NIKEL (III) HIDROKSIT: YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, RISKLERI - KIMYA - 2025

Nikel hidroksit (III) 'ün bir nikel metali 3+ bir oksitlenme sayısına sahiptir, bir inorganik bileşiktir. Kimyasal formülü Ni (OH) _3'tür . Başvurulan kaynaklara göre şimdiye kadar nikel (III) hidroksit Ni (OH) _3'ün varlığını doğrulamak mümkün değildi , ancak nikel (III) okso-hidroksit, NiO (OH) elde etmek mümkün oldu.

Nikel (III) oksohidroksit NiO (OH), iki formda kristalleşen siyah kristalli bir katıdır: beta ve gama formları. NiO'nun (OH) en yaygın kristal formu betadır.

Nikel (III) oksohidroksitin yapısı, NiO (OH). Mavi = nikel, kırmızı = oksijen, beyaz = hidrojen. Yazar: Smokefoot. Kaynak: Kendi çalışmanız. Kaynak: Wikipedia Commons

NiO (OH) nikel (II) nitrat çözeltiler oksidasyonu (Ni (NO elde edilebilir ₃ ) ₂ , klor ile), (CI ₂ ) ya da brom (Br ₂ potasyum hidroksit (KOH) varlığında). Nikel (III) oksohidroksit, asitlerde çok çözünür. Nikel pillerde, süper kapasitörlerde ve yenilenebilir bir katalizör olarak uygulamaya sahiptir.

Nikel (III) okso-hidroksit NiO (OH) ve nikel (II) hidroksit Ni (OH) ₂ , uygulamalarının çoğunda birlikte bulunur, çünkü her ikisi de aynı oksit denkleminin parçalarıdır. indirgeme.

Bir nikel bileşiği olan NiO (OH), diğer nikel tuzları ile aynı riskleri, yani cilt tahrişi veya dermatit ve kanser sunar.

Kristal yapı

Nikel (III) oksohidroksit iki biçimde kristalleşir: beta ve gama. Beta formu β-NiO (OH), β-Ni (OH) _2'ye çok benzer bir yapıya sahiptir ; bu, ilki ikincisinin oksidasyonundan geldiğinden mantıklı görünüyor.

Gamma γ-NiO (OH) formu, alfa formundaki α-Ni (OH) ₂ nikel (II) hidroksitin oksidasyon ürünüdür . İkincisi gibi, gamma da alkali metal iyonları, anyonlar ve katmanlar arasına serpiştirilmiş su ile katmanlı bir yapıya sahiptir.

Elektronik konfigürasyon

NiO'da (OH) nikel 3+ oksidasyon durumundadır, bu da en dıştaki katmanlarında 3 elektron eksik olduğu anlamına gelir, yani katman 4 s'de iki elektron ve katman 3 d'de bir elektron eksiktir. . NiO (OH) içindeki Ni ^{3 + '} nın elektronik konfigürasyonu : 3 d ⁷ , burada soy gaz argonunun elektronik konfigürasyonu.

terminoloji

- NiO (OH): Nikel (III) oksohidroksit

- Nikel siyahı

Özellikleri

Fiziksel durum

Siyah kristal katı.

Çözünürlük

NiO (OH) oksohidroksit, asitlerde çok çözünür. Gama fazı, oksijen oluşumuyla birlikte sülfürik asitte çözünür.

Diğer özellikler

Sıcak suda nikel (II) ve (III) oksohidroksit, Ni ₃ O ₂ (OH) _{4 olur} .

140 ° C'de nikel (II) oksit (NiO), su ve oksijene ayrışır.

Gama fazındaki (γ-NiO (OH)), sodyum peroksit (Na bir eriyik karışımı ile nikel tedavi edilmesi, örneğin, çeşitli şekillerde elde edilebilir ₂ O ₂ ) ve sodyum hidroksit (NaOH), 600 ° C 'de ve soğutma donmuş su.

Gama fazı 138 ° C'ye ısıtıldığında ayrışır.

Uygulamalar

Nikel pillerde

KOH'nin elektrolit olarak kullanıldığı Edison'un nikel-demir pili, nikel (III) oksohidroksidin demir ile reaksiyonuna dayanmaktadır:

İndir:

, Fe + 2NiO (OH) + 'H ₂ O ⇔ Fe (OH) ₂ + 2Ni (OH) ₂

Yük:

Tersinir bir oksidasyon-indirgeme reaksiyonudur.

Bu pillerin anotlarında bir dizi kimyasal ve elektrokimyasal işlem gerçekleşir. İşte genel bir taslak:

İndir

β-Ni (OH) ₂ ⇔ β-NiO (OH) + H ⁺ + e ^-

Yük

Yaşlanma ↑ ↓ Aşırı Yük

İndir

α-Ni (OH) ₂ ⇔ γ-NiO (OH) + H ⁺ + e ^-

Yük

Nikel pil teknolojisinde nikel (III) oksohidroksit NiO (OH), “nikel aktif kütle” olarak adlandırılır.

Nikel şarj edilebilir piller. Yazar: Superusergeneric. Kaynak: Kendi çalışmanız. Kaynak: Wikipedia Commons.

Yenilenebilir bir katalizör olarak elektrokatalizde

NiO (OH), aminopirazollerin elektrokatalitik oksidasyonu yoluyla azopirazollerin elektrosentezinde başarıyla kullanılmıştır. Alkollerden veya karbonil bileşiklerinden başlayarak karboksilik asitlerin sentezindeki faydası da kanıtlanmıştır.

NiO (OH) ile katalize edilen bir alkolün oksidasyonu ile bir karboksilik asit elde edilmesi. Kaynak: Aslen en.wikipedia'dan. Yazar Orijinal yükleyici, en.wikipedia'da V8rik idi. Kaynak: Wikipedia Commons

Diğer bir örnek, hidroksimetilpiridinin bir piridinkarboksilik aside kantitatif dönüştürülmesidir. Bu durumda, anoda karşılık gelen çelik veya nikel elektrot bir NiO (OH) tabakası ile kaplanır. Elektrolizin gerçekleştiği ortam alkalindir.

Bu reaksiyonlarda NiO (OH), bir indirgeme-oksidasyon medyatörü veya "redoks" medyatörü olarak işlev görür.

Elektroliz, alkali bir ortamda, nikel anot ve titanyum katotlu bir hücrede gerçekleştirilir. İşlem sırasında, NiO (OH) 'ye hızla oksitlenen nikel anot yüzeyinde Ni (OH) _{2 oluşur} :

Ni (OH) ₂ + OH ^- - e ^- ⇔ NiO (OH) + H ₂ O

NiO (OH), organik substrat ile reaksiyona girer ve istenen organik ürün elde edilir, Ni (OH) ₂ :

NiO (OH) + organik bileşik → Ni (OH) ₂ + ürün

Ni (OH) ₂ yeniden oluştuğunda , kataliz reaksiyonu devam eder.

NiO (OH) 'un elektrokatalizör olarak kullanılması organik bileşiklerin düşük maliyetlerle ve çevre dostu bir şekilde elde edilmesini sağlar.

Süper kapasitörlerde

Ni (OH) ₂ ile birlikte NiO (OH) , süper kapasitör elektrotları (süperkapasitörler) için mükemmel malzemelerdir.

Ni (OH) ₂ + OH ^- ⇔ NiO (OH) + H ₂ O + e ^-

Yüksek kapasitansa, düşük maliyete ve bazı referanslara göre düşük çevresel etkiye sahiptirler.

Elektronik devrede kapasitörler. Eser sahibi: PDPhotos. Kaynak: Pixabay.

Ancak düşük iletkenliğe sahiptirler. Bu, söz konusu bileşiklerin nanopartikülleri kullanılarak çözülür, çünkü bu yüzey alanını arttırır ve difüzyon için gereken mesafeyi azaltır, bu da elektronların ve / veya iyonların yüksek bir transfer hızı sağlar.

Metal iyonlarının oksidasyonunda

Nikel (III) oksohidroksitin ticari uygulamalarından biri, çözeltideki kobalt (II) iyonlarını kobalt (III) iyonlarına oksitleme kabiliyetine dayanmaktadır.

Riskler

Çözeltide nikel, Ni ²⁺ iyonu olarak daha kararlıdır , bu nedenle Ni ³⁺ çözeltileriyle temas etmek normal değildir . Bununla birlikte, nikel ister çözelti halinde ister katı tuzları formunda olsun, nikel ciltte hassasiyete neden olabileceğinden önlemler aynıdır.

Yüz siperi, eldivenler ve güvenlik ayakkabıları gibi koruyucu ekipman ve giysilerin kullanılması tavsiye edilir. Tüm bunlar, nikel solüsyonları ile temas etme olasılığı olduğunda kullanılmalıdır.

Dermatit oluşursa, nikelden kaynaklandığını dışlamak için bir doktorla tedavi edilmelidir.

Soluma olasılığı ile ilgili olarak, yerel havalandırma yoluyla havadaki nikel tuzları toz konsantrasyonlarını çok düşük tutmak ve gerektiğinde solunum koruması kullanmak iyi bir uygulamadır.

Tüm nikel bileşikleri, Uluslararası Kanser Araştırma Ajansı veya IARC tarafından insanlar için kanserojen kategorisinde sınıflandırılır.

Bu epidemiyolojik ve deneysel verilere dayanmaktadır.

Referanslar

1. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
2. Lyalin, BV vd. Sulu alkalide bir NiO (OH) anot üzerinde N-alkilaminopirazollerin oksidasyonu yoluyla azopirazollerin elektrosentezi - NN homokuplajı için yeşil bir yöntem. Tetrahedron Mektupları. 59 (2018) 2741-2744. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Liuyang, Zhang, vd. (2018). Süper kapasitörler için nikel bazlı malzemeler. Bugün Malzemeler. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı
4. Ettel, VA ve Mosolu, MA (1977). Nikel Siyahının Hazırlanması. ABD Patenti No. 4,006,216. 1 Şubat 1977.
5. Scharbert, B. (1993). Nikel oksit hidroksit anotlarında hidroksimetilpiridin türevlerini piridinkarboksilik asit türevlerine oksitlemek için işlem. ABD Patenti No. 5,259,933. 9 Kasım 1993.
6. Kirk-Othmer (1994). Kimyasal Teknoloji Ansiklopedisi. Cilt 17. Dördüncü Baskı. John Wiley & Sons.
7. Ullmann'ın Endüstriyel Kimya Ansiklopedisi. (1990). Beşinci baskı. Cilt A 17. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
8. McBreen, James. (1997). Nikel Hidroksitler. Batarya Malzemeleri El Kitabında. VCH Publisher. Osti.gov'dan kurtarıldı.