Tlenek niklu (II) | |
__ Ni 2+ __ O 2− Struktura tlenku niklu (II). |
|
Identyfikacja | |
---|---|
Synonimy |
tlenek niklu |
N O CAS | |
N O ECHA | 100,013,833 |
N O WE | 215-215-7 |
PubChem | 14805 |
Wygląd | Bardzo czysty jasnożółty krystaliczny bezwodny proszek, popielaty szary po kalcynacji, najczęściej jasnozielony do czarnego, kolor zielony lub szaro-zielony wskazuje na różnicę w stechiometrii (nadmiar tlenu), a szare i czarne odcienie oznaczają przejście do trójwartościowości Jon Ni. Uwodnione roztwory lub wodorotlenki mają kolor jabłkowy |
Właściwości chemiczne | |
Brute formula | NiO |
Masa cząsteczkowa | 74,6928 ± 0,0007 g / mol Ni 78,58%, O 21,42%, |
Podatność magnetyczna | +660,0 × 10-6 cm 3 / mol |
Właściwości fizyczne | |
T ° fuzja | topi się w temperaturze 1 984 ° C |
Rozpuszczalność | w wodzie: brak |
Masa objętościowa | 6,7 g cm- 3 , 6,72 g cm- 3 |
Krystalografia | |
Symbol Pearsona | |
Klasa kryształu lub grupa kosmiczna | FM 3 m (nr 225) |
Strukturbericht | B1 |
Typowa konstrukcja | NaCl |
Parametry siatki | a = 4,176 9 A ; Z = 4 |
Właściwości optyczne | |
Współczynnik załamania światła | Indeks nD 2,1818 (n 2,37) |
Środki ostrożności | |
SGH | |
Niebezpieczeństwo H317, H350i, H413, H317 : Może powodować reakcję alergiczną skóry. H350i : Wdychanie może powodować raka. H413 : Może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w organizmach wodnych |
|
WHMIS | |
D2A, D2A : Bardzo toksyczny materiał powodujący inne efekty toksyczne. Wartość ujawniona na poziomie 0,1% zgodnie z wykazem składników |
|
Inhalacja | Kaszel |
Skóra | Zaczerwienienie, ból |
Oczy | Zaczerwienienie |
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |
Tlenek niklu (II) jest związkiem chemicznym jonowy zasada zawierająca kation niklu na tlenku anionu lub tlenu , o wzorze NiO.
Ten krystaliczny związek, o sześciennych oczkach z wyśrodkowanymi powierzchniami , nierozpuszczalny w wodzie, stosunkowo twardy, bezwonny, występuje w przyrodzie, jest to mineralny bunsenit . W laboratorium ten zasadowy tlenek, antyferromagnetyczny , krystalizuje również w strukturze sześcianu i izotropowym chlorku sodu NaCl , jony Ni (II) i O (-II) zajmujące miejsca oktaedryczne. NiO to jeden z najwcześniejszych znanych izolatorów Motta .
Podobnie jak w przypadku wielu dwuwartościowych tlenków metali , NiOjest bardzo często niestechiometryczny (stosunek Ni / O jest nieco inny niż 1). Ta odmiana wyjaśnia zmianę koloru, zrównoważona struktura jonowa ma tendencję do jasnożółtego (NiObardzo czysty) i zielony, podczas gdy struktura niezrównoważona nadmiarem tlenu staje się zielona, a następnie szaro-zielona i pojawia się trójwartościowy jon niklu Ni 3+ daje jeszcze ciemniejszy kolor, szary niż czarny.
Powoli ogrzewany na powietrzu zamienia się w tlenek niklu (III) Ni 2 O 3od 400 ° C . Ale to niestabilne cieplnie ciało rozpada się następnie na NiOi gazowy tlen O 2.
Tlenek niklu właśnie otrzymany w wysokich temperaturach, na przykład po zwykłej kalcynacji, jest praktycznie nierozpuszczalny w kwasach i zasadach. Ale im bardziej spada temperatura wewnętrzna, tym bardziej staje się rozpuszczalny.
Ciało w temperaturze pokojowej jest rozpuszczalne w kwasach i amoniaku . Bardzo łatwo rozpuszcza się w gorącym kwasie azotowym.
Rozpuszczenie w środowisku wodnym daje zielony kolor z powodu obecności złożonych kationów [Ni (H 2 O) 6 ] 2+ zielone jabłko.
Rozpuszczenie w amoniaku daje niebieski ług, co tłumaczy się złożonymi kationami Ni (NH 3 ) n 2+.
Jest również rozpuszczalny w wodnym cyjanku potasu . W nadmiarze cyjanków tworzy się żółty kompleks Ni (CN) 4 2-.
Ni (CN) 2wodny + 2 KCNw nadmiarze → K 2 Ni (CN) 4żółty tetracyjanonikelinian potasuPo rozpuszczeniu jonów niklu w środowisku wodnym następuje działanie wodorotlenku sodu Na 2 CO 3lub potaż K 2 CO 3lub lepiej sodą kaustyczną Na (OH) lub żrący potaż K (OH)umożliwia wytrącanie zielonego jabłka wodorotlenku niklu .
Ogrzany na czerwono tlenek niklu można zredukować do niklu metalicznego za pomocą wodoru .
Stały kryształ NiO + H 2strumień gazowego wodoru → Nimetal + H 2 OparowyRedukcja na gorąco węglem , w praktyce węglem aktywnym w laboratorium lub tlenkiem węgla w przemyśle, jest również stosowana w celu uzyskania pojedynczego korpusu Ni. Tlenek niklu, doprowadzony do temperatury ognia kuźniczego za pomocą węgla drzewnego, daje korpusowi prosty metal niklowy.
Ogrzewany powyżej 700 ° C tlenkiem sodu lub potasu, tlenek niklu daje jony niklu w środowisku topnienia.
Tlenek niklu reaguje z trójwartościowym tlenkiem chromu w obecności wody i alkaliów, dając chromian niklu w procesach elektrochromowych.
2 Cr 2 O 3 + 4 NiO+ 3 O 2gaz → 4 NiCrO 4Tlenek można otrzymać bezpośrednio przez ogrzewanie sproszkowanego niklu w powietrzu.
2 proszek niklu + O 2ogrzewanie powietrza powyżej 400 ° C → NiOniestechiometryczny tlenek niklu w kolorze szarym do czarnego, sypkiMożna go uzyskać przez umiarkowane utlenianie niklu lub NiA naturalny.
Pewne procesy komercyjne rozpoczynają się od mieszaniny proszku niklu i wody, ogrzanej w autoklawie lub w zamkniętym ośrodku w temperaturze 1000 ° C z użyciem już przygotowanego tlenku niklu jako przyspieszacza reakcji.
Jednak najprostsza metoda laboratoryjna polega na pirolizie lub silnej kalcynacji wielu dwuwartościowych związków niklu, takich jak Ni (OH) 2 , Ni (NO 3 ) 2 czy NiCO 3 . Tlenek niklu można otrzymać w czystości chemicznej.
Tysiące ton tlenku niklu, mniej lub bardziej zanieczyszczonego materiału, są produkowane na świecie rocznie jako pośrednik w metalurgii niklu.
Jest to produkt toksyczny i rakotwórczy. Pył powstający z wyziewów lub oparów atakuje układ oddechowy, powodując poważne nieodwracalne uszkodzenia. Przede wszystkim jest jeszcze bardziej toksyczny w stanie drobno rozdrobnionym i gorącym.
W specjalistycznych chemikaliach czarny tlenek niklu jest prekursorem wielu soli niklu pochodzących z obróbki kwasami mineralnymi i katalizatorów na bazie niklu, w szczególności z uwodornienia .
Jest to zielony pigment w ceramice i szkłach (gdy jest zimny), który zmienia kolor na żółty, gdy jest gorący. Może on występować w spiekanego szkła , ceramicznych i porcelanowych szkliw , jak i ferryty.
Tlenki spiekane są używane do produkcji stali, które są mniej lub bardziej silnie stopowane z niklem, po kontrolowanej redukcji tlenkiem węgla. Charles Édouard Guillaume otrzymał w 1920 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za opracowanie specjalnych stopów, takich jak invar czy elinvar , o niezwykłych właściwościach fizycznych.
O ile tlenek niklu był składnikiem akumulatorów Ni-Fe , dawniej nazywanych „bateriami Edisona”, to nadal jest stosowany w ogniwach paliwowych, a także w akumulatorach niklowo-kadmowych , to te ostatnie z pewnością zastąpiono akumulatorami NiMH . Tlenek niklu jest materiałem anodowym w technikach elektrochromowych.