Estrutura de hidróxido de níquel (ii), propriedades, usos, riscos

Ele hidróxido de níquel (ii) É um sólido inorgânico cristalino verde, onde o metal de níquel tem um número de oxidação de 2+. Sua fórmula química é Ni (OH)₂. Pode ser obtido adicionando soluções alcalinas de hidróxido de potássio (KOH), hidróxido de sódio (NaOH) ou hidróxido de amônio (NH₄OH), soluções de laca de sais de níquel (II), como cloreto de níquel (II) (NICL₂), ou nitrato de níquel (II) (Ni (não₃)₂).

Em tais circunstâncias, precipita na forma de um gel verde volumoso que se cristaliza depois de permanecer para descansar por um longo tempo. Seus cristais têm a estrutura do hidróxido de Brucita ou Magnesio (OH)₂.

Cristais de hidróxido de níquel, Ni (OH)₂, Em um tubo de ensaio. Por Ondřej Mangl - Vlastní Sbirka, Domain Pub, https: // Commons.Wikimedia.org/w/índice.Php?Curid = 2222697. Fonte: Wikipedia Commons.

Na natureza, o Ni (OH)₂ É encontrado no mineral teofrastita (inglês Teofrastita), que foi relatado pela primeira vez em 1981, quando foi encontrado ao norte da Grécia.

O ni (oh)₂ Cristaliza em duas fases polimórficas, a fase α e β, que depende da maneira como ele cristalizou.

É solúvel em ácidos e o tom de sua coloração esverdeada depende do sal de partida de níquel.

Há muito tempo tem sido usado como cátodo de bateria alcalina recarregável. Possui aplicação na eletrocatálise, o que o torna um material muito útil em células de combustível e electronsíntese, entre várias aplicações.

Apresenta riscos à saúde a serem inalados, ingeridos ou se entrar em contato com a pele ou os olhos. Também é considerado um agente carcinogênico.

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Estrutura cristalina

O hidróxido de níquel (ii) pode cristalizar de duas maneiras diferentes: α-ni (OH)₂ e β-ni (OH)₂.

Ni (oh) cristal₂ Tem a estrutura hexagonal da Brucita (mg (oh)₂). A forma ideal é de camadas de nio₂ Em um plano hexagonal planar de cátions ou em coordenação octaédrica com oxigênio.

A forma α-ni (oh)₂ É caracterizado por ser uma estrutura bagunçada bastante amorfa, com uma variável interlamina. Isso é explicado porque apresenta dentro de sua estrutura várias espécies intercaladas entre as camadas, como H₂Ou, oh^-, SW₄^2- e companhia₃^2-, Dependendo do ânion nírion de partida.

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Β-ni (OH)₂ Ele também apresenta uma estrutura de camada, mas muito mais simples, mais ordenada e compacta. O espaço interlamin é 4,60 para. OH grupos são "grátis", ou seja, eles não formam ligações de hidrogênio.

Configuração eletronica

No Ni (OH)₂ O níquel é encontrado no estado de oxidação 2+, o que significa que 2 elétrons não têm sua camada mais externa. A configuração eletrônica de Ni²⁺ Es: [ar] 3d⁸, Onde [AR] é a configuração eletrônica do Noble Argon Gas.

No Ni (OH)₂, Os elétrons-d dos átomos de Nor estão localizados no centro de um pequeno octaedro distorcido ou. Cada átomo ou leva um elétron de um H e 1/3 dos átomos de Ni, causando cada átomo de Ni perdendo 2 elétrons-d.

Uma maneira simples de representar é a seguinte:

H-O^- Nenhum^{2+ -}OH

Nomenclatura

- Hidróxido de níquel (ii)

- Di -hidróxido de níquel

- Mono -hidrato de óxido de níquel (II)

Propriedades

Estado físico

Verde verde azulado sólido ou verde amarelado.

Peso molecular

92.708 g/mol.

Ponto de fusão

230 ºC (derrete com decomposição).

Densidade

4.1 g/cm³ A 20 ºC.

Solubilidade

Praticamente insolúvel em água (0,00015 g/100 g de H₂QUALQUER). É facilmente solúvel em ácido. Também é muito solúvel em soluções de amônia (NH₃), Bem, com este formulário de complexo violeta azul.

Outras propriedades

Não é um composto de anfóter. Isso significa que ele não pode agir como ácido e como base.

Quando o ni (oh)₂ É obtido da Nickel Cloreide Solutions (NICL₂) apresenta uma coloração azul verde, enquanto que precipita soluções de nitrato de níquel (ou (não (não₃)₂) apresenta uma coloração verde-amarelo.

A fase alfa (α-ni (OH)₂) possui propriedades eletroquímicas maiores que a fase beta. Isso ocorre porque no Alfa há um número maior de elétrons disponíveis para cada átomo de níquel.

A forma beta (β-ni (OH)₂) apresentou características de um semicondutor de tipo-p.

Formulários

Em baterias

O uso mais longo da Ni (OH)₂ Está em baterias. Em 1904.

Pode atendê -lo: berílio: história, estrutura, propriedades, usosBaterias de níquel-cádmio. © Raimond Spekking. Fonte: Wikipedia Commons.

A capacidade eletroquímica dos cátodos Ni (OH)₂ está diretamente relacionado à morfologia e tamanho de suas partículas. Nanopartículas de Ni (OH)₂ Devido ao seu tamanho pequeno, eles têm um comportamento eletroquímico mais alto e um maior coeficiente de difusão de prótons do que as maiores partículas.

Ele teve um amplo uso como material cátodo em muitas baterias alcalinas recarregáveis, como níquel-cádmio, níquel-hidrogênio, níquel-hidrogênio, entre outros, entre outros. Também tem sido usado em capacitores de desempenho super-alto.

Bateria de níquel-cádmio para automóveis. Autor: Claus Ableiter. Fonte: Trabalho próprio. Fonte: Wikipedia Commons

A reação nesses dispositivos implica a oxidação do Ni (OH)₂ Durante a fase de carga e a redução da criança (OH) durante a fase de descarga no eletrólito alcalino:

Ni (oh)₂ + Oh^- - e^- ⇔ nio (oh) + h₂QUALQUER

Esta equação é reversível e é chamada de transição redox.

Em aplicações analíticas

Α-ni (OH)₂ Foi usado para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos para determinação de vitamina D₃, o ColeCiferol, uma forma de vitamina D que pode ser obtida pela exposição da pele à luz solar ou através de alguns alimentos (gema de ovo, leite de vaca, salmão fresco e óleo de fígado de bacalhau).

Alimentos que nos fornecem vitamina D. Fonte: Pixabay

O uso de sensores híbridos contendo α-ni (OH)₂, Juntamente com grafeno e óxido de sílica, ele permite que a vitamina D seja feita₃ diretamente em matrizes biológicas.

Além disso, a estrutura laminar desordenada de α-ni (OH)₂ Facilita a entrada e a saída de íons em espaços estruturais vazios, o que favorece a reversibilidade eletroquímica do sensor.

Nas reações, eletrocatálise

A transição redox entre o Ni (OH)₂ E a criança (OH) também tem sido usada na oxidação catalítica de muitos pequenos compostos orgânicos no eletrólito alcalino. O mecanismo dessa oxidação eletrocatalítica é a seguinte:

Pode atendê -lo: ácido sulfâmico: estrutura, propriedades, síntese, usos

Ni (oh)₂ + Oh^- - e^- ⇔ nio (oh) + h₂QUALQUER

Nio (oh) + composto orgânico → ni (oh) 2 + produto

O composto orgânico pode ser, por exemplo, produto de glicose e glicolactona.

A eletrocatálise das reações de oxidação de pequenas moléculas tem aplicação em células de combustível, eletroanálise, eletro -rentese e eletrodegradação.

Carros elétricos com célula de combustível em uma estação azeda de hidrogênio. Autor: Bex. Fonte: Trabalho próprio. Fonte: Wikipedia Commons.

Em vários usos

Suas propriedades eletrocatalíticas chamaram a atenção para uso em fotocatálise, eletrocrômica, adsorvente e precursores de precursores de nanoestrutura.

Além disso, tem um uso potencial como pigmento devido à sua alta refletância.

Riscos

Se você esquenta sua decomposição emite gases tóxicos. Exposição ao Ni (OH)₂ apresenta uma série de riscos. Se for inspirado, é irritante para a membrana mucosa do trato respiratório superior, pode produzir asma e pode gerar fibrose pulmonar.

Se você entrar em contato com seus olhos, irrite a membrana conjuntiva. Na pele, causa consciência, ardor ou coceira e eritema, causando dermatite grave e alergias cutâneas.

Também pode afetar os rins, o trato gastrointestinal, o sistema neurológico e pode causar danos cardiovasculares. Pode causar danos ao feto de mulheres grávidas.

O ni (oh)₂ É carcinogênio. Tem sido associado ao risco de desenvolvimento de câncer nasal e pulmões. Mortes de trabalhadores do câncer foram relatados em fábricas de bateria de níquel-cádmio.

Foi classificado como muito tóxico para a vida aquática, com efeitos prejudiciais a longo prazo.

Com relação às plantas, há alguma contradição, porque, embora o níquel seja tóxico para a vida planta, também é um micronutriente essencial para seu desenvolvimento. É necessário em quantidades extremamente pequenas para o crescimento ideal da planta.

Referências

1. Algodão, f. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química inorgânica avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
2. Andrade, t.M. et al. (2018). Efeito de agentes precipitantes nas características estruturais, morfológicas e colorimétricas das partículas de hidróxido de níquel. Comunicações científicas de colóide e interface. 23 (2019) 6-13. Recuperado de cientedirect.com.
3. Haoran Wang e Changjiang Song. (2019). Estrutura eletrônica e fonon de hidróxido de níquel: estudo de cálculo de primeiros princípios. EUR. Phys. J. B (2019) 92:37. Link recuperado.Springer.com.
4. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Hydroxyde de níquel. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov.
5. Canevari, t.C. (2014). Síntese e caracterização de partículas de hidróxido alfa-níquel (II) na matriz orgânica-inorgânica e sua aplicação em um sensor sensível electocímico para determinação de vitamina D. Lei Electrochimica 147 (2014) 688-695. Recuperado de cientedirect.com.
6. Miao, e. et al. (2014). Eletrocatálise e eletroanálise de níquel, óxidos de DSTs, hidróxidos e oxi -hidróxidos em direção a pequenas moléculas. Biossensores e bioeletrônica. 53 (2014) 428-439. Recuperado de cientedirect.com.