Оксид никеля(II)

Оксид никеля​(II)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид никеля​(II)​; оксид никеля​(2+)​
Традиционные названия	Оксид никеля, окись никеля, бунзенит
Хим. формула	NiO
Рац. формула	NiO
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	74,69 г/моль
Плотность	α-NiO 6,67 г/см³ β-NiO 7,45[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	1682 °C
• разложения	1230 °C
Мол. теплоёмк.	44,3 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-239,7 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS	1313-99-1
PubChem	14805
Рег. номер EINECS	215-215-7
SMILES	O=[Ni]
InChI	InChI=1S/Ni.O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QR8400000
ChemSpider	14121
Безопасность
ЛД50	100-149,2 мг/кг
Токсичность	Токсичен, канцерогенен
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Оксид никеля(II) — неорганическое бинарное соединение двухвалентного никеля с кислородом. Химическая формула NiO. Встречается в природе в виде редкого минерала бунзенита.

Физические свойства

Оксид никеля(II) — кристаллическое вещество, в зависимости от способа получения и термической обработки имеет цвет от светло- до тёмно-зелёного или чёрного. Имеет две кристаллические модификации:

• α-NiO до Т<252 °C, антиферромагнетик, тригональная сингония, параметры элементарной ячейки a = 0,29549 нм, c = 0,7228 нм, d = 6,67 г/см³;
• β-NiO при Т>252 °C, кубическая сингония, пространственная группа F m3m, a = 0,41768 нм, Z = 4, структура типа NaCl, d = 7,45[1]г/см³.

Получение

В природе оксид никеля встречается в виде минерала бунзенита — октаэдрические кристаллы, цвет от тёмно-зелёного до буровато-чёрного в зависимости от примесей. Химический состав нестехиометрический NiO_x, где x = ~1 с примесями Bi, Co, As. Очень редок, встречается в Иогангеоргенштадте, в Саксонии.

Небольшие количества оксида никеля(II) можно получить разложением карбонила никеля на воздухе с образованием углекислого газа.

Оксид никеля можно синтезировать непосредственно из элементов окислением Ni при нагревании на воздухе или в кислороде:

${\displaystyle {\mathsf {2Ni+O_{2}\ {\xrightarrow {500-1000^{o}C}}\ 2NiO}}}$

Оксид никеля(II) может быть получен термическим разложением гидроксида никеля(II) или некоторых солей двухвалентного никеля (карбоната, нитрата и др.)[2]:

${\displaystyle {\mathsf {Ni(OH)_{2}\ {\xrightarrow {230-250^{o}C}}\ NiO+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {NiCO_{3}\ {\xrightarrow {>300^{o}C}}\ NiO+CO_{2}}}}$

Химические свойства

Термически оксид никеля очень устойчив. Только при температурах выше 1230 °C становится заметна его обратимая диссоциация:

${\displaystyle {\mathsf {2NiO\ \rightleftarrows \ 2Ni+O_{2}}}}$

Проявляет амфотерные свойства (основные преобладают), в воде практически не растворим:

${\displaystyle {\mathsf {NiO+7H_{2}O\ \rightleftarrows \ [Ni(H_{2}O)_{6}]^{2+}+2OH^{-}}}}$     p ПР = 15,77

Реагирует с кислотами:

${\displaystyle {\mathsf {NiO+2HCl\ {\xrightarrow {\ }}NiCl_{2}+H_{2}O}}}$

При спекании взаимодействует с щелочами и оксидами типичных металлов:

${\displaystyle {\mathsf {NiO+2NaOH\ {\xrightarrow {400^{\circ }C}}\ Na_{2}NiO_{2}+H_{2}O}}}$

${\displaystyle {\mathsf {NiO+BaO\ {\xrightarrow {1200^{\circ }C}}\ BaNiO_{2}}}}$

С концентрированным раствором аммиака образует амминокомплексы:

${\displaystyle {\mathsf {NiO+6(NH_{3}\cdot H_{2}O)\ {\xrightarrow {T}}\ [Ni(NH_{3})_{6}](OH)_{2}+5H_{2}O}}}$

Восстанавливается водородом или другими восстановителями (С, Mg, Al) до металла:

${\displaystyle {\mathsf {NiO+H_{2}\ {\xrightarrow {200-400^{\circ }C}}\ Ni+H_{2}O}}}$

При сплавлении с кислотными оксидами образует соли:

${\displaystyle {\mathsf {2NiO+SiO_{2}\ {\xrightarrow {1200^{\circ }C}}\ Ni_{2}SiO_{4}}}}$

Применение

Основное применение оксида никеля — промежуточный продукт при получении солей никеля(II), никельсодержащих катализаторов и ферритов. Используется NiO как зелёный пигмент для стекла, глазурей и керамики. Объём производства оксида никеля около 4000 тонн/год[3].

Безопасность

Как и большинство соединений никеля, его оксид тоже ядовитый и канцерогенный. ПДК в воздухе для рабочей зоны 0,005 мг/см³ (в пересчёте на Ni^2+).

ЛД50 - 100 мг/кг. Класс опасности — 2.

Примечания

1. Противоречивые данные. По параметрам элементарной ячейки d = 6,80 г/см³.
2. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ: справочник / Под редакцией проф. Р.А.Лидина. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: «Дрофа», 2006. — С. 144—145. — ISBN 5-7107-8085-5.
3. K. Lascelles, L. G. Morgan, D. Nicholls, D. Beyersmann «Nickel Compounds» in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005 Wiley-VCH, Weinheim, 2005.

Литература

• Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 3: Редколлегия: Кнунянц И. Л. и др.-М., Большая Российская энциклопедия, 1992, 639 с.
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л., Химические свойства неорганических веществ, М., Химия, 2000.
• Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т.2 Химия металлов, М., Мир, 1972.