Nickelhydroxid (II) Struktur, Eigenschaften, Verwendungen, Risiken

Er Nickelhydroxid (II) Es ist ein grün kristalliner anorganischer Feststoff, bei dem das Nickelmetall eine Oxidationszahl von 2 hat+. Seine chemische Formel ist Ni (OH)₂. Es kann erhalten werden, indem alkalische Lösungen von Kaliumhydroxid (KOH), Natriumhydroxid (NaOH) oder Ammoniumhydroxid (NH₄OH), lösche Lacklösungen von Nickelsalzen (ii) als Nickelchlorid (ii) (Nicl₂) oder Nickelnitrat (ii) (Ni (nein₃)₂).

Unter solchen Umständen schlägt der Niederschlag in Form eines voluminösen grünen Gels, das kristallisiert. Seine Kristalle haben die Struktur der Brucita- oder Magnesio -Hydroxid (OH)₂.

Nickelhydroxidkristalle, Ni (OH)₂, In einem Reagenzglas. Von Ondřej Manggl - Vlastní Sbirka, Pub Domain, https: // Commons.Wikimedia.org/w/Index.Php?Curid = 2222697. Quelle: Wikipedia Commons.

In der Natur der Ni (OH)₂ Es kommt im Teofrastit -Mineral (Englisch Theophrastit), das erstmals 1981 gemeldet wurde, als es nördlich Griechenlands gefunden wurde.

Der Ni (OH)₂ kristallisiert in zwei polymorphen Phasen, Phase α und β, was von der Art und Weise abhängt, wie es kristallisiert ist.

Es ist löslich in Säuren und der Ton seiner grünlichen Färbung hängt vom Nickel -Abflugsalz ab.

Es wird seit langem als wiederaufladbare alkalische Batteriekathode verwendet. Es wird in der Elektrokatalyse angewendet, was es zu einem sehr nützlichen Material in Brennstoffzellen und Elektrosuktesis unter mehreren Anwendungen macht.

Es stellt gesundheitliche Risiken ein, die eingeatmet, aufgenommen werden oder wenn es mit Haut oder Augen in Kontakt kommt. Es wird auch als krebserregendes Mittel angesehen.

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Kristalline Struktur

Nickel (ii) Hydroxid kann auf zwei verschiedene Arten kristallisieren: α-ni (OH)₂ und β-ni (OH)₂.

Ni (OH) Kristall₂ Es hat die sechseckige Struktur der Brucita (MG (OH)₂). Die ideale Form ist von NIO -Schichten₂ In einem sechseckigen Arrangement planar von Kationen oder in oktaedrischer Koordination mit Sauerstoff.

Die α-Ni-Form (OH)₂ Es zeichnet sich durch eine ziemlich amorphe unordentliche Struktur mit einem variablen Interlamin aus. Dies wird erklärt, weil es in seiner Struktur mehrere zwischengestrahlte Arten zwischen den Schichten wie h aufweist₂Oder, oh^-, SW₄^2- und co₃^2-, Abhängig vom Nickelnion -Anion der Abreise.

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Β-ni (OH)₂ Es präsentiert auch eine Ebenenstruktur, aber viel einfacher, ordentlicher und kompakter. Der Interlaminraum ist 4,60 bis. Oh Gruppen sind "frei", dh sie bilden keine Wasserstoffbrückenbindungen.

Elektronische Konfiguration

Im Ni (OH)₂ Der Nickel befindet sich im Oxidationszustand 2+, was bedeutet, dass 2 Elektronen ihre äußerste Schicht fehlen. Die elektronische Konfiguration von NI²⁺ Es: [ar] 3D⁸, Wobei [AR] die elektronische Konfiguration von edlen Argongas ist.

Im Ni (OH)₂, Die Elektronen-D von den Atomen von oder befinden sich in der Mitte eines kleinen OctAedro verzerrt oder. Jedes Atom von oder nimmt ein Elektron eines H und 1/3 der Ni -Atome an, wodurch jedes Atom von Ni 2 Elektronen verliert-D.

Eine einfache Möglichkeit, es darzustellen, ist wie folgt:

H-o^- Weder^{2+ -}OH

Nomenklatur

- Nickelhydroxid (II)

- Nickel Dihydroxid

- Nickeloxidmonohydrat (II)

Eigenschaften

Körperlicher Status

Bläulich grün kristalliner fester oder gelblich grün.

Molekulargewicht

92,708 g/mol.

Schmelzpunkt

230 ºC (schmilzt mit Zersetzung).

Dichte

4,1 g/cm³ bei 20 ºC.

Löslichkeit

Praktisch unlöslich in Wasser (0,00015 g/100 g H h₂ENTWEDER). Es ist leicht säurelöslich. Es ist auch sehr löslich in Ammoniaklösungen (NH₃) Nun, mit dieser blauen violetten komplexen Form.

Andere Eigenschaften

Es ist keine Amphoterverbindung. Dies bedeutet, dass es nicht als Säure und als Basis wirken kann.

Wenn der Ni (OH)₂ Es wird von Nickel Chlorid Solutions (NICL₂) präsentiert eine grün-blaue Färbung, während sie Nickelnitratlösungen ausfällt (oder (nein (nein)₃)₂) präsentiert eine grün-gelbe Färbung.

Die Alpha-Phase (α-ni (OH)₂) hat elektrochemische Eigenschaften größer als die Beta -Phase. Dies liegt daran, dass für jedes Nickelatom eine größere Anzahl von Elektronen verfügbar ist.

Die Beta-Form (β-ni (OH)₂) hat Merkmale eines Typs Halbleiter vorgestellt-P.

Anwendungen

In Batterien

Die längste Verwendung des Ni (OH)₂ Es ist in Batterien. 1904 verwendete Thomas Edison es zusammen mit seinem NIO (OH) Oxid als Material für die alkalische Batteriekathode.

Kann Ihnen dienen: Beryllium: Geschichte, Struktur, Eigenschaften, verwendetNickel-Cadmium-Batterien. © Raimond Spekking. Quelle: Wikipedia Commons.

Die elektrochemische Kapazität der Ni (OH) -Kathodes₂ steht in direktem Zusammenhang mit der Morphologie und Größe seiner Partikel. Nanopartikel von Ni (OH)₂ Aufgrund ihrer geringen Größe haben sie ein höheres elektrochemisches Verhalten und einen größeren Protonendiffusionskoeffizienten als die größten Partikel.

Es hat unter anderem eine breite Verwendung als Kathodenmaterial in vielen wiederaufladbaren alkalischen Batterien wie Nickel-Cadmium, Nickelhydrogen und Nickelhydrogen unter anderem. Es wurde auch in Super-High-Performance-Kondensatoren verwendet.

Nickel-Cadmium-Akku für Automobile. Autor: Claus fließiter. Quelle: eigene Arbeit. Quelle: Wikipedia Commons

Die Reaktion in diesen Geräten impliziert die Oxidation des NI (OH)₂ Während der Lastphase und der Verringerung des Kindes (OH) während der Entladungsphase im alkalischen Elektrolyten:

Ni (OH)₂ + Oh^- - Und^- ⇔ nio (oh) + h₂ENTWEDER

Diese Gleichung ist reversibel und wird als Redox -Übergang bezeichnet.

In analytischen Anwendungen

Α-ni (OH)₂ Es wurde zur Entwicklung elektrochemischer Sensoren zur Vitamin -D -Bestimmung verwendet₃, o Coleciferol, eine Form von Vitamin D, die durch die Exposition der Haut im Sonnenlicht oder durch einige Lebensmittel (Eigelb, Kuhmilch, frischer Lachs und Leberöl) erhalten werden kann.

Lebensmittel, die uns Vitamin D geben. Quelle: Pixabay

Die Verwendung von hybriden Sensoren, die α-NI (OH) enthalten₂, Zusammen mit Graphen- und Kieseloxid ermöglicht es Vitamin D₃ direkt in biologischen Matrizen.

Zusätzlich die ungeordnete laminare Struktur von α-NI (OH)₂ Es erleichtert den Eintritt und den Ausgang von Ionen in leeren Strukturräumen, was die elektrochemische Reversibilität des Sensors begünstigt.

In Reaktionen Elektrokatalyse

Der Redoxübergang zwischen dem NI (OH)₂ und das Kind (OH) wurde auch bei der katalytischen Oxidation vieler kleiner organischer Verbindungen im alkalischen Elektrolyten verwendet. Der Mechanismus dieser elektrokatalytischen Oxidation ist wie folgt:

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Ni (OH)₂ + Oh^- - Und^- ⇔ nio (oh) + h₂ENTWEDER

NIO (OH) + organische Verbindung → Ni (OH) 2 + Produkt

Die organische Verbindung kann beispielsweise Glukose- und Glykolaktonprodukt sein.

Die Elektrokatalyse von Oxidationsreaktionen mit kleinen Molekülen hat Anwendung in Brennstoffzellen, Elektroanalyse, Elektrosntesis und elektrischer Abbau.

Elektroautos mit Brennstoffzelle in einer Wasserstoffsäulenstation. Autor: Bex. Quelle: eigene Arbeit. Quelle: Wikipedia Commons.

In mehreren Verwendungen

Seine elektrokatalytischen Eigenschaften haben die Aufmerksamkeit für die Verwendung in der Photokatalyse, der Elektrokrom, Adsorbens und Vorläufern von Nanostrukturvorläufern erregt.

Darüber hinaus hat es aufgrund seines hohen Reflexionsvermögens eine potenzielle Verwendung als Pigment.

Risiken

Wenn Sie sich zu seiner Zersetzung erhitzen. Exposition gegenüber dem NI (OH)₂ präsentiert eine Reihe von Risiken. Wenn es einatmet, reizt es die Schleimhaut des oberen Atemwegs, kann Asthma erzeugen und Lungenfibrose erzeugen.

Wenn Sie mit Ihren Augen in Kontakt kommen, irritieren Sie die Konjunktivmembran. In der Haut verursacht sie Bewusstsein, Begeisterung oder Juckreiz und Erythem, was zu schwerer Dermatitis und Hautallergien führt.

Es kann auch die Nieren, den Magen -Darm -Trakt und das neurologische System beeinflussen und kardiovaskuläre Schäden verursachen. Es kann den Fötus schwangerer Frauen beschädigen.

Der Ni (OH)₂ Es ist Karzinogen. Wurde mit dem Risiko einer Entwicklung von Nasenkrebs und Lungen in Verbindung gebracht. Todesfälle von Krebsarbeitern wurden in Nickel-Cadmium-Batteriefabriken berichtet.

Es wurde als sehr giftig für das Leben im Wasser eingestuft, mit langfristigen schädlichen Auswirkungen.

In Bezug auf Pflanzen gibt es einen gewissen Widerspruch, denn Nickel ist zwar toxisch für die Pflanzenlebensdauer, ist aber auch ein wesentlicher Mikronährstoff für seine Entwicklung. Es ist in extrem geringen Mengen erforderlich, um ein optimales Pflanzenwachstum zu erhalten.

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