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]
_reactions.JPG)
Властивості ред.
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 ред.
Дія концентрованих лугів на розчин солей двовалентного нікелю:
Фізичні властивості ред.
Гідроксид нікелю - утворює світло-зелені кристали тригональної сингонії,просторова група P 3m1, параметры ячейки a = 0,3117 нм, c = 0,4595 нм, Z = 1.
Хімічні властивості ред.
Реакції ред.
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 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.[4]
Синтез ред.
Синтез тягне за собою обробку водних розчинів солей нікелю(II) гідроксидом калію.[8]
Токсичність ред.
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 ред.
- Нікель-кадмієвий акумулятор
- Нікелева воднева батарея
- Нікелевий метал гідридний акумулятор
- Нікелевий акумулятор
Посилання ред.
- ↑ а б 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.
- ↑ 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.
- ↑ а б 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.
- ↑ а б 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.
- ↑ Marcopoulos, T.; Economou, M. (1980). Theophrastite, Ni(OH)2, a new mineral from northern Greece (PDF). American Mineralogist. 66: 1020—1021. Архів оригіналу (PDF) за 1 листопада 2018. Процитовано 12 листопада 2019.
- ↑ Livingston, A.; Bish, D. L. (1982). On the new mineral theophrastite, a nickel hydroxide, from Unst, Shetland, Scotland (PDF). Mineralogical Magazine. 46 (338): 1. doi:10.1180/minmag.1982.046.338.01. Архів оригіналу (PDF) за 1 листопада 2018. Процитовано 12 листопада 2019.
- ↑ Ovshinsky, S.R.; Fetcenko, M.A.; Ross, J. (1993). A nickel metal hydride battery for electric vehicles. Science. 260 (5105): 176—181. doi:10.1126/science.260.5105.176. PMID 17807176.
- ↑ Glemser, O. (1963) «Nickel(II) Hydroxide» in ""Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd ed. G. Brauer (ed.), Academic Press, NY. Vol. 1. p. 1549.