NIKKELCHLORID (NICL2): STRUKTUR, EGENSKABER, PRODUKTION, ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den nikkelchlorid eller nikkelchlorid (II) er en uorganisk forbindelse, der består af grundstofferne nikkel (Ni) og chlor (Cl). Dens kemiske formel er NiCb ₂. Det er et gyldent gult fast stof, når det er vandfrit (uden vand i dens struktur) og grønt i dets hydratiserede form.

Vandfrit NiCb ₂ er et hygroskopisk fast stof, den absorberer vand let, og er meget opløseligt i det, danner grønne løsninger. Dens vandige opløsninger er sure. Hydratiseret NiCb ₂ har en affinitet for NH ₃ ammoniak, dvs. det absorberer den let på grund af tendensen til, at nikkel ion (Ni ²⁺) til binder til ammoniak. Af denne grund bruges det i sikkerhedsmasker til at indånde frit i miljøer, hvor der er NH ₃, som er giftig.

Nikkel (II) chlorid vandfrit NiCb ₂. Forfatter: Softyx. Kilde: Wikimedia Commons.

Nikkelchlorid er vidt brugt i processer til fremstilling af nikkelbelægninger eller belægninger på andre metaller for at beskytte dem mod korrosion og anden skade.

Det bruges som katalysator eller accelerator for reaktioner mellem organiske forbindelser. Også til fremstilling af katalysatorer af andre nikkelforbindelser. Det er for nylig blevet testet på nogle batterier for at forbedre batteriets ydelse.

Men NiCb ₂ er en meget giftig forbindelse, der kan skade mennesker og dyr. Det er et kræftfremkaldende og mutagent stof. Det bør aldrig bortskaffes i miljøet.

Struktur

Nikkel (II) chlorid NiCb ₂ er en ionisk forbindelse. Det dannes af nikkelion (Ni2 ⁺) (med oxidationstilstand +2) og to chloridioner (Cl ^-) med -1 valens.

Nikkel (II) -chlorid. Forfatter: Marilú Stea.

nomenklatur

• Nikkel (II) -chlorid
• Nikkelklorid
• Nikkel-dichlorid
• Nikkelchloridhexahydrat NiCb _{2 •} 6H ₂ O

Ejendomme

Fysisk tilstand

Gylden gult eller grønt krystallinsk fast stof.

Molekylær vægt

129,6 g / mol

Sublimeringspunkt

Vandfri NiCl2 , når den når 973 ° C, går fra faststof direkte til gasformig tilstand.

Triple point

Vandfrit NiCb ₂ ved en temperatur på 1009 ° C eksisterer samtidig i sine tre tilstande: faste, flydende eller gasformige.

Massefylde

3,51 g / cm ³

Opløselighed

Opløselig i vand: 64,2 g / 100 ml vand ved 20 ° C; 87,6 g / 100 ml ved 100 ° C Opløseligt i ethanol (CH ₃ -CH ₂ -OH) og i ammoniumhydroxid (NH ₄ OH). Uopløselig i ammoniak NH ₃.

pH

Dens vandige opløsninger er sure og har en pH-værdi på omkring 4.

Kemiske egenskaber

Det er et fast stof med deliquescerende egenskaber, dvs. at det let absorberer vand fra miljøet. Vandfri NiC ₂ (uden vand) er gylden. Den hexahydratform (med 6 vandmolekyler) NiCb _{2 •} 6H ₂ O er grøn.

Nikkelchloridhexahydrat NiCb _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Vandfrit NiCb ₂ i fravær af luft sublimerer nemt.

NiCb ₂ er meget opløseligt i vand. I vandig opløsning adskilles det i dets Ni ²⁺ og Cl ^- ioner. Vandige opløsninger er sure. I opløsning, nikkelionen slutter 6 vandmolekyler H ₂ O, danner hexaaquonickel ion ²⁺, som er grøn.

Hvis pH-værdien for disse vandige opløsninger øges ved tilsætning af for eksempel natriumhydroxid (NaOH), _dannes nikkelhydroxid Ni (OH) _2, der udfældes eller adskilles fra vandet og danner en voluminøs grøn gel.

Hexaacu-ionens vigtige egenskab

Vandige NiCb ₂ løsninger kan absorbere ammoniak (NH ₃) hurtigt. Dette er fordi NH ₃ let binder til hexaaquonickel ion ²⁺ forskydning vandmolekyler og danner arter som ²⁺ eller endda ²⁺.

Indhentning

Nikkel (II) -chlorid kan opnås med udgangspunkt i nikkel (Ni) -pulver eller nikkeloxid (NiO).

Nikkel kan kloreres ved at føre klorgas (Cl ₂) over pulveret.

Ni + Cl ₂ → NiCb ₂

Du kan også reagere NiO med saltsyre HCI og derefter fordampe opløsningen.

NiO + 2 HCI → NiCb ₂ + H ₂ O

Applikationer

Til plettering af metaller med nikkel

Nikkelchlorid bruges i opløsninger, der gør det muligt at elektrodeponere metallisk nikkel på andre metaller. Elektroplettering bruger elektrisk strøm til at aflejre det ene lag af metallet oven på det andet.

Dekorative metalfinisher fremstilles, hvor nikkel (Ni) er det mellemliggende lag, før emnet overtrækkes med krom metal (Cr). Det er også velegnet til belægninger i tekniske applikationer.

Skinnende dele af nogle motorcykler præ-belagt med metallisk nikkel NiC ₂ behandling og derefter belagt med krom metal. Forfatter: Hans Braxmeier. Kilde: Pixabay.

Nikkelbelægninger påføres zink, stål, tin-nikkellegeringer og andre metaller for at beskytte dem mod korrosion og erosion eller slid.

I analyselaboratorier

NiCb ₂ er en del af opløsninger, der anvendes til fremstilling af cancer vævsprøver, der skal ses under mikroskopet ved medicinske patologer speciale i cancer.

I organiske kemi-reaktioner

Nikkelchlorid fungerer som en katalysator eller accelerator til mange reaktioner mellem organiske forbindelser. For eksempel tillader forening af ringe, såsom phospholes, som dimeriserer (to phospholes deltage) i nærvær af NiC ₂.

Det tjener også som en katalysator i produktionen af ​​CCl ₄ carbon tetrachlorid og diarylamin.

NiCb ₂ tjener som en katalysator i organisk kemi reaktioner. Forfatter: WikimediaImages. Kilde: Pixabay.

I industriel sikkerhed

Grund af sin høje affinitet for ammoniak (NH ₃), NiCb ₂ anvendes i industrielle sikkerhedsmasker. Ammoniak er en giftig gas. Nikkelchloridet anbringes i filtrene, gennem hvilke den luft, som personen inhalerer, passerer.

På denne måde luften med NH ₃ passerer gennem filteret, er ammoniakken fanget af NiCb ₂, og den person, der bærer masken inhalerer kun ren luft.

NiCl ₂ bruges i gasmasker for at beskytte mennesker mod NH _3- ammoniakgas. Forfatter: Michael Schwarzenberger. Kilde: Pixabay.

I termiske batterier

NiCl ₂ er et lovende materiale til brug i termiske batterier. I test udført med lithium-borbatterier, hvor katoden er NiCl2 , viser de fremragende ydelse.

Termisk batteri. NiCl ₂ i disse batterier får dem til at yde bedre. Thomas M. Crowley, Chief, Munitions Fuzing Branch, Fuze Division, US Army Armament Research, Development & Engineering Center (ARDEC), Picatinny Arsenal, NJ / Public domain. Kilde: Wikimedia Commons.

I natriummetallhalogenidbatterier

Forskere har vist, at nikkelchlorid i natriummetallhalogenidbatterier tillader drift ved meget lavere temperaturer end andre halogenider. Metalhalogenider er salte af halogener, såsom klor, brom og iod med metaller.

Denne type batteri er meget nyttig til opbevaring af elektrisk energi på en stationær måde, men det er normalt problematisk på grund af de høje driftstemperaturer og derfor lidt brug.

NiCl ₂ kan hjælpe med at sænke driftstemperaturen for natriummetalhalogenidbatterier. Forfatter: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

Med NiCl ₂ kan du løse problemet med høje temperaturer i disse batterier.

I forskellige applikationer

Nikkelchlorid NiCb ₂ er et mellemprodukt ved fremstilling af nikkelkatalysatorer. Det tjener også til at opnå andre forbindelser, såsom komplekse nikkel-salte.

Ophørt brug

På grund af dets toksicitet over for de fleste mikroorganismer, NiCb ₂ kan fungere som et fungicid og blev tidligere anvendt til at fjerne mug, som angriber visse planter.

Denne anvendelse blev imidlertid afbrudt på grund af den fare, den udgør for de mennesker, der bruger den og for miljøet.

Risici

Nikkel (II) chlorid eller nikkelchlorid NiCb ₂ er en meget giftig forbindelse. Det er ikke brandfarligt, men producerer farlige gasser, når det udsættes for varme eller ild.

Menneskelig eksponering for nikkel (II) -chlorid kan forårsage alvorlig dermatitis, hudallergi, luftvejsallergi, påvirke lungerne, nyrerne, mave-tarmkanalen og nervesystemet.

Det er også kendt for dets kræftfremkaldende og mutagene virkning (forårsager ændringer i cellernes gener).

Virkninger på dyr og akvatiske organismer

Det er meget giftigt for landdyr og akvatiske dyr med virkninger, der varer over tid. Det kan være dødbringende i lave koncentrationer.

Nogle forskere fandt for eksempel, at ørreder udsat for NiC ₂ opløst i vand lider oxidativ skade og forskellige patologier i deres hjernevæv.

Ørred kan blive alvorligt beskadiget af NiCl _2- forurening i de farvande, hvor de bor. Forfatter: Holger Grybsch. Kilde: Pixabay.

NiCl ₂ må aldrig bortskaffes i miljøet.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Nikkelklorid. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Espinoza, LA (2006). Håndbog om immunohistokemi og in hybridisering af humane karcinomer. Bind 4. Forsænkning og visualisering. Gendannes fra sciencedirect.com.
3. Taylor, SR (2001). Overtræk til korrosionsbeskyttelse: Metallisk. Nikkelbelægninger. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Gendannes fra sciencedirect.com.
4. Quin, LD (1996). Fem-ledede ringe med et heteroatom og smeltede carbocykliske derivater. Termisk dimerisering af fosfoler. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry II. Gendannes fra sciencedirect.com.
5. Topal, A. et al. (2015). Neurotoksiske virkninger på nikkelchlorid i regnbueørredshjernen: Vurdering af c-Fos-aktivitet, antioxidantrespons, acetylcholinesterase-aktivitet og histopatologiske ændringer. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Gendannes fra link.springer.com.
6. Liu, W. et al. (2017). Forberedelse med variabel temperatur og ydelse af NiCl ₂ som et katodemateriale til termiske batterier. Sci. Kina Mater. 60, 251-257 (2017). Gendannes fra link.springer.com.
7. Li, G. et al. (2016). Avanceret mellemtemperatur natrium-nikkelchloridbatterier med ultrahøj energitetthed. Nature Communications 7, Artikelnummer: 10683 (2016). Gendannes fra nature.com.
8. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
9. Lide, DR (redaktør) (2003). CRC-håndbog om kemi og fysik. 85 ^th CRC Press.