Struttura di idrossido di nichel (II), proprietà, usi, rischi

Lui idrossido di nichel (II) È un solido inorganico cristallino verde in cui il metallo di nichel ha un numero di ossidazione di 2+. La sua formula chimica è Ni (OH)₂. Può essere ottenuto aggiungendo soluzioni alcaline di idrossido di potassio (KOH), idrossido di sodio (NaOH) o idrossido di ammonio (NH₄OH), rilascia una soluzioni di lacca di sali di nichel (II), come nichel cloruro (II) (NICL₂) o nitrato di nichel (ii) (Ni (no₃)₂).

In tali circostanze, precipitano sotto forma di un voluminoso gel verde che si cristallizza dopo essere rimasto a riposo per molto tempo. I suoi cristalli hanno la struttura di Brucita o Magnnesio idrossido (OH)₂.

Cristalli di idrossido di nichel, NI (OH)₂, In una provetta. Di ondřej mangl - vlastní sbirka, dominio pub, https: // commons.Wikimedia.org/w/indice.PHP?Curid = 2222697. Fonte: Wikipedia Commons.

In natura, il Ni (OH)₂ Si trova nel minerale di teofrastite (inglese Teofrastite), che è stato riportato per la prima volta nel 1981 quando è stato trovato a nord della Grecia.

Il ni (oh)₂ Cristallizza in due fasi polimorfiche, fase α e β, che dipende dal modo in cui si è cristallizzata.

È solubile in acidi e il tono della sua colorazione verdastra dipende dal sale di partenza del nichel.

È stato a lungo usato come catodo a batteria alcalina ricaricabile. Ha applicazione nell'elettrocatalisi, il che lo rende un materiale molto utile nelle celle a combustibile e nell'elettrosíntosi, tra le diverse applicazioni.

Presenta i rischi per la salute da inalare, ingeriti o se entra in contatto con la pelle o gli occhi. È anche considerato un agente cancerogeno.

[TOC]

Struttura cristallina

Il nichel (ii) l'idrossido può cristallizzare in due modi diversi: α-NI (OH)₂ e β-ni (OH)₂.

Ni (OH) Crystal₂ Ha la struttura esagonale della Brucita (MG (OH)₂). La forma ideale è di strati nio₂ In una disposizione esagonale planar di cationi o in coordinamento ottaedrico con ossigeno.

La forma α-Ni (OH)₂ È caratterizzato dall'essere una struttura disordinata piuttosto amorfa, con un'interlamine variabile. Questo è spiegato perché si presenta all'interno della sua struttura diverse specie intervallate tra gli strati, come H₂O, oh^-, SW₄^2- e co₃^2-, A seconda dell'anione nichel Nion della partenza.

Può servirti: punto di ebollizione: concetto, calcolo ed esempi

Β-ni (OH)₂ Presenta anche una struttura a strati, ma molto più semplice, più ordinata e compatta. Lo spazio interlaminico è da 4,60 a. I gruppi OH sono "liberi", cioè non formano legami idrogeno.

Configurazione elettronica

In the Ni (Oh)₂ Il nichel si trova nello stato di ossidazione 2+, il che significa che 2 elettroni mancano del suo strato più esterno. La configurazione elettronica di NI²⁺ ES: [AR] 3D⁸, Dove [AR] è la configurazione elettronica del gas di argon nobile.

In the Ni (Oh)₂, Gli elettroni-D degli atomi di né si trovano al centro di un piccolo octaedro distorto o. Ogni atomo di o prende un elettrone di una H e 1/3 degli atomi di Ni, causando ogni atomo di NI perdendo 2 elettroni-D.

Un modo semplice per rappresentarlo è il seguente:

H-o^- Nessuno dei due^{2+ -}OH

Nomenclatura

- Idrossido di nichel (II)

- Diidrossido di nichel

- Monoidrato di ossido di nichel (II)

Proprietà

Stato fisico

Verde cristallino verde bluastro o verde giallastro.

Peso molecolare

92.708 g/mol.

Punto di fusione

230 ºC (si scioglie con decomposizione).

Densità

4,1 g/cm³ a 20 ºC.

Solubilità

Praticamente insolubile in acqua (0,00015 g/100 g di H₂O). È facilmente solubile acido. È anche molto solubile nelle soluzioni di ammoniaca (NH₃), Beh, con questa forma complessa blu viola.

Altre proprietà

Non è un composto anfoter. Ciò significa che non può agire come acido e come base.

Quando il ni (oh)₂ È ottenuto da nichel cloruro solutions (nicl₂) presenta una colorazione blu verde, mentre se precipita soluzioni di nitrati di nichel (o (no (no (no₃)₂) presenta una colorazione giallo verde.

La fase alfa (α-Ni (OH)₂) ha proprietà elettrochimiche maggiori della fase beta. Questo perché nell'ALFA ci sono un numero maggiore di elettroni disponibili per ogni atomo di nichel.

La forma beta (β-NI (OH)₂) ha presentato caratteristiche di un semiconduttore di tipo-P.

Applicazioni

Nelle batterie

L'uso più lungo di Ni (OH)₂ È nelle batterie. Nel 1904 Thomas Edison lo usò insieme al suo ossido di Nio (OH) come materiale per il catodo a batteria alcalina.

Può servirti: berillio: storia, struttura, proprietà, usiBatterie di nichel-cadmio. © Raimond Spekking. Fonte: Wikipedia Commons.

La capacità elettrochimica dei catodi Ni (OH)₂ è direttamente correlato alla morfologia e alle dimensioni delle sue particelle. Nanoparticelle di Ni (OH)₂ A causa delle loro dimensioni ridotte, hanno un comportamento elettrochimico più elevato e un coefficiente di diffusione dei protoni maggiori rispetto alle particelle più grandi.

Ha avuto un ampio uso come materiale catodico in molte batterie alcaline ricaricabili come nichel-cadmio, nichel-idrogeno, nichel-idrogeno, tra gli altri. È stato anche usato in condensatori per prestazioni superte.

Batteria di nichel-cadmio per automobili. Autore: Claus Abiliter. Fonte: proprio lavoro. Fonte: Wikipedia Commons

La reazione in questi dispositivi implica l'ossidazione del Ni (OH)₂ Durante la fase di carico e la riduzione del bambino (OH) durante la fase di scarico nell'elettrolita alcalino:

Ni (oh)₂ + OH^- - E^- ⇔ nio (OH) + H₂O

Questa equazione è reversibile e si chiama transizione redox.

In applicazioni analitiche

Α-Ni (OH)₂ È stato utilizzato per lo sviluppo di sensori elettrochimici per la determinazione della vitamina D₃, o coleciferol, una forma di vitamina D che può essere ottenuta dall'esposizione della pelle alla luce solare o attraverso alcuni alimenti (tuorlo d'uovo, latte di mucca, salmone fresco e olio di fegato di merluzzo).

Alimenti che ci forniscono vitamina D. Fonte: Pixabay

L'uso di sensori ibridi contenenti α-NI (OH)₂, Insieme al grafene e all'ossido di silice, consente di fare la vitamina D₃ direttamente nelle matrici biologiche.

Inoltre, la struttura laminare disordinata di α-NI (OH)₂ Facilita l'ingresso e l'uscita degli ioni in spazi strutturali vuoti, che favoriscono la reversibilità elettrochimica del sensore.

Nelle reazioni elettrocatalisi

La transizione redox tra Ni (OH)₂ e il bambino (OH) è stato anche usato nell'ossidazione catalitica di molti piccoli composti organici nell'elettrolita alcalino. Il meccanismo di questa ossidazione elettrocatalitica è il seguente:

Può servirti: acido solfamico: struttura, proprietà, sintesi, usi

Ni (oh)₂ + OH^- - E^- ⇔ nio (OH) + H₂O

NIO (OH) + composto organico → Ni (OH) 2 + Prodotto

Il composto organico può essere, ad esempio, il prodotto di glucosio e glicolattone.

L'elettrocatalisi delle reazioni di ossidazione delle piccole molecole ha l'applicazione nelle celle a combustibile, l'elettroanalisi, l'elettrosíntosis ed elettrodegradazione.

Auto elettriche con cella a combustibile in una stazione acida di idrogeno. Autore: Bex. Fonte: proprio lavoro. Fonte: Wikipedia Commons.

In diversi usi

Le sue proprietà elettrocatalitiche hanno attirato l'attenzione per l'uso in fotocatalisi, elettrocromica, adsorbente e precursori dei precursori delle nanostrutture.

Inoltre, ha un potenziale utilizzo come pigmento a causa della sua alta riflettanza.

Rischi

Se si riscuote fino alla sua decomposizione emette gas tossici. Esposizione al NI (OH)₂ presenta una serie di rischi. Se è inalante, è irritante per la mucosa del tratto respiratorio superiore, può produrre asma e può generare fibrosi polmonare.

Se ti metti in contatto con gli occhi, irritare la membrana congiuntiva. Nella pelle provoca consapevolezza, ardore o prurito ed eritema, causando grave dermatite e allergie cutanee.

Può anche influenzare i reni, il tratto gastrointestinale, il sistema neurologico e può causare danni cardiovascolari. Può causare danni al feto delle donne in gravidanza.

Il ni (oh)₂ È cancerogeno. È stato associato al rischio di sviluppo di cancro e polmoni nasali. I decessi dei lavoratori del cancro sono stati segnalati in fabbriche di batterie in nichel-cadmio.

È stato classificato come molto tossico per la vita acquatica, con effetti dannosi a lungo termine.

Per quanto riguarda le piante, c'è una certa contraddizione, perché sebbene il nichel sia tossico per la vita vegetale, è anche un micronutriente essenziale per il suo sviluppo. È richiesto in quantità estremamente piccole per una crescita ottimale delle piante.

Riferimenti

1. Cotone, f. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimica inorganica avanzata. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
2. Andrade, t.M. et al. (2018). Effetto degli agenti precipitanti sulle caratteristiche strutturali, morfologiche e colorimetriche delle particelle di idrossido di nichel. Comunicazioni di scienze colloide e interfaccia. 23 (2019) 6-13. Recuperato da ScienceDirect.com.
3. Haoran Wang e Changjiang Song. (2019). Struttura elettronica e fononica di idrossido di nichel: studio di calcolo dei primi principi. euro. Phys. J. B (2019) 92:37. Link recuperato.Springer.com.
4. Biblioteca nazionale di medicina. (2019). Nickel Hydroxyde. Recuperato da: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov.
5. Canevari, t.C. (2014). Sintesi e caratterizzazione di particelle di idrossido alfa-nichel (II) sulla matrice organica-inorganica e la sua applicazione in un sensore sensibile elettochimico per la determinazione della vitamina D. Electrochimica Act 147 (2014) 688-695. Recuperato da ScienceDirect.com.
6. Miao, e. et al. (2014). Elettrocatalisi ed elettroanalisi di nichel, ossidi di STI, idrossidi e ossidrossidi verso piccole molecole. Biosensori e bioelettronica. 53 (2014) 428-439. Recuperato da ScienceDirect.com.