Nickel(II) hydroxide

Nickel(II) hydroxide
Mẫu nickel(II) hydroxide
Cấu trúc của nickel(II) hydroxide
Danh pháp IUPAC	Nickel(II) hydroxide
Tên khác	Nickel dihydroxide Nickelơ hydroxide Theophrastit
Nhận dạng
Số CAS	12054-48-7
PubChem	61534
Số EINECS	235-008-5
Số RTECS	QR648000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [Ni+2].[OH-].[OH-]
InChI	đầy đủ 1/Ni.2H2O/h;2*1H2/q+2;;/p-2
ChemSpider	55452
Thuộc tính
Công thức phân tử	Ni(OH)2
Khối lượng mol	92,97768 g/mol (khan) 110,99296 g/mol (1 nước)
Bề ngoài	chất rắn màu xanh lục lơ
Khối lượng riêng	4,1 g/cm³
Điểm nóng chảy	230 °C (503 K; 446 °F) (khan, phân hủy)
Điểm sôi
Độ hòa tan trong nước	0,13 g/L
MagSus	+4500.0·10^-6 cm³/mol
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	Lục phương, hP3
Nhóm không gian	P3m1, No. 164
Hằng số mạng	a = 0,3117 nm, b = 0,3117 nm, c = 0,4595 nm
Nhiệt hóa học
Enthalpy hình thành ΔfH^o298	-538 kJ·mol^-1[1]
Entropy mol tiêu chuẩn S^o298	79 J·mol^-1·K^-1[1]
Các nguy hiểm
LD50	1515 mg/kg (đường miệng, chuột)
Các hợp chất liên quan
Cation khác	Paladi(II) hydroxide Platin(II) hydroxide
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). N kiểm chứng (cái gì ^YN ?) Tham khảo hộp thông tin

Ống nghiệm ở giữa có chứa kết tủa nickel(II) hydroxide

Nickel(II) hydroxide là một hợp chất vô cơ với công thức hóa học Ni(OH)₂. Nó là một chất rắn màu xanh lá cây, hòa tan trong amonia tạo phức amin và phản ứng với acid. Nó là chất điện hóa, được chuyển đổi thành nickel(III) oxy-hydroxide, dẫn đến ứng dụng rộng rãi trong pin sạc.[2]

Tính chất

Nickel(II) hydroxide có hai dạng cấu hình đặc trưng là α và β. Cấu trúc α bao gồm các lớp Ni(OH)₂ với anion intercalated hoặc nước[3][4]. Hình thức β thông qua một cấu trúc chặt chẽ lục giác của ion Ni^2+ và OH^−[3][4]. Khi có sự hiện diện của nước, đa hình α thường kết tinh lại thành dạng β.[3][5]. Ngoài các polymorphs α và β, một số nickel hydroxide như γ đã được tìm thấy, được phân biệt bởi các cấu trúc tinh thể với khoảng cách giữa các tấm lót lớn hơn nhiều[3].

Khoáng vật của Ni(OH)₂, theophrastit, lần đầu tiên được xác định trong vùng Vermion ở phía bắc Hy Lạp, vào năm 1980. Nó được tìm thấy trong tự nhiên như một tinh thể màu xanh ngọc lục bảo mờ trong những tấm mỏng gần các ranh giới của các tinh thể idocras hoặc clorit[6]. Một biến thể nickel-magnesi của khoáng vật (Ni, Mg)(OH)₂ đã được khám phá trước đây tại Hagdale trên đảo Unst ở Scotland[7].

Phản ứng

Nickel(II) hydroxide thường được sử dụng trong bình ắc quy điện. Cụ thể, Ni(OH)₂ dễ dàng bị oxy hóa thành nickel(III) oxy-hydroxide, NiOOH, kết hợp với phản ứng khử, thường là của một hydride của kim loại (phản ứng 1 và 2).[8]

Phản ứng 1: Ni(OH)₂ + OH^− → NiO(OH) + H₂O + e^−

Phản ứng 2: M + H₂O + e^− → MH + OH^−

Phản ứng thực tế: (trong H₂O) Ni(OH)₂ + M → NiOOH + MH

Trong hai dạng, α-Ni(OH)₂ có năng lực lý thuyết cao hơn và do đó thường được xem là thích hợp hơn trong các ứng dụng điện hóa.[4]. Tuy nhiên, nó biến đổi thành β-Ni(OH)₂ trong các dung dịch kiềm, dẫn đến nhiều cuộc điều tra về khả năng ổn định điện cực α-Ni(OH)₂ cho các ứng dụng trong công nghiệp.[5]

Tổng hợp

Việc tổng hợp đòi hỏi phải xử lý các dung dịch của muối nickel(II) bằng kali hydroxide.[9]

Độc hại

Ion Ni^2+ là chất gây ung thư được biết đến. Các mối quan tâm về tính độc hại và an toàn liên quan đã thúc đẩy nghiên cứu tăng mật độ năng lượng của điện cực Ni(OH)₂, chẳng hạn như bổ sung calci hydroxide hoặc cobalt(II) hydroxide.[2]

Hợp chất khác

Ni(OH)₂ còn tạo một số hợp chất với NH₃, như chất rắn màu dương hexamin Ni(OH)₂·6NH₃.

Ni(OH)₂ còn tạo một số hợp chất với N₂H₄, như Ni(OH)₂·2N₂H₄·2H₂O là tinh thể màu xanh ngọc lam (?).[10]

Ni(OH)₂ còn tạo một số hợp chất với NH₂OH, như Ni(OH)₂·2NH₂OH là chất rắn màu xanh dương có cấu trúc polyme.[11]

Tham khảo

1. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company. tr. A22. ISBN 0-618-94690-X.
2. ^ Chen, J.; Bradhurst, D.H.; Dou, S.X.; Liu, H.K. (1999). “Nickel Hydroxide as an Active Material for the Positive Electrode in Rechargeable Alkaline Batteries”. J. Electrochem. Soc. 146 (10): 3606–3612. doi:10.1149/1.1392522.
3. ^ Oliva, P.; Leonardi, J.; Laurent, J.F. (1982). “Review of the structure and the electrochemistry of nickel hydroxides and oxy-hydroxides”. Journal of Power Sources. 8 (2): 229–255. doi:10.1016/0378-7753(82)80057-8.
4. ^ Jeevanandam, P.; Koltypin, Y.; Gedanken, A. (2001). “Synthesis of Nanosized α-Nickel Hydroxide by a Sonochemical Method”. Nano Letters. 1 (5): 263–266. doi:10.1021/nl010003p.
5. ^ Shukla, A.K.; Kumar, V.G.; Munichandriah, N. (1994). “Stabilized α-Ni(OH)₂ as Electrode Material for Alkaline Secondary Cells”. J. Electrochem. Soc. 141 (11): 2956–2959. doi:10.1149/1.2059264.
6. Marcopoulos, T.; Economou, M. (1980). “Theophrastite, Ni(OH)₂, a new mineral from northern Greece” (PDF). American Mineralogist. 66: 1020–1021.
7. Livingston, A.; Bish, D. L. (1982). “On the new mineral theophrastite, a nickel hydroxide, from Unst, Shetland, Scotland” (PDF). Mineralogical Magazine. 46 (338): 1. doi:10.1180/minmag.1982.046.338.01. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 1 tháng 11 năm 2018. Truy cập ngày 14 tháng 12 năm 2017.
8. Ovshinsky, S.R.; Fetcenko, M.A.; Ross, J. (1993). “A nickel metal hydride battery for electric vehicles”. Science. 260 (5105): 176–181. doi:10.1126/science.260.5105.176. PMID 17807176.
9. Glemser, O. (1963) "Nickel(II) Hydroxide" in ""Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed. G. Brauer (ed.), Academic Press, NY. Vol. 1. p. 1549.
10. Russian Journal of Inorganic Chemistry, Tập 13,Phần 2 (British Library Lending Division with the cooperation of the Royal Society of Chemistry, 1968), trang 950. Truy cập 26 tháng 3 năm 2021.
11. Gmelins Handbuch der anorganischen chemie, Số phát hành 57 (Richard Joseph Meyer; Verlag Chemie g.m.b.h., 1968), trang 116. Truy cập 9 tháng 2 năm 2021.