Гідроксид нікелю

Пробірка посередині містить осад гідроксиду нікелю (II)

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.

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. Форма β приймає гексагональне щільне пакувння структури іонів Ni²⁺ та OH^-. У присутності води поліморф α типово перекристалізується до β-форми. 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. Нікелево-магнієвий варіант мінералу (Ni, Mg)(OH)₂ раніше був виявлений в Хагдейлі на острові Унст в Шотландії.

Отримання

Дія концентрованих лугів на розчин солей двовалентного нікелю:

$\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}=\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

$\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}=\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

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. Зокрема, Ni(OH)₂ легко окислюється до оксигідроксиду нікелю, NiOOH у поєднанні з реакцією відновлення, часто гідриду металу (реакції 1 і 2).

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

Реакція розкладу: $\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

З кислотами: $\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}=\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

З лугами з утворенням комплексних солей : $\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\text{[Ni(OH)4]}\downarrow$ тетрагідроксонікелат (II) натрію

Є відновником: $2\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{K}\mathrm{O}\mathrm{H}=2\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_3+2\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{l}$

З двох поліморфів α-Ni(OH)₂ , що теоретично 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.

Синтез

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

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.

Умови зберігання

Місце зберігання повинно бути якомога ближче до лабораторії, в якій будуть використовуватися канцерогени, щоб перевозити лише невеликі кількості, необхідні для дослідів.

Див. також

• Нікель-кадмієвий акумулятор
• Нікелева воднева батарея
• Нікелевий метал гідридний акумулятор
• Нікелевий акумулятор