремлюється від води, утворюючи об'ємний зелений гель.

Важлива властивість іона гексааку

Водні розчини NiCl ₂ можуть швидко поглинати аміак (NH ₃ ). Це тому, що NH ₃ легко пов'язується з гексааконікелевим іоном ^2+, витісняючи молекули води та утворюючи такі види, як ²⁺ або навіть ²⁺ .

Отримання

Хлорид нікелю (II) можна отримати, починаючи з порошку нікелю (Ni) або оксиду нікелю (NiO).

Нікель може бути хлорований, пропускаючи газ хлору (Cl ₂ ) по порошку.

Ni + Cl ₂ → NiCl ₂

Ви також можете вступити в реакцію NiO з соляною кислотою HCl і потім випарити розчин.

NiO + 2 HCl → NiCl ₂ + H ₂ O

Програми

Для покриття металів нікелем

Хлорид нікелю використовується в розчинах, що дозволяють електроосаджувати металевий нікель на інших металах. Гальванічне покриття використовує електричний струм для нанесення одного шару металу поверх іншого.

Декоративні металеві оздоблення виготовляються там, де нікель (Ni) є проміжним шаром перед покриттям шматка хромовим металом (Cr). Він також підходить для покриттів в інженерних областях.

Блискучі частини деяких мотоциклів попередньо покриті металевим нікелем методом обробки NiCl _2, а потім покриті хромовим металом. Автор: Ганс Браксмайер. Джерело: Pixabay.

Нікелеві покриття наносяться на цинк, сталь, олово-нікелеві сплави та інші метали, щоб захистити їх від корозії та ерозії або абразивного зносу.

У лабораторіях аналізу

NiCl ₂ є частиною розчинів, що використовуються для підготовки зразків ракової тканини для перегляду під мікроскопом медичними патологами, що спеціалізуються на раку.

В реакціях органічної хімії

Хлорид нікелю діє як каталізатор або прискорювач багатьох реакцій між органічними сполуками. Наприклад, це дозволяє об'єднати кільця, такі як фосфоли, які димерзуються (приєднуються дві фосфоли) у присутності NiCl ₂ .

Він також служить каталізатором у виробництві тетрахлориду вуглецю CCl ₄ та діаариламіну.

NiCl ₂ служить каталізатором реакцій органічної хімії. Автор: WikimediaImages. Джерело: Pixabay.

У промисловій безпеці

Завдяки високій спорідненості до аміаку (NH ₃ ), NiCl ₂ використовується в промислових масках безпеки. Аміак - токсичний газ. Хлорид нікелю поміщається у фільтри, через які проходить повітря, яке людина вдихає.

Таким чином повітря з NH ₃ проходить через фільтр, аміак захоплюється NiCl ₂ , і людина, що носить маску, вдихає лише чисте повітря.

NiCl ₂ використовується в протигазах для захисту людей від газу аміаку NH ₃ . Автор: Майкл Шварценбергер. Джерело: Pixabay.

У теплових батареях

NiCl ₂ - перспективний матеріал для використання в теплових батареях. У випробуваннях з літій-борними батареями, де катодом є NiCl _2, вони демонструють відмінні показники.

Тепловий акумулятор. NiCl ₂ в цих батареях робить їх ефективнішими. Томас М. Кроулі, начальник відділу з боєприпасів боєприпасів, відділення фузе, Центр досліджень, розвитку та інженерних досліджень армії США (ARDEC), Арсенал Пікатінні, штат Нью-Джерсі / Громадське надбання. Джерело: Wikimedia Commons.

У галогенідних батареях металів натрію

Дослідники довели, що хлорид нікелю в галогенідних батареях металів натрію дозволяє працювати при набагато нижчих температурах, ніж при інших галогенідах. Галогеніди металів - це солі галогенів, таких як хлор, бром та йод з металами.

Цей тип акумуляторів дуже корисний для зберігання електричної енергії в нерухомому стані, але, як правило, це проблематично через високих робочих температур і тому мало використання.

NiCl ₂ може допомогти знизити робочу температуру батарей галоїду металів натрію. Автор: Clker-Free-Vector-Images Піксабай.

За допомогою NiCl ₂ ви можете вирішити проблему високих температур цих батарей.

У різних додатках

Хлорид нікелю NiCl ₂ є проміжним продуктом при приготуванні нікелевих каталізаторів. Він також служить для отримання інших сполук, таких як складні солі нікелю.

Припинено використання

Завдяки токсичності для більшості мікроорганізмів, NiCl ₂ може діяти як фунгіцид і раніше використовувався для усунення цвілі, яка атакує певні рослини.

Однак це використання було припинено через небезпеку, яку він представляє для людей, які його використовують, та для навколишнього середовища.

Ризики

Хлорид нікелю (II) або хлориду нікелю NiCl ₂ є дуже токсичною сполукою. Він не горючий, але створює небезпечні гази при впливі тепла чи вогню.

Вплив людини хлоридом нікелю (II) може спричинити сильний дерматит, шкірну алергію, респіраторну алергію, впливати на легені, нирки, шлунково-кишковий тракт та нервову систему.

Він також відомий своїми канцерогенними та мутагенними ефектами (спричиняючи зміни в генах клітин).

Вплив на тварин та водні організми

Це дуже токсично для наземних і водних тварин, наслідки яких тривають з часом. Це може бути смертельно небезпечно в низьких концентраціях.

Деякі дослідники виявили, наприклад, що форель, що піддається впливу розчиненого у воді NiCl _2, страждає від окислювального пошкодження та різних патологій у тканинах мозку.

Форель може бути сильно пошкоджена забрудненням NiCl ₂ вод, де вони мешкають. Автор: Хольгер Грибш. Джерело: Pixabay.

NiCl ₂ ніколи не слід викидати в навколишнє середовище.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Хлорид нікелю. Відновлено з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Еспіноза, Л.А. (2006). Довідник з імуногістохімії та гібридизації карциномів людини у сiту. Том 4. Протидія та візуалізація. Відновлено з sciencedirect.com.
3. Тейлор, SR (2001). Покриття для захисту від корозії: металеві. Нікелеві покриття. В Енциклопедії матеріалів: Наука та техніка. Відновлено з sciencedirect.com.
4. Квін, Л.Д. (1996). П'ятичленні кільця з одним гетероатомом та плавленими карбоциклічними похідними. Термічна димеризація фосфолей. У комплексній гетероциклічній хімії II. Відновлено з sciencedirect.com.
5. Топал, А. та ін. (2015). Нейротоксичний вплив на хлорид нікелю в мозку райдужної форелі: Оцінка активності c-Fos, реакцій антиоксидантів, активності ацетилхолінестерази та гістопатологічних змін. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Відновлено з link.springer.com.
6. Liu, W. et al. (2017). Підготовка із змінною температурою та продуктивність NiCl ₂ як катодного матеріалу для теплових батарей. Вчений Китай Матер. 60, 251-257 (2017). Відновлено з link.springer.com.
7. Li, G. та ін. (2016). Вдосконалені проміжні температури натрію-нікелевих хлоридних батарей із надвисокою щільністю енергії. Nature Communications 7, Номер статті: 10683 (2016). Відновлено з Nature.com.
8. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
9. Lide, DR (редактор) (2003). Посібник з хімії та фізики. 85- ^а преса CRC.