Химические свойства оксида никеля 4. Химия никеля. "никеля оксиды" в книгах

74,69 г/моль Плотность α-NiO 6,67 г/см³
β-NiO 7,45 Термические свойства Т. плав. 1682 °C Т. разл. 1230 °C Мол. теплоёмк. 44,3 Дж/(моль·К) Энтальпия образования -239,7 кДж/моль Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа) , если не указано иного.

Физические свойства

Оксид никеля(II) - кристаллическое вещество, в зависимости от способа получения и термической обработки имеет цвет от светло- до тёмно-зелёного или чёрного. Имеет две кристаллические модификации:

Получение

В природе оксид никеля встречается в виде минерала бунзенита - октаэдрические кристаллы, цвет от тёмно-зелёного до буровато-чёрного в зависимости от примесей. Химический состав нестехиометрический NiO x , где x = ~1 с примесями Bi, Co, As. Очень редок, встречается в Иогангеоргенштадте, в Саксонии.

Оксид никеля можно синтезировать непосредственно из элементов окислением Ni при нагревании на воздухе или в кислороде:

$\mathsf{2Ni + O_2\ \xrightarrow{500-1000^oC}\ 2NiO}$

Оксид никеля(II) может быть получен термическим разложением в гидроксида никеля(II) или некоторых солей двухвалентного никеля (карбоната , нитрата и др.) :

$\mathsf{Ni(OH)_2\ \xrightarrow{230-250^oC}\ NiO+H_2O}$ $\mathsf{NiCO_3\ \xrightarrow{>300^oC}\ NiO+CO_2}$

Химические свойства

Термически оксид никеля очень устойчив. Только при температурах выше 1230 °C становится заметна его обратимая диссоциация:

$\mathsf{2NiO\ \rightleftarrows\ 2Ni + O_2}$

Проявляет амфотерные свойства (основные преобладают), в воде практически не растворим:

$\mathsf{NiO + 7H_2O\ \rightleftarrows\ ^{2+} + 2OH^-}$ p ПР = 15,77

Реагирует с кислотами:

$\mathsf{NiO + 2HCl\ \xrightarrow\ NiCl_2 + H_2O}$

При спекании взаимодействует с щелочами и оксидами типичных металлов:

$\mathsf{NiO + 2NaOH\ \xrightarrow{400^\circ C}\ Na_2NiO_2 + H_2O}$ $\mathsf{NiO + BaO\ \xrightarrow{1200^\circ C}\ BaNiO_2}$

С концентрированным раствором аммиака образует амминокомплексы:

$\mathsf{NiO + 6(NH_3\cdot H_2O)\ \xrightarrow{T}\ OH + 5H_2O}$

Восстанавливается водородом или другими восстановителями (С, Mg, Al) до металла:

$\mathsf{NiO + H_2\ \xrightarrow{200-400^\circ C}\ Ni + H_2O}$

При сплавлении с кислотными оксидами образует соли:

$\mathsf{2NiO + SiO_2\ \xrightarrow{1200^\circ C}\ Ni_2SiO_4}$

Применение

Основное применение оксида никеля - промежуточный продукт при получении солей никеля(II), никельсодержащих катализаторов и ферритов. Используется NiO как зелёный пигмент для стекла, глазурей и керамики. Объём производства оксида никеля около 4000 тонн/год .

Безопасность

Как и все соединения никеля его оксид тоже ядовитый. ПДК в воздухе для рабочей зоны 0,005 мг/м³ (в пересчёте на Ni).

Напишите отзыв о статье "Оксид никеля(II)"

Примечания

Литература

Химическая энциклопедия: В 5 т.: т. 3: Редколегия: Кнунянц И. Л. и др.-М., Большая Российская энциклопедия, 1992, 639 с.
Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л., Химические свойства неорганических веществ, М., Химия, 2000.
Рипан Р., Четяну И., Неорганическая химия, т.2 Химия металлов, М., Мир, 1972.

Отрывок, характеризующий Оксид никеля(II)

– Може он, а може, и так, – проговорил гусар, – дело ночное. Ну! шали! – крикнул он на свою лошадь, шевелившуюся под ним.
Лошадь Ростова тоже торопилась, била ногой по мерзлой земле, прислушиваясь к звукам и приглядываясь к огням. Крики голосов всё усиливались и усиливались и слились в общий гул, который могла произвести только несколько тысячная армия. Огни больше и больше распространялись, вероятно, по линии французского лагеря. Ростову уже не хотелось спать. Веселые, торжествующие крики в неприятельской армии возбудительно действовали на него: Vive l"empereur, l"empereur! [Да здравствует император, император!] уже ясно слышалось теперь Ростову.
– А недалеко, – должно быть, за ручьем? – сказал он стоявшему подле него гусару.
Гусар только вздохнул, ничего не отвечая, и прокашлялся сердито. По линии гусар послышался топот ехавшего рысью конного, и из ночного тумана вдруг выросла, представляясь громадным слоном, фигура гусарского унтер офицера.
– Ваше благородие, генералы! – сказал унтер офицер, подъезжая к Ростову.
Ростов, продолжая оглядываться на огни и крики, поехал с унтер офицером навстречу нескольким верховым, ехавшим по линии. Один был на белой лошади. Князь Багратион с князем Долгоруковым и адъютантами выехали посмотреть на странное явление огней и криков в неприятельской армии. Ростов, подъехав к Багратиону, рапортовал ему и присоединился к адъютантам, прислушиваясь к тому, что говорили генералы.
– Поверьте, – говорил князь Долгоруков, обращаясь к Багратиону, – что это больше ничего как хитрость: он отступил и в арьергарде велел зажечь огни и шуметь, чтобы обмануть нас.
– Едва ли, – сказал Багратион, – с вечера я их видел на том бугре; коли ушли, так и оттуда снялись. Г. офицер, – обратился князь Багратион к Ростову, – стоят там еще его фланкёры?
– С вечера стояли, а теперь не могу знать, ваше сиятельство. Прикажите, я съезжу с гусарами, – сказал Ростов.
Багратион остановился и, не отвечая, в тумане старался разглядеть лицо Ростова.
– А что ж, посмотрите, – сказал он, помолчав немного.
– Слушаю с.
Ростов дал шпоры лошади, окликнул унтер офицера Федченку и еще двух гусар, приказал им ехать за собою и рысью поехал под гору по направлению к продолжавшимся крикам. Ростову и жутко и весело было ехать одному с тремя гусарами туда, в эту таинственную и опасную туманную даль, где никто не был прежде его. Багратион закричал ему с горы, чтобы он не ездил дальше ручья, но Ростов сделал вид, как будто не слыхал его слов, и, не останавливаясь, ехал дальше и дальше, беспрестанно обманываясь, принимая кусты за деревья и рытвины за людей и беспрестанно объясняя свои обманы. Спустившись рысью под гору, он уже не видал ни наших, ни неприятельских огней, но громче, яснее слышал крики французов. В лощине он увидал перед собой что то вроде реки, но когда он доехал до нее, он узнал проезженную дорогу. Выехав на дорогу, он придержал лошадь в нерешительности: ехать по ней, или пересечь ее и ехать по черному полю в гору. Ехать по светлевшей в тумане дороге было безопаснее, потому что скорее можно было рассмотреть людей. «Пошел за мной», проговорил он, пересек дорогу и стал подниматься галопом на гору, к тому месту, где с вечера стоял французский пикет.
– Ваше благородие, вот он! – проговорил сзади один из гусар.
И не успел еще Ростов разглядеть что то, вдруг зачерневшееся в тумане, как блеснул огонек, щелкнул выстрел, и пуля, как будто жалуясь на что то, зажужжала высоко в тумане и вылетела из слуха. Другое ружье не выстрелило, но блеснул огонек на полке. Ростов повернул лошадь и галопом поехал назад. Еще раздались в разных промежутках четыре выстрела, и на разные тоны запели пули где то в тумане. Ростов придержал лошадь, повеселевшую так же, как он, от выстрелов, и поехал шагом. «Ну ка еще, ну ка еще!» говорил в его душе какой то веселый голос. Но выстрелов больше не было.
Только подъезжая к Багратиону, Ростов опять пустил свою лошадь в галоп и, держа руку у козырька, подъехал к нему.
Долгоруков всё настаивал на своем мнении, что французы отступили и только для того, чтобы обмануть нас, разложили огни.
– Что же это доказывает? – говорил он в то время, как Ростов подъехал к ним. – Они могли отступить и оставить пикеты.
– Видно, еще не все ушли, князь, – сказал Багратион. – До завтрашнего утра, завтра всё узнаем.
– На горе пикет, ваше сиятельство, всё там же, где был с вечера, – доложил Ростов, нагибаясь вперед, держа руку у козырька и не в силах удержать улыбку веселья, вызванного в нем его поездкой и, главное, звуками пуль.
– Хорошо, хорошо, – сказал Багратион, – благодарю вас, г. офицер.
– Ваше сиятельство, – сказал Ростов, – позвольте вас просить.
– Что такое?
– Завтра эскадрон наш назначен в резервы; позвольте вас просить прикомандировать меня к 1 му эскадрону.
– Как фамилия?
– Граф Ростов.
– А, хорошо. Оставайся при мне ординарцем.
– Ильи Андреича сын? – сказал Долгоруков.
Но Ростов не отвечал ему.

Оксид никеля(II)

Оксид никеля(II) - неорганическое бинарное соединение двухвалентного никеля с кислородом. Химическая формула NiO. Встречается в природе в виде редкого минерала бунзенита.

Получение

В природе оксид никеля встречается в виде минерала бунзенита -- октаэдрические кристаллы, цвет от тёмно-зелёного до буровато-чёрного в зависимости от примесей. Химический состав нестехиометрический NiOx, где x = ~1 с примесями Bi, Co, As. Очень редок, встречается в Иогангеоргенштадте, в Саксонии.

Физические свойства

Оксид никеля(II) -- кристаллическое вещество, в зависимости от способа получения и термической обработки имеет цвет от светло- до тёмно-зелёного или чёрного. кобальт никель химический водород

Состояние твёрдое

Молярная масса74,69 г/моль

Плотностьб-NiO 6,67 г/смі

Термические свойства

Температура плавления1682 °C

Температура разложения1230 °C

Молярная теплоёмкость (ст. усл.)44,3 Дж/(моль·К)

Энтальпия образования (ст. усл.)-239,7 кДж

Химические свойства

Проявляет амфотерные свойства (основные преобладают), в воде практически не растворим:

Реагирует с кислотами:

При спекании взаимодействует с щелочами и оксидами типичных металлов:

С концентрированным раствором аммиака образует амминокомплексы:

Восстанавливается водородом или другими восстановителями (С, Mg, Al) до металла:

При сплавлении с кислотными оксидами образует соли

Применение

Основное применение оксида никеля -- промежуточный продукт при получении солей никеля(II), никельсодержащих катализаторов и ферритов. Используется NiO как зелёный пигмент для стекла, глазурей и керамики. Объём производства оксида никеля около 4000 тонн/год. Как и все соединения никеля его оксид тоже ядовитый. ПДК в воздухе для рабочей зоны 0,005 мг/мі (в пересчёте на Ni).

представляет собой кристаллический однородный, не растворимый в воде порошок, в зависимости от способа получения и термической обработки имеет цвет от светло- до темно-зеленного или черного. Является неорганическим бинарным соединением двухвалентного никеля с кислородом, обладает слабоосновными свойствами. Растворяется в кислотах. Восстанавливается водородом при нагревании. Термически очень устойчив.
Встречается в природе в виде редкого минерала бунзенита.
Имеет две кристаллические модификации: α-NiO (тригональная сингония) и β-NiO (кубическая сингония).
Плотность: α-NiO - 6,67 г/см³, β-NiO - 7,45 г/см³. Температура плавления 1682° C, температура разложения 1230° C.

Химическая формула: NiO.

Производство оксида никеля основано на шахтной плавке окисленной никелевой руды с предварительной сушкой руды с 23-27% содержания влаги до 14-15%. Также его получают прокаливанием нитрата, карбоната, сульфата никеля(II) или оксидов Ni 2 О 3 , Ni 3 О 4 , NiО 2 .

Основное применение оксида никеля - промежуточный продукт при получении солей никеля(II), никельсодержащих катализаторов и ферритов.
Он применяется в комбинациях с оксидами других металлов (лития, магния, марганца, титана и др.) в производстве полупроводников, имеющих очень высокие температурные коэффициенты сопротивления.
Используется при производстве эмалированных изделий, как зеленый пигмент для стекла, глазурей и керамики.

Физико-химические показатели оксида никеля ГОСТ 17607-72:

Требование безопасности.
Пыль закиси никеля обладает канцерогенным действием, оказывает влияние на кроветворение, углеводный обмен; класс опасности 1; предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны производственных помещений (в пересчете на никель) 0,05 мг/м³.
Оксид никеля обезвреживанию и уничтожению не подлежит. Просыпавшийся продукт после сухой и последующей влажной уборки утилизируют в технологических процессах производства никеля.
Закись никеля при нормальных условиях не горюча, пожаро- и взрывобезопасна, в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ токсичные соединения не образует.
Работающие с закисью никеля должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты. Для защиты органов дыхания должны применяться в зависимости от концентрации фильтрующие противоаэрозольные респираторы 2-й и 1-й степени защиты.
Производственные и лабораторные помещения, в которых проводятся работы с закисью никеля, должны быть оснащены приточно-вытяжной вентиляцией.

Упаковка, транспортировка и хранение.
Оксид никеля упаковывают в трех-пятислойные бумажные мешки, которые затем вкладывают в полиэтиленовые мешки или льно-джуто-кенафные с основой из вискозных нитей, а затем помещают в специализированные контейнеры. Допускается помещать мешки в металлические бочки или деревянные бочки вместимостью 50 дм³, или стальные барабаны вместимостью 25 дм³ при партии менее 3 т. Полиэтиленовые мешки запаивают, а бумажные льно-джуто-кенафные мешки зашивают. Масса брутто мешка не должна превышать 50 кг.
Оксид никеля транспортируют транспортом всех видов в соответствии с правилами перевозок (опасных) грузов, действующими на транспорте данного вида. Продукт, упакованный в специализированные контейнеры, транспортируют по железной дороге на открытом подвижном составе.
Закись никеля должна храниться в упакованном виде в сухом закрытом помещении склада изготовителя, потребителя.

Задолго до открытия никеля саксонские горняки знали минерал, который походил на медную руду и применялся в стекловарении для окраски стёкол в зелёный цвет. Все попытки получить из него медь оказались неудачными, в связи с чем он получил название "купферникель", что приблизительно означает "Медный дьявол" (ср. нем. Nickel - озорник). Этот минерал (красный никелевый колчедан NiAs) в 1751 г. исследовал шведский минералог и химик Кронштедт. Ему удалось получить зелёный оксид и путём восстановления последнего - новый металл, названный никелем.

Нахождение в природе, получение:

Никель довольно распространён в природе - его содержание в земной коре составляет 0,01 %(масс.). В железных метеоритах (до 8 %). В растениях в среднем 5*10 -5 весовых процентов, в морских животных - 1,6*10 -4 , в наземных - 1*10 -6 , в человеческом организме - 1…2*10 -6
Основную массу никеля получают из гарниерита и магнитного колчедана несколькими способами:
1. Силикатную руду восстанавливают угольной пылью во вращающихся трубчатых печах до железо-никелевых окатышей (5-8% Ni), которые затем очищают от серы, прокаливают и обрабатывают раствором аммиака. После подкисления раствора из него электролитически получают металл.
2. Карбонильный способ (метод Монда). Вначале из сульфидной руды получают медно-никелевый штейн, над которым пропускают СО под высоким давлением. Образуется легколетучий тетракарбонилникель , термическим разложением, которого выделяют особо чистый металл.
3. Алюминотермический способ. Восстановления никеля из оксидной руды алюминием: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al 2 O 3 .

Физические свойства:

Металлический никель имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, очень твёрд, вязкий и ковкий, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность простого вещества при н.у. 8,902 г/см 3 , Тпл.=1726К, Ткип.=3005К.

Химические свойства:

При обычных температурах никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью - устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Реагирует с азотной кислотой, образуя нитрат никеля(II) Ni(NO 3) 2 и соответствующий оксид азота.
При нагревании никель взоимодействует со многими неметаллами: галогенами, серой, фосфором, углеродом. С кислородом воздуха при 800°С никель образует оксид NiO.
Никель способен поглощать большие объемы водорода, причем в результате образуются твердые растворы водорода в никеле.
С оксидом углерода(II) никель легко образует летучий и весьма ядовитый карбонил Ni(CO) 4 .

Важнейшие соединения:

В соединениях кобальт проявляет степень окисления +3, +2, 0.
Оксид никеля(II), NiO - твердое вещество от светло- до тёмно-зелёного или чёрного цвета. Преобладают основные свойства, водородом и другими восстановителями восстанавливается до металла.
Гидроксид никеля(II), Ni(OH) 2 - зеленого цвета, мало растворим в воде, и щелочах, хорошо во многих кислотах, преобладают основные свойства. При нагревании разлагается, образуя NiO.
Соли никеля(II) - обычно получают взаимодействием NiO или Ni(OH) 2 с различными кислотами. Растворимые в воде соли никеля обычно образуют кристаллогидраты, например, NiSO 4 *7Н 2 О, Ni(NO 3) 2 *6Н 2 О. К числу нерастворимых соединений никеля относятся фосфат Ni 3 (PO 4) 2 и силикат Ni 2 SiO 4 . Кристаллогидраты и растворы окрашены обычно в зелёный цвет, а безводные соли - жёлтые или коричнево-жёлтые.
Комплексные соединения никеля(II) весьма многочислены (к.ч.=6). Их образованием объясняется например растворение оксида никеля в растворе аммиака. Диметилглиоксимат никеля Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2 , дающий чёткую красную окраску в кислой среде, используется как качественная реакция на ионы никеля (II).
Соединения никеля(III) - менее характерны. Известен, напиример оксид Ni 2 O 3 *H 2 O , вещество чёрного цвета, получается при окислении гидроксида никеля(II) в щелочной среде гипохлоритом или галогенами:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 *H 2 O + 2NaBr + H 2 O
Сильный окислитель.
Существуют также комплексные соединения никеля(III) , например, K 3 .
Карбонил никеля, Ni(CO) 4 . Диамагнитная бесцветная жидкость, очень летучая и токсичная. Затвердевает при -23°С, при нагревании до 180-200°С разлагается на металлический никель и оксид углерода(II). Ni(CO) 4 мало растворим в воде, хорошо в органических растворителях, не реагирует с разбавленными кислотами и щелочами.

Применение:

Никель является компонентом многих сплавов - жаропрочных, сплавов сопротивления (нихром: 60% Ni + 40% Cr), ювелирных (белое золото, мельхиор), монетных.
Никель используется также для никелирования - создания корозионностойкого покрытия на поверхности другого металла. Еще используют также для производства аккумуляторов, обмотки струн музыкальных инструментов...
Никель относится к числу микроэлементов, необходимых для нормального развития живых организмов. Известно, что он принимает участие в ферментативных реакциях у животных и растений.
Никель может служить причиной аллергии (контактного дерматита) на металлы, контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В Евросоюзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.

Рудагина Ольга
ХФ ТюмГУ, 581гр., 2011 г.

Источники: Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ni и др.,
Популярная библиотека химических элементов. Никель. http://n-t.ru/ri/ps/pb028.htm
Сайт кафедры общей и неорганической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Таблица Д.И. Менделеева: Никель