Гідроксид нікелю

Гідрокси́д ні́келю (II) неорганічна сполука з формулою Ni(OH)2. Це світло-зелена тверда речовина, яка розчиняється при розкладанні в аміаку та амінах і атакується кислотами. Він є електроактивним, перетворюючись на гідроксид окислу Ni (III), що веде до широкого застосування в акумуляторних батареях.[1]

Пробірка посередині містить осад гідроксиду нікелю (II)

Властивості

Гідроксид нікелю(II) має два добре охарактеризовані поліморфи, α і β. Структура α складається з шарів Ni(OH)2 із проміжними аніонами або водою.[2][3] Форма β приймає гексагональне щільне пакувння структури іонів Ni2+ та OH- . У присутності води поліморф α типово перекристалізується до β-форми.[4] Крім поліморфів α та β описано кілька γ гідроксидів нікелю, які відрізняються кристалічними структурами із значно більшими міжрядковими відстанями.

Мінеральна форма Ni(OH)2, теофраститу, вперше була ідентифікована у регіоні Верміон на півночі Греції в 1980 році. В прирді він зустрічається, як напівпрозорий смарагдово-зелений кристал, сформований у тонких слоях біля меж кристалів ідокраси або хлориту.[5] Нікелево-магнієвий варіант мінералу (Ni, Mg)(OH)2 раніше був виявлений в Хагдейлі на острові Унст в Шотландії.[6]

Отримання

Дія концентрованих лугів на розчин солей двовалентного нікелю:

Фізичні властивості

Гідроксид нікелю - утворює світло-зелені кристали тригональної сингонії,просторова група P 3m1, параметры ячейки a = 0,3117 нм, c = 0,4595 нм, Z = 1.

Реакції

Гідроксид нікелю(II) часто застосовується в акумуляторах електричних автомобілів.[3] Зокрема, Ni(OH)2 легко окислюється до оксигідроксиду нікелю, NiOOH у поєднанні з реакцією відновлення, часто гідриду металу (реакції 1 і 2).[7]

Реакція 1 Ni(OH)2 + OH - → NiO(OH) + H2O + e -

Реакція 2 M + H2 O + e - → MH + OH -

Чиста реакція (в H2O) Ni(OH)2 + M → NiOOH + MH

З двох поліморфів α-Ni(OH)2 , що теоритично має більш високу здатність, і тому, як правило, вважається кращим в електрохімічному застосуванні. Однак він перетворюється на β-Ni(OH)2 у лужних розчинах, що призводить до багатьох досліджень щодо можливості стабілізації електродів α-Ni (OH) 2 для промислового застосування.[4]

Синтез

Синтез тягне за собою обробку водних розчинів солей нікелю(II) гідроксидом калію.[8]

Токсичність

Іон Ni2+ — відомий канцероген. Токсичність та пов'язані з цим проблеми безпеки спричинили дослідження підвищення енергетичної щільності електродів Ni (OH)2, таких як додавання гідроксидів кальцію або кобальту.[1]

Див. також

Посилання
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Marcopoulos, T.; Economou, M. (1980). Theophrastite, Ni(OH)2, a new mineral from northern Greece. American Mineralogist 66: 1020–1021.
  6. Livingston, A.; Bish, D. L. (1982). On the new mineral theophrastite, a nickel hydroxide, from Unst, Shetland, Scotland. Mineralogical Magazine 46 (338): 1. doi:10.1180/minmag.1982.046.338.01.
  7. Ovshinsky, S.R.; Fetcenko, M.A.; Ross, J. (1993). A nickel metal hydride battery for electric vehicles. Science 260 (5105): 176–181. PMID 17807176. doi:10.1126/science.260.5105.176.
  8. Glemser, O. (1963) «Nickel(II) Hydroxide» in ""Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed. G. Brauer (ed.), Academic Press, NY. Vol. 1. p. 1549.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.