CHLOREK NIKLU (NICL2): STRUKTURA, WŁAŚCIWOŚCI, PRODUKCJA, ZASTOSOWANIA - CHEMIA - 2026

Chlorek niklu lub chlorek niklu (II) jest związek nieorganiczny zawierający elementy nikiel (Ni) i chlor (Cl). Jego wzór chemiczny to NiCl ₂ . Jest to złocistożółta substancja stała, gdy jest bezwodna (bez wody w swojej strukturze) i zielona w postaci uwodnionej.

Bezwodny NiCl ₂ jest higroskopijnym ciałem stałym, łatwo wchłania wodę i jest w niej bardzo dobrze rozpuszczalny, tworząc zielone roztwory. Jego wodne roztwory są kwaśne. Uwodniony NiCl ₂ ma powinowactwo do amoniaku NH ₃ , to znaczy łatwo go wchłania ze względu na tendencję jonu niklu (Ni ²⁺ ) do wiązania amoniaku. Z tego powodu jest stosowany w maskach ochronnych do swobodnego oddychania w środowiskach , w których występuje toksyczny NH ₃ .

Chlorek niklu (II) bezwodny NiCl ₂ . Autor: Softyx. Źródło: Wikimedia Commons.

Chlorek niklu jest szeroko stosowany w procesach wytwarzania powłok niklowych lub powłok na innych metalach, aby chronić je przed korozją i innymi uszkodzeniami.

Służy jako katalizator lub przyspieszacz reakcji między związkami organicznymi. Również do przygotowania katalizatorów z innych związków niklu. Niedawno został przetestowany na niektórych bateriach w celu poprawy ich wydajności.

Jednak NiCl ₂ jest bardzo toksycznym związkiem, który może szkodzić ludziom i zwierzętom. Jest substancją rakotwórczą i mutagenną. Nigdy nie należy go usuwać do środowiska.

Struktura

Chlorek niklu (II) NiCl ₂ jest związkiem jonowym. Tworzy go jon niklu (Ni ²⁺ ) (o stopniu utlenienia +2) i dwa jony chlorkowe (Cl ^- ) o wartościowości -1.

Chlorek niklu (II). Autor: Marilú Stea.

Nomenklatura

• Chlorek niklu (II)
• Chlorek niklu
• Dichlorek niklu
• Sześciowodzian chlorku niklu NiCl _{2 •} 6H ₂ O

Nieruchomości

Stan fizyczny

Złoto-żółte lub zielone krystaliczne ciało stałe.

Waga molekularna

129,6 g / mol

Punkt sublimacji

Bezwodny NiCl ₂ po osiągnięciu 973 ° C przechodzi ze stanu stałego bezpośrednio do stanu gazowego.

Potrójny punkt

Bezwodny NiCl ₂ w temperaturze 1009 ° C występuje jednocześnie w trzech stanach: stałym, ciekłym i gazowym.

Gęstość

3,51 g / cm ³

Rozpuszczalność

Rozpuszczalny w wodzie: 64,2 g / 100 ml wody w 20 ° C; 87,6 g / 100 ml w 100 ° C Rozpuszczalny w etanolu (CH _3- CH _2- OH) i wodorotlenku amonu (NH ₄ OH). Nierozpuszczalny w amoniaku NH ₃ .

pH

Jego wodne roztwory są kwaśne, o pH około 4.

Właściwości chemiczne

Jest ciałem stałym o właściwościach rozpływających się, to znaczy łatwo absorbuje wodę z otoczenia. Bezwodny NiCl ₂ (bez wody) jest złocistożółty. Forma heksahydratu (z 6 cząsteczkami wody) NiCl _{2 •} 6H ₂ O ma kolor zielony.

Sześciowodzian chlorku niklu NiCl _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Public domain. Źródło: Wikimedia Commons.

Bezwodny NiCl ₂ pod nieobecność powietrza łatwo sublimuje.

NiCl ₂ jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. W roztworze wodnym rozdziela się na ^jony Ni ²⁺ i Cl ^- . Wodne roztwory są kwaśne. W roztworze jon niklu łączy 6 cząsteczek wody H ₂ O, tworząc heksaaquonickel ion ²⁺ , który jest zielony.

Jeśli pH tych wodnych roztworów zostanie zwiększone przez dodanie, na przykład, wodorotlenku sodu (NaOH), _{tworzy się} wodorotlenek niklu Ni (OH) _2, który wytrąca się lub oddziela od wody tworząc masywny zielony żel.

Ważna właściwość jonu hexaacu

Wodne roztwory NiCl ₂ mogą szybko absorbować amoniak (NH ₃ ). Dzieje się tak, ponieważ NH ₃ łatwo wiąże się z jonami hexaaquonickel ²⁺ wypierając cząsteczki wody i tworząc gatunki takie jak ²⁺ lub nawet ²⁺ .

Otrzymywanie

Chlorek niklu (II) można otrzymać wychodząc z proszku niklu (Ni) lub tlenku niklu (NiO).

Nikiel można chlorować przepuszczając gazowy chlor (Cl ₂ ) nad proszkiem.

Ni + Cl ₂ → NiCl ₂

Możesz również przereagować NiO z kwasem solnym HCl, a następnie odparować roztwór.

NiO + 2 HCl → NiCl ₂ + H ₂ O

Aplikacje

Do pokrywania metali niklem

Chlorek niklu jest stosowany w roztworach, które umożliwiają osadzanie metalicznego niklu na innych metalach. Galwanizacja wykorzystuje prąd elektryczny do osadzania jednej warstwy metalu na drugiej.

Dekoracyjne wykończenia metalowe wykonuje się, w których nikiel (Ni) jest warstwą pośrednią przed pokryciem elementu metalem chromowanym (Cr). Nadaje się również do powłok w zastosowaniach inżynieryjnych.

Błyszczące części niektórych motocykli są wstępnie pokryte metalicznym niklem przez obróbkę NiCl _2, a następnie pokryte chromem. Autor: Hans Braxmeier. Źródło: Pixabay.

Powłoki niklowe nakładane są na cynk, stal, stopy cynowo-niklowe i inne metale, aby chronić je przed korozją i erozją lub zużyciem ściernym.

W laboratoriach analitycznych

NiCl ₂ jest częścią roztworów służących do przygotowania próbek tkanek nowotworowych do oglądania pod mikroskopem przez patologów medycznych specjalizujących się w chorobach nowotworowych.

W reakcjach chemii organicznej

Chlorek niklu działa jako katalizator lub przyspieszacz wielu reakcji między związkami organicznymi. Na przykład pozwala na połączenie pierścieni, takich jak fosfory, które dimeryzują (łączą się dwa fosfole) w obecności NiCl ₂ .

Służy również jako katalizator w produkcji tetrachlorku węgla CCl ₄ i diaryloaminy.

NiCl ₂ służy jako katalizator w reakcjach chemii organicznej. Autor: WikimediaImages. Źródło: Pixabay.

W bezpieczeństwie przemysłowym

Ze względu na duże powinowactwo do amoniaku (NH ₃ ), NiCl ₂ jest stosowany w przemysłowych maskach ochronnych. Amoniak jest gazem toksycznym. Chlorek niklu jest umieszczany w filtrach, przez które przechodzi powietrze, które osoba wdycha.

W ten sposób powietrze z NH ₃ przechodzi przez filtr, amoniak zostaje uwięziony przez NiCl ₂ , a osoba nosząca maskę wdycha tylko czyste powietrze.

NiCl ₂ jest stosowany w maskach gazowych do ochrony ludzi przed amoniakiem NH ₃ . Autor: Michael Schwarzenberger. Źródło: Pixabay.

W bateriach termicznych

NiCl ₂ to obiecujący materiał do stosowania w bateriach termicznych. W testach przeprowadzonych z akumulatorami litowo-borowymi, w których katodą jest NiCl _2, wykazują one doskonałe parametry.

Bateria termiczna. NiCl ₂ w tych akumulatorach sprawia, że ​​działają one lepiej. Thomas M. Crowley, szef oddziału zapalników amunicji, dywizja zapalników, Centrum badań, rozwoju i inżynierii uzbrojenia armii amerykańskiej (ARDEC), Picatinny Arsenal, NJ / domena publiczna. Źródło: Wikimedia Commons.

W bateriach sodowo-metalohalogenkowych

Badacze wykazali, że chlorek niklu w akumulatorach sodowo-metalohalogenkowych umożliwia pracę w znacznie niższych temperaturach niż w przypadku innych halogenków. Halogenki metali to sole halogenów, takich jak chlor, brom i jod z metalami.

Ten typ baterii jest bardzo przydatny do przechowywania energii elektrycznej w sposób stacjonarny, ale jest zwykle problematyczny ze względu na wysokie temperatury pracy, a zatem niewielkie zużycie.

NiCl ₂ może pomóc obniżyć temperaturę roboczą akumulatorów sodowo-metalohalogenkowych. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

Dzięki NiCl ₂ możesz rozwiązać problem wysokich temperatur w tych akumulatorach.

W różnych zastosowaniach

Chlorek niklu NiCl ₂ jest półproduktem do wytwarzania katalizatorów niklowych. Służy również do otrzymywania innych związków, takich jak złożone sole niklu.

Przerwane użycie

Ze względu na toksyczność dla większości mikroorganizmów, NiCl ₂ może działać jako środek grzybobójczy i był wcześniej używany do eliminacji pleśni atakującej niektóre rośliny.

Jednak to użycie zostało przerwane ze względu na zagrożenie, jakie stanowi dla ludzi, którzy go używają, i dla środowiska.

Ryzyka

Chlorek niklu (II) lub chlorek niklu NiCl ₂ jest związkiem bardzo toksycznym. Nie jest łatwopalny, ale pod wpływem ciepła lub ognia wytwarza niebezpieczne gazy.

Narażenie ludzi na działanie chlorku niklu (II) może powodować ostre zapalenie skóry, alergie skórne, alergie układu oddechowego, wpływać na płuca, nerki, przewód pokarmowy i układ nerwowy.

Znany jest również z działania rakotwórczego i mutagennego (powodując zmiany w genach komórek).

Wpływ na zwierzęta i organizmy wodne

Jest bardzo toksyczny dla zwierząt lądowych i wodnych, a skutki utrzymują się przez pewien czas. W niskich stężeniach może być śmiertelny.

Niektórzy badacze odkryli na przykład, że pstrąg wystawiony na działanie NiCl ₂ rozpuszczonego w wodzie cierpi z powodu uszkodzeń oksydacyjnych i różnych patologii w tkankach mózgu.

Pstrąg może zostać poważnie uszkodzony przez zanieczyszczenie NiCl ₂ wód, w których żyją. Autor: Holger Grybsch. Źródło: Pixabay.

NiCl ₂ nie może być nigdy usuwany do środowiska.

Bibliografia

1. Amerykańska Narodowa Biblioteka Medyczna. (2019). Chlorek niklu. Odzyskany z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Espinoza, LA (2006). Handbook of Immunohistochemistry and in Situ Hybridization of Human Carcinomas. Tom 4. Barwienie kontrastowe i wizualizacja. Odzyskany z sciencedirect.com.
3. Taylor, SR (2001). Powłoki chroniące przed korozją: metaliczne. Powłoki niklowe. W Encyklopedii materiałów: nauka i technologia. Odzyskany z sciencedirect.com.
4. Quin, LD (1996). Pięcioczłonowe pierścienie z jednym heteroatomem i skondensowanymi pochodnymi karbocyklicznymi. Termiczna dimeryzacja fosfoli. W kompleksowej chemii heterocyklicznej II. Odzyskany z sciencedirect.com.
5. Topal, A. i in. (2015). Neurotoksyczny wpływ na chlorek niklu w mózgu pstrąga tęczowego: ocena aktywności c-Fos, odpowiedzi przeciwutleniających, aktywności acetylocholinoesterazy i zmian histopatologicznych. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Odzyskany z link.springer.com.
6. Liu, W. i in. (2017). Przygotowanie i działanie w zmiennej temperaturze NiCl ₂ jako materiału katodowego do akumulatorów termicznych. Sci. China Mater. 60, 251-257 (2017). Odzyskany z link.springer.com.
7. Li, G. i in. (2016). Zaawansowane akumulatory chlorkowo-sodowo-niklowe o średniej temperaturze i ultra wysokiej gęstości energii. Nature Communications 7, numer artykułu: 10683 (2016). Odzyskany z nature.com.
8. Cotton, F. Albert i Wilkinson, Geoffrey. (1980). Zaawansowana chemia nieorganiczna. Czwarta edycja. John Wiley & Sons.
9. Lide, DR (redaktor) (2003). Podręcznik chemii i fizyki CRC. 85 ^th CRC Press.