Chimie

Structure d'hydroxyde de nickel (II), propriétés, utilisations, risques

Structure d'hydroxyde de nickel (II), propriétés, utilisations, risques

Il Hydroxyde de nickel (II) C'est un solide inorganique cristallin vert où le métal nickel a un nombre d'oxydation de 2+. Sa formule chimique est ni (OH)2. Il peut être obtenu en ajoutant des solutions alcalines d'hydroxyde de potassium (KOH), d'hydroxyde de sodium (NaOH) ou d'hydroxyde d'ammonium (NH4OH), déposez une laque de plus de sels de nickel (II), comme chlorure de nickel (II) (NICL2), ou nitrate de nickel (ii) (ni (non3)2).

Dans de telles circonstances, précipite sous la forme d'un gel vert volumineux qui cristallise après être resté pour se reposer longtemps. Ses cristaux ont la structure de l'hydroxyde de Brucita ou de Magncesio (OH)2.

Cristaux d'hydroxyde de nickel, Ni (OH)2, Dans un tube à essai. Par Ondřej Mangl.Wikimedia.org / w / index.Php?Curid = 2222697. Source: Wikipedia Commons.

Dans la nature, le Ni (OH)2 Il se trouve dans le minéral Teofrastite (anglais Théophrastite), qui a été signalé pour la première fois en 1981 lorsqu'il a été retrouvé au nord de la Grèce.

Le ni (oh)2 cristallise en deux phases polymorphes, la phase α et β, qui dépend de la façon dont il a cristallisé.

Il est soluble dans les acides et le ton de sa coloration verdâtre dépend du sel de départ en nickel.

Il a longtemps été utilisé comme cathode de batterie alcaline rechargeable. Il a une application dans l'électrocatalyse, ce qui en fait un matériau très utile dans les piles à combustible et l'électrotesis, parmi plusieurs applications.

Il présente des risques pour la santé d'être inhalés, ingérés ou s'il entre en contact avec la peau ou les yeux. Il est également considéré comme un agent cancérigène.

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Structure cristalline

L'hydroxyde de nickel (II) peut cristalliser de deux manières différentes: α-ni (OH)2 et β-ni (OH)2.

Ni (oh) Crystal2 Il a la structure hexagonale de la Brucita (Mg (OH)2). La forme idéale est des couches nio2 Dans une arrangement hexagonal planaire des cations ou en coordination octaédrique avec l'oxygène.

La forme α-ni (OH)2 Il se caractérise par une structure désordonnée plutôt amorphe, avec une interlamin variable. Ceci est expliqué car il présente dans sa structure plusieurs espèces entrecoupées entre les couches, comme H2Ou, oh-, Swin42- et Cie32-, Selon l'anion du nickel nion de départ.

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Β-ni (OH)2 Il présente également une structure de couche, mais beaucoup plus simple, plus ordonnée et compact. L'espace d'interlamin est de 4,60 pour. OH Les groupes sont "libres", c'est-à-dire qu'ils ne forment pas de liaisons hydrogène.

Configuration électronique

Dans le Ni (OH)2 Le nickel se trouve dans l'état d'oxydation 2+, ce qui signifie que 2 électrons n'ont pas sa couche la plus externe. La configuration électronique de Ni2+ Es: [ar] 3d8, Où [ar] est la configuration électronique du gaz argon noble.

Dans le Ni (OH)2, Les électrons-d des atomes de ni sont situés au centre d'un petit octaedro déformé ou. Chaque atome de ou prend un électron d'un H et 1/3 des atomes de Ni, provoquant chaque atome de Ni perdant 2 électrons-d.

Un moyen simple de le représenter est la suivante:

H-O- Ni2+ -OH

Nomenclature

- Hydroxyde de nickel (II)

- Dihydroxyde de nickel

- Monohydrate d'oxyde de nickel (II)

Propriétés

État physique

Vert bleuâtre solide cristallin ou vert jaunâtre.

Poids moléculaire

92 708 g / mol.

Point de fusion

230 ºC (fondu avec décomposition).

Densité

4,1 g / cm3 à 20 ºC.

Solubilité

Pratiquement insoluble dans l'eau (0,00015 g / 100 g de h2SOIT). Il est facilement soluble à l'acide. Il est également très soluble dans les solutions d'ammoniac (NH3), Eh bien, avec cette forme complexe violet bleu.

Autres propriétés

Ce n'est pas un composé d'amphoteur. Cela signifie qu'il ne peut pas agir comme acide et comme une base.

Quand le Ni (OH)2 Il est obtenu à partir de solutions de chlorure de nickel (NICL2) présente une coloration bleu vert, tandis que si elle précipite les solutions de nitrate de nickel (ou (non (non3)2) présente une coloration jaune vert.

La phase alpha (α-Ni (OH)2) a des propriétés électrochimiques supérieures à la phase bêta. En effet, dans l'Alfa, il y a un plus grand nombre d'électrons disponibles pour chaque atome de nickel.

La forme bêta (β-ni (OH)2) a présenté les caractéristiques d'un semi-conducteur de type-p.

Applications

Dans les batteries

L'utilisation la plus longue du Ni (OH)2 C'est en batteries. En 1904, Thomas Edison l'a utilisé avec son oxyde Nio (OH) comme matériau pour la cathode de batterie alcaline.

Peut vous servir: Beryllium: histoire, structure, propriétés, utilisationsBatteries au nickel-cadmium. © Raimond Spekking. Source: Wikipedia Commons.

La capacité électrochimique des cathodes Ni (OH)2 est directement lié à la morphologie et à la taille de ses particules. Nanoparticules de Ni (OH)2 En raison de leur petite taille, ils ont un comportement électrochimique plus élevé et un coefficient de diffusion des protons plus élevé que les plus grandes particules.

Il a été largement utilisé comme matériau de cathode dans de nombreuses batteries alcalines rechargeables telles que le nickel-cadmium, le nickel-hydrogène, le nickel-hydrogène, entre autres, entre autres. Il a également été utilisé dans des condensateurs de performance super-haut.

Batterie de nickel-cadmium pour les automobiles. Auteur: Claus ABLICE. Source: propre travail. Source: Wikipedia Commons

La réaction dans ces dispositifs implique l'oxydation du Ni (OH)2 Pendant la phase de charge et la réduction de l'enfant (OH) pendant la phase de décharge dans l'électrolyte alcalin:

Ni (oh)2 + Oh- - et- ⇔ nio (oh) + h2SOIT

Cette équation est réversible et est appelée transition redox.

Dans les applications analytiques

Α-ni (OH)2 Il a été utilisé pour le développement de capteurs électrochimiques pour la détermination de la vitamine D3, O coleciferol, une forme de vitamine D qui peut être obtenue par l'exposition de la peau au soleil ou à travers certains aliments (jaune d'oeuf, lait de vache, saumon frais et huile de foie de morue).

Aliments qui nous fournissent de la vitamine D. Source: Pixabay

L'utilisation de capteurs hybrides contenant α-Ni (OH)2, Avec le graphène et l'oxyde de silice, il permet de faire de la vitamine D3 directement dans les matrices biologiques.

De plus, la structure laminaire désordonnée de α-Ni (OH)2 Il facilite l'entrée et la sortie des ions dans des espaces structurels vides, ce qui favorise la réversibilité électrochimique du capteur.

Dans l'électrocatalyse des réactions

La transition redox entre le Ni (OH)2 et l'enfant (OH) a également été utilisé dans l'oxydation catalytique de nombreux petits composés organiques dans l'électrolyte alcalin. Le mécanisme de cette oxydation électrocatalytique est le suivant:

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Ni (oh)2 + Oh- - et- ⇔ nio (oh) + h2SOIT

Nio (OH) + composé organique → Ni (OH) 2 + Produit

Le composé organique peut être, par exemple, le produit de glucose et de glycolactone.

L'électrocatalyse des réactions d'oxydation de petites molécules a une application dans les piles à combustible, l'électroanalyse, l'électrotesis et l'électrodégradation.

Voitures électriques avec pile à combustible dans une station d'aigrisation d'hydrogène. Auteur: Bex. Source: propre travail. Source: Wikipedia Commons.

Dans plusieurs utilisations

Ses propriétés électrocatalytiques ont attiré l'attention pour une utilisation dans la photocatalyse, l'électrocrome, l'adsorbant et les précurseurs des précurseurs de nanostructure.

De plus, il a une utilisation potentielle comme pigment en raison de sa haute réflectance.

Des risques

Si vous chauffez jusqu'à sa décomposition émet des gaz toxiques. Exposition au Ni (OH)2 présente une série de risques. S'il est inspiré, il est irritant pour la muqueuse des voies respiratoires supérieures, peut produire de l'asthme et peut générer une fibrose pulmonaire.

Si vous entrez en contact avec vos yeux, irritez la membrane conjonctive. Dans la peau, il provoque une conscience, une ardeur ou des démangeaisons et un érythème, provoquant une dermatite sévère et des allergies cutanées.

Il peut également affecter les reins, le tractus gastro-intestinal, le système neurologique et peut causer des dommages cardiovasculaires. Cela peut endommager le fœtus des femmes enceintes.

Le ni (oh)2 C'est cancérigène. A été associé au risque de développement du cancer nasal et des poumons. La mort de travailleurs du cancer a été signalée dans des usines de batterie au nickel-cadmium.

Il a été classé comme très toxique pour la vie aquatique, avec des effets nocifs à long terme.

En ce qui concerne les plantes, il y a une certaine contradiction, car bien que le nickel soit toxique pour la vie végétale, il s'agit également d'un micronutriment essentiel pour son développement. Il est nécessaire en très petites quantités pour une croissance optimale des plantes.

Les références

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