NIKELJ KLORID (NIL2): STRUKTURA, LASTNOSTI, PROIZVODNJA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Nikljev klorid ali nikljev klorid (II) anorganska spojina, sestavljena iz naslednjih elementov: nikelj (Ni) in klor (Cl). Njegova kemijska formula je NiCl ₂ . Je zlato rumeno trdno snov, kadar je brezvodno (brez vode v svoji strukturi) in zeleno v hidratizirani obliki.

Brezvodni NiCl ₂ je higroskopska trdna snov, ki vodo zlahka absorbira in je v njej zelo topen, tvori zelene raztopine. Njene vodne raztopine so kisle. Hidriran NiC ₂ ima afiniteto do NH ₃ amoniaka , to pomeni, da ga absorbira enostavno zaradi tendence niklja ionom (Ni ²⁺ ) da se vežejo na amonijak. Zaradi tega se v varnostnih maskah uporablja za prosto dihanje v okolju, kjer je NH ₃ , ki je strupen.

Brezvodni NiCl ₂ nikelj (II) klorid . Avtor: Softyx. Vir: Wikimedia Commons.

Nikelov klorid se pogosto uporablja v postopkih za izdelavo nikljevih prevlek ali prevlek na drugih kovinah, da jih zaščiti pred korozijo in drugimi poškodbami.

Uporablja se kot katalizator ali pospeševalec reakcij med organskimi spojinami. Tudi za pripravo katalizatorjev drugih nikljevih spojin. Nedavno so ga preizkusili na nekaterih baterijah za izboljšanje delovanja baterije.

Vendar je NiCl ₂ zelo strupena spojina, ki lahko škoduje ljudem in živalim. Je rakotvorna in mutagena snov. Nikoli ga ne smete odlagati v okolje.

Struktura

Nikelj (II) klorid NiCl ₂ je ionska spojina. Nastane z nikljevim ionom (Ni ²⁺ ) (z oksidacijskim stanjem +2) in dvema kloridnima ionoma (Cl ^- ) z valenco -1.

Nikelj (II) klorid. Avtor: Marilú Stea.

Nomenklatura

• Nikelj (II) klorid
• Nikelj klorid
• Nikelj diklorid
• Nikelj klorid heksahidrat NiC _{2 •} 6H ₂ O

Lastnosti

Fizično stanje

Zlato rumeno ali zeleno kristalno trdno snov.

Molekularna teža

129,6 g / mol

Točka sublimacije

Brezvodni NiCl _2, ko doseže 973 ° C, preide iz trdnega v plinsko stanje.

Trojna točka

Brezvodni NiCl ₂ pri temperaturi 1009 ° C obstaja hkrati v svojih treh stanjih: trdnem, tekočem in plinastem.

Gostota

3,51 g / cm ³

Topnost

Topen v vodi: 64,2 g / 100 ml vode pri 20 ° C; 87,6 g / 100 ml pri 100 ° C. Topen v etanolu (CH ₃ CH ₂ OH) in amonijev hidroksid (NH ₄ OH). Netopen v amoniaka NH ₃ .

pH

Vodne raztopine so kisle, pH pa je približno 4.

Kemijske lastnosti

Je trdno s pridnimi lastnostmi, torej brez težav absorbira vodo iz okolja. Brezvodni NiCl ₂ (brez vode) je zlato rumen. Oblika heksahidrata (s 6 molekulami vode) NiCl _{2 •} 6H ₂ O je zelene barve.

Nikelj klorid heksahidrat NiCl _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Javna domena. Vir: Wikimedia Commons.

Brezvodni NiCl ₂ brez zračnega sublimata enostavno.

NiCl ₂ je zelo topen v vodi. V vodni raztopini se loči na svoje Ni ²⁺ in Cl ^- ione . Vodne raztopine so kisle. V rešitvi, nikelj ion pridruži 6 molekulami vode H ₂ O, ki tvori hexaaquonickel ion ²⁺ , ki je zeleno.

Če se pH teh vodnih raztopin poveča z dodajanjem na primer natrijevega hidroksida (NaOH), _nastane nikelj hidroksid Ni (OH) _2, ki se obori ali loči od vode in tvori voluminozen zeleni gel.

Pomembna lastnost heksaakusnega iona

Vodne raztopine NiCl ₂ lahko hitro absorbirajo amonijak (NH ₃ ). Razlog je v tem, da se NH ₃ zlahka veže na heksaakvonikalni ion ^{2+, ki} izpodriva molekule vode in tvori vrste, kot sta ²⁺ ali celo ²⁺ .

Pridobitev

Nikelj (II) klorid lahko dobimo iz ničlenega (Ni) prahu ali nikljevega oksida (NiO).

Nikelj lahko kloriramo s prehodom plina klora (Cl ₂ ) čez prah.

Ni + Cl ₂ → NiC ₂

Prav tako lahko NiO reagirate s klorovodikovo kislino HCl in nato raztopino izhlapite.

NiO + 2 HCl → NiC ₂ + H ₂ O

Prijave

Za oblaganje kovin z nikljem

Nikelov klorid se uporablja v raztopinah, ki omogočajo elektrodepozicijo kovinskega niklja na drugih kovinah. Električno brizganje uporablja električni tok za nanašanje ene plasti kovine na drugo.

Dekorativni kovinski zaključki so narejeni, kadar je nikelj (Ni) vmesni sloj, preden kos premažemo s kromirano kovino (Cr). Primeren je tudi za premaze v inženirskih aplikacijah.

Svetleči deli nekaterih motociklov so predhodno premazani s kovinskim niklom z obdelavo NiCl ₂ in nato prevlečeni s kromirano kovino. Avtor: Hans Braxmeier. Vir: Pixabay.

Nikelske prevleke nanašamo na cink, jeklo, kositer-nikljeve zlitine in druge kovine, da jih zaščitimo pred korozijo in erozijo ali abrazivnimi obrabami.

V analiznih laboratorijih

NiCl ₂ je del raztopin, ki se uporabljajo za pripravo vzorcev raka tkiva, ki si jih pod mikroskopom ogledajo medicinski patologi, specializirani za raka.

V reakcijah organske kemije

Nikelov klorid deluje kot katalizator ali pospeševalec mnogih reakcij med organskimi spojinami. Na primer, omogoča združitev obročev, kot so fosfoli, ki v prisotnosti NiCl ₂ dimerizirajo (dve fosfoli se združita) .

Služi tudi kot katalizator pri proizvodnji CCI ₄ ogljikovega tetraklorida in diarilaminov.

NiCl ₂ služi kot katalizator v reakcijah organske kemije. Avtor: WikimediaImages. Vir: Pixabay.

V industrijski varnosti

Zaradi visoke afinitete do amoniaka (NH ₃ ) se NiCl ₂ uporablja v industrijskih varnostnih maskah. Amonijak je strupen plin. Nikelj klorid je nameščen v filtrih, skozi katere prehaja zrak, ki ga oseba vdihuje.

Na ta način zrak z NH ₃ prehaja skozi filter, amoniak ujame NiCl ₂ , oseba, ki nosi masko, pa vdihava samo čisti zrak.

NiCl ₂ se uporablja v plinskih maskah za zaščito ljudi pred plinom amonijaka NH ₃ . Avtor: Michael Schwarzenberger Vir: Pixabay.

V termičnih baterijah

NiCl ₂ je obetaven material za uporabo v termičnih baterijah. V preskusih z litij-bornimi baterijami, kjer je katoda NiCl _2, kažejo odlične zmogljivosti.

Termična baterija NiCl ₂ v teh baterijah omogoča boljše delovanje. Thomas M. Crowley, vodja oddelka za fukcijsko streljanje, oddelek Fuze, Center za raziskovanje, razvoj in inženiring vojske ameriške vojske (ARDEC), Picatinny Arsenal, NJ / Public domain. Vir: Wikimedia Commons.

V halogenidnih kovinskih baterijah

Raziskovalci so pokazali, da nikljev klorid v natrijevih kovinskih halogenidnih baterijah omogoča delovanje pri veliko nižjih temperaturah kot pri drugih halogenidih. Kovinski halogenidi so soli s halogeni, kot so klor, brom in jod s kovinami.

Ta vrsta akumulatorjev je zelo uporabna za shranjevanje električne energije v mirujočem načinu, vendar je ponavadi problematična zaradi visokih obratovalnih temperatur in zato malo uporabe.

NiCl ₂ lahko pomaga znižati delovno temperaturo baterij natrijevih kovin. Avtor: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

Z NiCl ₂ lahko rešite problem visokih temperatur v teh baterijah.

V različnih aplikacijah

Nikelj klorid NiCl ₂ je vmesni element pri pripravi nikljevih katalizatorjev. Služi tudi za pridobivanje drugih spojin, kot so kompleksne nikljeve soli.

Prenehana uporaba

Zaradi svoje strupenosti za večino mikroorganizmov lahko NiCl ₂ deluje kot fungicid in se je prej uporabljal za odstranjevanje plesni, ki napada nekatere rastline.

Vendar je bila ta uporaba prekinjena zaradi nevarnosti, ki jo predstavlja za ljudi, ki jo uporabljajo, in za okolje.

Tveganja

Nikelj (II) klorid ali nikljev klorid NiCl ₂ je zelo strupena spojina. Ni vnetljiv, vendar povzroča nevarne pline, kadar je izpostavljen vročini ali ognju.

Izpostavljenost človeka kloridu niklja (II) lahko povzroči hud dermatitis, kožne alergije, dihalne alergije, vpliva na pljuča, ledvice, prebavila in živčni sistem.

Znan je tudi po rakotvornih in mutagenih učinkih (povzročajo spremembe v genih celic).

Vplivi na živali in vodne organizme

Je zelo strupen za kopenske in vodne živali, saj učinki trajajo sčasoma. V nizkih koncentracijah je lahko smrtonosna.

Nekateri raziskovalci so na primer ugotovili, da postrvi, izpostavljeni NiCl _2, raztopljeni v vodi, trpijo zaradi oksidativnih poškodb in različnih patologij v možganskih tkivih.

Postrvi lahko močno poškodujejo onesnaženje voda z NiCl _2, kjer živijo. Avtor: Holger Grybsch Vir: Pixabay.

NiCl ₂ nikoli ne smete odlagati v okolje.

Reference

1. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Nikelj klorid. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Espinoza, LA (2006). Priročnik za imunohistokemijo in hibridizacijo človeških karcinomov v situ. Zvezek 4. Protipostavljanje in vizualizacija. Pridobljeno od sciencedirect.com.
3. Taylor, SR (2001). Premazi za zaščito pred korozijo: kovinski. Nikeljni premazi. V Enciklopediji materialov: znanost in tehnologija. Pridobljeno od sciencedirect.com.
4. Quin, LD (1996). Petčlanski prstani z enim heteroatomom in zlitimi karbocikličnimi derivati. Termična dimenzioniranje fosforjev. V celoviti heterociklični kemiji II. Pridobljeno od sciencedirect.com.
5. Topal, A. et al. (2015). Nevrotoksični učinki na nikljev klorid v možganih mavrične postrvi: ocena aktivnosti c-Fos, odziva na antioksidante, aktivnosti acetilholinesteraze in histopatoloških sprememb. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Obnovljeno s povezave.springer.com.
6. Liu, W. et al. (2017). Priprava s spremenljivo temperaturo in delovanje NiCl ₂ kot katodnega materiala za termične baterije. Znanstvenik China Mater. 60, 251–257 (2017). Obnovljeno s povezave.springer.com.
7. Li, G. et al. (2016). Napredne vmesne temperature natrijeve-niklor-kloridne baterije z izjemno visoko energijsko gostoto. Nature Communications 7, številka članka: 10683 (2016). Pridobljeno iz Nature.com.
8. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
9. Lide, DR (urednik) (2003). CRC Priročnik za kemijo in fiziko. 85 ^th CRC Press.