ХЛОРИД НИКЕЛЯ (NICL2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРОИЗВОДСТВО, ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Хлорид никеля или хлорид никеля (II) , представляет собой неорганическое соединение , состоящее из элементов никеля (Ni) и хлора (Cl). Его химическая формула - NiCl ₂ . Это золотисто-желтое твердое вещество, когда оно безводное (без воды в своей структуре), и зеленое в гидратированной форме.

Безводный NiCl ₂ представляет собой гигроскопичное твердое вещество, легко впитывает воду и хорошо растворяется в ней, образуя зеленые растворы. Его водные растворы кислые. Гидратированный NiCl ₂ имеет сродство к аммиаку NH ₃ , то есть он легко его абсорбирует из-за тенденции иона никеля (Ni ²⁺ ) связываться с аммиаком. По этой причине он используется в защитных масках для свободного дыхания в средах, где присутствует токсичный NH ₃ .

Хлорид никеля (II) безводный NiCl ₂ . Автор: Softyx. Источник: Wikimedia Commons.

Хлорид никеля широко используется в процессах нанесения никелевых покрытий или покрытий на другие металлы, чтобы защитить их от коррозии и других повреждений.

Он используется как катализатор или ускоритель реакций между органическими соединениями. Также приготовить катализаторы из других соединений никеля. Недавно он был протестирован на некоторых батареях, чтобы улучшить их характеристики.

Однако NiCl ₂ - очень токсичное соединение, которое может нанести вред людям и животным. Это канцерогенное и мутагенное вещество. Никогда не выбрасывайте его в окружающую среду.

Структура

Хлорид никеля (II) NiCl ₂ представляет собой ионное соединение. Он образован ионом никеля (Ni ²⁺ ) (со степенью окисления +2) и двумя ионами хлорида (Cl ^- ) с валентностью -1.

Хлорид никеля (II). Автор: Марилу Стеа.

Номенклатура

• Никель (II) хлорид
• Никель хлорид
• Дихлорид никеля
• Гексагидрат хлорида никеля NiCl _{2 •} 6H ₂ O

свойства

Физическое состояние

Золотисто-желтое или зеленое кристаллическое вещество.

Молекулярный вес

129,6 г / моль

Точка сублимации

Безводный NiCl ₂ при достижении 973 ° C переходит из твердого состояния непосредственно в газообразное.

Тройная точка

Безводный NiCl ₂ при температуре 1009 ° C существует одновременно в трех своих состояниях: твердом, жидком и газообразном.

плотность

3,51 г / см ³

Растворимость

Растворим в воде: 64,2 г / 100 мл воды при 20 ° C; 87,6 г / 100 мл при 100 ° С. Растворим в этаноле (CH ₃ -CH ₂ -OH) и в гидроксиде аммония (NH ₄ OH). Нерастворим в аммиаке NH ₃ .

pH

Его водные растворы кислые, с pH около 4.

Химические свойства

Это твердое вещество с водоотталкивающими свойствами, то есть легко впитывает воду из окружающей среды. Безводный NiCl ₂ (без воды) имеет золотисто-желтый цвет. Гексагидратная форма (с 6 молекулами воды) NiCl _{2 •} 6H ₂ O зеленого цвета.

Гексагидрат хлорида никеля NiCl _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Public domain. Источник: Wikimedia Commons.

Безводный NiCl ₂ в отсутствие воздуха легко сублимируется.

NiCl ₂ хорошо растворяется в воде. В водном растворе он разделяется на ионы Ni ²⁺ и Cl ^- . Водные растворы кислые. В растворе ион никеля присоединяется к 6 молекулам воды H ₂ O, образуя ион гексааквоникеля ²⁺ зеленого цвета.

Если pH этих водных растворов повышается путем добавления, например, гидроксида натрия (NaOH), образуется гидроксид никеля Ni (OH) _2, который осаждается или отделяется от воды, образуя объемный зеленый гель.

Важное свойство гексааку-иона

Водные растворы NiCl ₂ могут быстро абсорбировать аммиак (NH ₃ ). Это связано с тем, что NH ₃ легко связывается с ионом гексааквоникеля ^2+, вытесняя молекулы воды и образуя частицы типа ²⁺ или даже ²⁺ .

получение

Хлорид никеля (II) можно получить, исходя из порошка никеля (Ni) или оксида никеля (NiO).

Никель можно хлорировать, пропуская газообразный хлор (Cl ₂ ) над порошком.

Ni + Cl ₂ → NiCl ₂

Вы также можете реагировать NiO с соляной кислотой HCl, а затем выпаривать раствор.

NiO + 2 HCl → NiCl ₂ + H ₂ O

Приложения

Для покрытия металлов никелем

Хлорид никеля используется в растворах, которые позволяют электроосаждать металлический никель на другие металлы. Гальваника использует электрический ток для нанесения одного слоя металла поверх другого.

Декоративная металлическая отделка выполняется, когда никель (Ni) является промежуточным слоем перед покрытием детали металлическим хромом (Cr). Он также подходит для нанесения покрытий в машиностроении.

Блестящие части некоторых мотоциклов предварительно покрываются металлическим никелем с помощью обработки NiCl _2, а затем покрываются металлическим хромом. Автор: Ганс Браксмайер. Источник: Pixabay.

Никелевые покрытия наносятся на цинк, сталь, сплавы олово-никель и другие металлы для защиты от коррозии, эрозии или абразивного износа.

В аналитических лабораториях

NiCl ₂ входит в состав растворов, используемых для подготовки образцов раковой ткани для изучения под микроскопом патологоанатомами, специализирующимися на онкологических заболеваниях.

В реакциях органической химии

Хлорид никеля действует как катализатор или ускоритель многих реакций между органическими соединениями. Например, он позволяет объединять кольца, такие как фосфолы, которые димеризуются (соединяются два фосфора) в присутствии NiCl ₂ .

Он также служит катализатором при производстве четыреххлористого углерода CCl ₄ и диариламина.

NiCl ₂ служит катализатором в реакциях органической химии. Автор: WikimediaImages. Источник: Pixabay.

В промышленной безопасности

Из-за высокого сродства к аммиаку (NH ₃ ) NiCl ₂ используется в промышленных защитных масках. Аммиак - токсичный газ. Хлорид никеля помещается в фильтры, через которые проходит вдыхаемый человеком воздух.

Таким образом, воздух с NH ₃ проходит через фильтр, аммиак задерживается NiCl ₂ , и человек, носящий маску, вдыхает только чистый воздух.

NiCl ₂ используется в противогазах для защиты людей от газообразного аммиака NH ₃ . Автор: Михаэль Шварценбергер. Источник: Pixabay.

В тепловых батареях

NiCl ₂ - перспективный материал для использования в тепловых батареях. В испытаниях, проведенных с литий-борными батареями с катодом NiCl _2, они показали отличные характеристики.

Тепловая батарея. NiCl ₂ в этих батареях улучшает их работу. Томас М. Кроули, начальник отделения взрывателей боеприпасов, отдел взрывателей, Центр исследований, разработки и разработки вооружений армии США (ARDEC), Арсенал Пикатинни, Нью-Джерси / общественное достояние. Источник: Wikimedia Commons.

В металлогалогенных натриевых батареях

Исследователи показали, что хлорид никеля в батареях с галогенидами металла и натрия позволяет работать при гораздо более низких температурах, чем с другими галогенидами. Галогениды металлов - это соли галогенов, таких как хлор, бром и йод, с металлами.

Этот тип батареи очень полезен для хранения электроэнергии в стационарном режиме, но обычно это проблематично из-за высоких рабочих температур и, следовательно, небольшого использования.

NiCl ₂ может помочь снизить рабочую температуру металлогалогенных натриевых батарей. Автор: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

С помощью NiCl ₂ вы можете решить проблему высоких температур в этих батареях.

В различных приложениях

Хлорид никеля NiCl ₂ является промежуточным продуктом при приготовлении никелевых катализаторов. Он также служит для получения других соединений, таких как комплексные соли никеля.

Прекращенное использование

Из-за своей токсичности по отношению к большинству микроорганизмов NiCl ₂ может действовать как фунгицид и раньше использовался для устранения плесени, поражающей определенные растения.

Однако это использование было прекращено из-за опасности, которую оно представляет для людей, которые его используют, и для окружающей среды.

риски

Хлорид никеля (II) или хлорид никеля NiCl ₂ - очень токсичное соединение. Он не горюч, но выделяет опасные газы при воздействии тепла или огня.

Воздействие хлорида никеля (II) на человека может вызвать тяжелый дерматит, кожную аллергию, респираторную аллергию, затронуть легкие, почки, желудочно-кишечный тракт и нервную систему.

Он также известен своими канцерогенными и мутагенными эффектами (вызывая изменения генов клеток).

Воздействие на животных и водные организмы

Он очень токсичен для наземных и водных животных, и его воздействие сохраняется со временем. В низких концентрациях он может быть смертельным.

Некоторые исследователи обнаружили, например, что форель, подвергшаяся воздействию растворенного в воде NiCl _2, страдает от окислительного повреждения и различных патологий в тканях мозга.

Форель может серьезно пострадать из-за загрязнения NiCl ₂ воды, в которой она обитает. Автор: Хольгер Грибш. Источник: Pixabay.

NiCl ₂ нельзя выбрасывать в окружающую среду.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Хлорид никеля. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Эспиноза, Л.А. (2006). Справочник по иммуногистохимии и гибридизации карцином человека in situ. Том 4. Противокрашивание и визуализация. Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Тейлор, SR (2001). Покрытия для защиты от коррозии: Металлические. Никелевые покрытия. В энциклопедии материалов: наука и техника. Восстановлено с sciencedirect.com.
4. Куин, LD (1996). Пятичленные кольца с одним гетероатомом и конденсированные карбоциклические производные. Термическая димеризация фосфол. В комплексной гетероциклической химии II. Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Topal, A. et al. (2015). Нейротоксическое воздействие на хлорид никеля в мозге радужной форели: оценка активности c-Fos, антиоксидантных реакций, активности ацетилхолинэстеразы и гистопатологических изменений. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Восстановлено с link.springer.com.
6. Лю В. и др. (2017). Приготовление при изменении температуры и использование NiCl ₂ в качестве катодного материала для тепловых батарей. Sci.China Mater. 60, 251-257 (2017). Восстановлено с link.springer.com.
7. Ли, Г. и др. (2016). Усовершенствованные хлоридно-натриево-никелевые батареи промежуточной температуры со сверхвысокой плотностью энергии. Nature Communications 7, номер статьи: 10683 (2016). Получено с сайта nature.com.
8. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
9. Лиде, Д.Р. (редактор) (2003). CRC Справочник по химии и физике. 85- ^е издание CRC Press.