CHLORID NIKELNATÝ (NICL2): STRUKTURA, VLASTNOSTI, VÝROBA, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Chlorid nikelnatý nebo chloridu nikelnatého (II) je anorganická sloučenina skládající se z prvků niklu (Ni) a chloru (Cl). Jeho chemický vzorec je Nicl ₂. Je to zlatožlutá pevná látka, pokud je bezvodá (bez vody ve své struktuře) a zelená v hydratované formě.

Bezvodý NiCl ₂ je hygroskopická pevná látka, snadno absorbuje vodu a je v ní velmi rozpustná, čímž vytváří zelené roztoky. Jeho vodné roztoky jsou kyselé. Hydratovaný Nicl ₂ má afinitu k NH ₃ amoniakem, to znamená, že ji absorbuje snadno vzhledem k tendenci niklu iontu (Ni ²⁺) vázat se na amoniak. Z tohoto důvodu se používá v ochranných maskách k volnému dýchání v prostředích, kde je NH ₃, který je toxický.

Nikl (II) chlorid bezvodý Nicl ₂. Autor: Softyx. Zdroj: Wikimedia Commons.

Chlorid nikelnatý se široce používá v procesech výroby niklových povlaků nebo povlaků na jiných kovech, k jejich ochraně před korozí a jiným poškozením.

Používá se jako katalyzátor nebo urychlovač reakcí mezi organickými sloučeninami. Také k přípravě katalyzátorů jiných sloučenin niklu. Byl nedávno testován na některých bateriích, aby se zlepšil výkon baterií.

NiCl ₂ je však velmi toxická sloučenina, která může poškodit lidi a zvířata. Je to karcinogenní a mutagenní látka. Nikdy by se nemělo likvidovat do životního prostředí.

Struktura

Nikl (II) chlorid Nicl ₂ je iontová sloučenina. Je tvořen iontem niklu (Ni ²⁺) (s oxidačním stavem +2) a dvěma chloridovými ionty (Cl ^-) s -1 valencí.

Chlorid nikelnatý. Autor: Marilú Stea.

Nomenklatura

• Chlorid nikelnatý
• Chlorid nikelnatý
• Chlorid nikelnatý
• Hexahydrát chloridu nikelnatého Nicl _{2 •} 6 H ₂ O

Vlastnosti

Fyzický stav

Zlatá žlutá nebo zelená krystalická pevná látka.

Molekulární váha

129,6 g / mol

Sublimační bod

Bezvodý Nicl ₂ při dosažení 973 ° C se pohybuje od pevného stavu přímo do plynného stavu.

Triple point

Bezvodý Nicl ₂ při teplotě 1009 ° C, existuje současně ve třech stavech: pevné, kapalné nebo plynné.

Hustota

3,51 g / cm ³

Rozpustnost

Rozpustný ve vodě: 64,2 g / 100 ml vody při 20 ° C; 87,6 g / 100 ml při 100 ° C Rozpustný v ethanolu (CH ₃ -CH ₂ -OH) a hydroxid amonný (NH ₄ OH). Nerozpustné v amoniaku NH ₃.

pH

Jeho vodné roztoky jsou kyselé, s pH kolem 4.

Chemické vlastnosti

Je to pevná látka s delikvenčními vlastnostmi, to znamená, že snadno absorbuje vodu z prostředí. Bezvodý Nicl ₂ (bez vody), je zlatožluté. Hexahydrátu forma (se 6 molekulami vody) Nicl _{2 •} 6 H ₂ O je zelené barvy.

Chlorid nikelnatý hexahydrát NiCl _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Public Domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

Bezvodý NiCl ₂ v nepřítomnosti vzduchových sublimátů snadno.

Nicl ₂ je velmi rozpustný ve vodě. Ve vodném roztoku se rozdělí na ionty Ni ²⁺ a Cl ^-. Vodné roztoky jsou kyselé. V roztoku niklu ion připojí 6 molekul vody H ₂ O, tvořící hexaaquonickel iont ^{Ca2 +}, což je zelená.

Pokud se pH těchto vodných roztoků zvýší přidáním například hydroxidu sodného (NaOH), _{vytvoří se} hydroxid nikelnatý Ni (OH) _2, který se vysráží nebo oddělí z vody a vytvoří objemný zelený gel.

Důležitá vlastnost hexaacuového iontu

Vodný Nicl ₂ řešení může absorbovat amoniak (NH ₃) rychle. Je to proto, NH ₃ snadno váže k hexaaquonickel iontu ²⁺ přemísťovat molekuly vody a látek vytvářejících jako ²⁺ nebo dokonce ²⁺.

Získání

Chlorid nikelnatý lze získat z práškového niklu (Ni) nebo oxidu niklu (NiO).

Nikl může být chlorován průchodem plynného chloru (Cl ₂) přes prášek.

Ni + Cl ₂ → Nicl ₂

Můžete také zreagovat NiO s kyselinou chlorovodíkovou HC1 a poté odpařit roztok.

NiO + 2 HCl → Nicl ₂ + H ₂ O

Aplikace

Pro pokovování kovů niklem

Chlorid nikelnatý se používá v roztocích, které umožňují elektrolytické ukládání niklu na jiné kovy. Galvanizace používá elektrický proud k uložení jedné vrstvy kovu na druhou.

Ozdobné kovové povrchové úpravy se vyrábějí tam, kde je niklem (Ni) mezilehlá vrstva před potažením kusu chromovým kovem (Cr). Je také vhodný pro nátěry ve strojírenských aplikacích.

Lesklé části některých motocyklů jsou předem potaženy kovovým niklem úpravou NiCl ₂ a poté pokoveny chromovým kovem. Autor: Hans Braxmeier. Zdroj: Pixabay.

Niklové povlaky se nanášejí na zinek, ocel, slitiny cínu a niklu a další kovy, které je chrání před korozí a erozí nebo abrazivním opotřebením.

V analytických laboratořích

NiCl ₂ je součástí roztoků používaných k přípravě vzorků rakovinné tkáně, které mají být pod mikroskopem prohlíženy lékaři specializujícími se na rakovinu.

V reakcích organické chemie

Chlorid nikelnatý působí jako katalyzátor nebo urychlovač pro mnoho reakcí mezi organickými sloučeninami. Například to umožňuje sjednocení kruhy, jako je phospholes, které dimerizaci (dva phospholes připojit) v přítomnosti Nicl ₂.

Slouží také jako katalyzátor při výrobě chloridu uhličitého CCI ₄ a diarylaminu.

Nicl ₂ slouží jako katalyzátor v organické chemii reakce. Autor: WikimediaImages. Zdroj: Pixabay.

V průmyslové bezpečnosti

Vzhledem ke své vysoké afinitě k amoniaku (NH ₃), Nicl ₂ se používá v průmyslových bezpečnostních masky. Amoniak je toxický plyn. Chlorid niklu je umístěn do filtrů, kterými prochází vzduch, který osoba vdechuje.

Tímto způsobem je vzduch s NH ₃ prochází přes filtr, amoniak je v pasti Nicl ₂, a člověk na sobě masky vdechuje pouze čistý vzduch.

Nicl ₂ se používá v plynových maskách na ochranu lidí před NH ₃ plynného čpavku. Autor: Michael Schwarzenberger. Zdroj: Pixabay.

V tepelných bateriích

NiCl ₂ je slibný materiál pro použití v tepelných bateriích. V testech prováděných s lithium-borovými bateriemi, kde je katodou NiCl _2, vykazují vynikající výkon.

Tepelná baterie. Díky NiCl ₂ v těchto bateriích jsou výkonnější. Thomas M. Crowley, náčelník, pobočka Fuzing Munitions, divize Fuze, Výzkumné a vývojové a inženýrské středisko americké armády (ARDEC), Picatinny Arsenal, NJ / public domain. Zdroj: Wikimedia Commons.

V halogenidových bateriích sodíku

Výzkumníci ukázali, že chlorid nikelnatý v halogenidových bateriích sodíku a kovu umožňuje provoz při mnohem nižších teplotách než u jiných halogenidů. Halogenidy kovů jsou soli halogenů, jako je chlor, brom a jod s kovy.

Tento typ baterie je velmi užitečný pro ukládání elektrické energie stacionárním způsobem, ale obvykle je problematický kvůli vysokým provozním teplotám, a proto je málo použití.

NiCl ₂ může pomoci snížit provozní teplotu halogenidových baterií sodíku. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

S NiCl ₂ můžete vyřešit problém vysokých teplot v těchto bateriích.

V různých aplikacích

Chlorid nikelnatý Nicl ₂ je meziprodukt pro přípravu katalyzátorů niklu. Slouží také k získání dalších sloučenin, jako jsou komplexní soli niklu.

Ukončené používání

Vzhledem ke své toxicitě vůči většině mikroorganismů, Nicl ₂ může působit jako fungicid a byl dříve používán k odstranění plísní, který napadá některé rostliny.

Toto používání však bylo přerušeno z důvodu nebezpečí, které představuje pro lidi, kteří jej používají, a pro životní prostředí.

Rizika

Nikl (II) chlorid nebo chloridu nikelnatého Nicl ₂ je velmi toxická sloučenina. Není hořlavý, ale při vystavení teplu nebo ohni vytváří nebezpečné plyny.

Expozice člověka chloridem nikelnatým může způsobit závažnou dermatitidu, kožní alergie, respirační alergie, ovlivnit plíce, ledviny, gastrointestinální trakt a nervový systém.

Je také známý svými karcinogenními a mutagenními účinky (způsobujícími změny v genech buněk).

Účinky na zvířata a vodní organismy

Je velmi toxický pro suchozemská a vodní zvířata s účinky, které vydrží v průběhu času. To může být smrtelné v nízkých koncentracích.

Někteří vědci například zjistili, že pstruh vystavený NiCl ₂ rozpuštěnému ve vodě trpí oxidačním poškozením a různými patologiemi v mozkových tkáních.

Pstruh může být vážně poškozen znečištěním vody NiCl ₂ ve vodách, kde žijí. Autor: Holger Grybsch. Zdroj: Pixabay.

NiCl ₂ nesmí být nikdy zneškodňován do životního prostředí.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Chlorid nikelnatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Espinoza, LA (2006). Příručka imunohistochemie a hybridizace lidských karcinomů in situ. Svazek 4. Counterstaining a vizualizace. Obnoveno z sciposedirect.com.
3. Taylor, SR (2001). Nátěry na ochranu proti korozi: Kovové. Niklové povlaky. V encyklopedii materiálů: Věda a technologie. Obnoveno z sciposedirect.com.
4. Quin, LD (1996). Pětičlenné prsteny s jedním heteroatomem a fúzovanými karbocyklickými deriváty. Tepelná dimerizace fosfolů. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry II. Obnoveno z sciposedirect.com.
5. Topal, A. a kol. (2015). Neurotoxické účinky na chlorid nikelnatý v mozku pstruha duhového: Hodnocení aktivity c-Fos, antioxidačních odpovědí, aktivity acetylcholinesterázy a histopatologických změn. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Obnoveno z odkazu.springer.com.
6. Liu, W. et al. (2017). Příprava na proměnnou teplotu a výkon NiCl ₂ jako materiálu katody pro tepelné baterie. Sci. 60, 251-257 (2017). Obnoveno z odkazu.springer.com.
7. Li, G. a kol. (2016). Vyspělé akumulátory sodno-nikl-chlorid sodný s nízkou teplotou s extrémně vysokou hustotou energie Nature Communications 7, číslo článku: 10683 (2016). Obnoveno z webu Nature.com.
8. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
9. Lide, DR (editor) (2003). CRC Příručka chemie a fyziky. 85 ^th CRC Press.