NICKELCHLORID (NICL2): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, HERSTELLUNG, VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Nickelchlorid oder Nickelchlorid (II) ist eine anorganische Verbindung, die aus den Elementen Nickel (Ni) und Chlor (Cl) besteht. Seine chemische Formel lautet NiCl ₂ . Es ist ein goldgelber Feststoff, wenn er wasserfrei (ohne Wasser in seiner Struktur) und grün in seiner hydratisierten Form ist.

Wasserfreies NiCl ₂ ist ein hygroskopischer Feststoff, nimmt Wasser leicht auf und ist darin sehr gut löslich, wobei grüne Lösungen entstehen. Seine wässrigen Lösungen sind sauer. Hydratisiertes NiCl ₂ hat eine Affinität zu NH ₃ -Ammoniak, dh es absorbiert es aufgrund der Tendenz des Nickelions (Ni ²⁺ ), an Ammoniak zu binden, leicht . Aus diesem Grund wird es in Sicherheitsmasken verwendet, um in Umgebungen mit giftigem NH ₃ frei zu atmen .

Nickel (II) chlorid wasserfreies NiCl ₂ . Verfasser: Softyx. Quelle: Wikimedia Commons.

Nickelchlorid wird häufig in Verfahren zur Herstellung von Nickelbeschichtungen oder Beschichtungen auf anderen Metallen verwendet, um diese vor Korrosion und anderen Beschädigungen zu schützen.

Es wird als Katalysator oder Beschleuniger für Reaktionen zwischen organischen Verbindungen verwendet. Auch zur Herstellung von Katalysatoren anderer Nickelverbindungen. Es wurde kürzlich an einigen Batterien getestet, um die Batterieleistung zu verbessern.

NiCl ₂ ist jedoch eine sehr giftige Verbindung, die Menschen und Tiere schädigen kann. Es ist eine krebserzeugende und mutagene Substanz. Es sollte niemals in die Umwelt entsorgt werden.

Struktur

Nickel (II) chlorid NiCl ₂ ist eine ionische Verbindung. Es besteht aus dem Nickelion (Ni ²⁺ ) (mit Oxidationsstufe +2) und zwei Chloridionen (Cl ^- ) mit -1 Valenz.

Nickel (II) chlorid. Verfasser: Marilú Stea.

Nomenklatur

• Nickel (II) chlorid
• Nickelchlorid
• Nickeldichlorid
• Nickelchloridhexahydrat NiCl _{2 ·} 6H ₂ O.

Eigenschaften

Körperlicher Status

Goldgelber oder grüner kristalliner Feststoff.

Molekulargewicht

129,6 g / mol

Sublimationspunkt

Wasserfreies NiCl _{2 geht} nach Erreichen von 973 ° C vom festen Zustand direkt in den gasförmigen Zustand über.

Dreifacher Punkt

Wasserfreies NiCl ₂ bei einer Temperatur von 1009 ° C liegt gleichzeitig in seinen drei Zuständen vor: fest, flüssig und gasförmig.

Dichte

3,51 g / cm ³

Löslichkeit

In Wasser löslich: 64,2 g / 100 ml Wasser bei 20 ° C; 87,6 g / 100 ml bei 100 ° C. Löslich in Ethanol (CH ₃ -CH ₂ -OH) und in Ammoniumhydroxid (NH ₄ OH). Unlöslich in Ammoniak NH ₃ .

pH

Seine wässrigen Lösungen sind sauer mit einem pH-Wert um 4.

Chemische Eigenschaften

Es ist ein Feststoff mit zerfließenden Eigenschaften, dh es nimmt leicht Wasser aus der Umwelt auf. Wasserfreies NiCl ₂ (ohne Wasser) ist goldgelb. Die Hexahydratform (mit 6 Wassermolekülen) NiCl _{2 ·} 6H ₂ O ist grün gefärbt.

Nickelchloridhexahydrat NiCl _{2 ·} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / Public Domain. Quelle: Wikimedia Commons.

Wasserfreies NiCl ₂ in Abwesenheit von Luft sublimiert leicht.

NiCl ₂ ist in Wasser sehr gut löslich. In wässriger Lösung trennt es sich in seine Ni ^{2+ -} und Cl ^- -Ionen . Wässrige Lösungen sind sauer. In Lösung verbindet das Nickelion 6 Moleküle Wasser H ₂ O und bildet das Hexaaquonickelion ²⁺ , das grün ist.

Wenn der pH-Wert dieser wässrigen Lösungen durch Zugabe von beispielsweise Natriumhydroxid (NaOH) erhöht wird, entsteht das Nickelhydroxid Ni (OH) _2, das aus dem Wasser ausfällt oder sich abscheidet und ein voluminöses grünes Gel bildet.

Wichtige Eigenschaft des Hexaacu-Ions

Wässrige NiCl ₂ -Lösungen können Ammoniak (NH ₃ ) schnell absorbieren . Dies liegt daran, dass NH ₃ leicht an das Hexaaquonickelion ²⁺ bindet und Wassermoleküle verdrängt und Spezies wie ²⁺ oder sogar ^{2+ bildet} .

Erhalten

Nickel (II) -chlorid kann ausgehend von Nickel (Ni) -Pulver oder Nickeloxid (NiO) erhalten werden.

Nickel kann chloriert werden, indem Chlorgas (Cl ₂ ) über das Pulver geleitet wird.

Ni + Cl ₂ → NiCl ₂

Sie können NiO auch mit Salzsäure-HCl reagieren und dann die Lösung verdampfen.

NiO + 2 HCl → NiCl ₂ + H ₂ O.

Anwendungen

Zum Plattieren von Metallen mit Nickel

Nickelchlorid wird in Lösungen verwendet, die es ermöglichen, metallisches Nickel auf anderen Metallen galvanisch abzuscheiden. Beim Galvanisieren wird elektrischer Strom verwendet, um eine Schicht des Metalls übereinander abzuscheiden.

Dekorative Metalloberflächen werden hergestellt, wobei Nickel (Ni) die Zwischenschicht ist, bevor das Stück mit Chrommetall (Cr) beschichtet wird. Es eignet sich auch für Beschichtungen in technischen Anwendungen.

Die glänzenden Teile einiger Motorräder werden durch NiCl ₂ -Behandlung mit metallischem Nickel vorbeschichtet und anschließend mit Chrommetall beschichtet . Verfasser: Hans Braxmeier. Quelle: Pixabay.

Nickelbeschichtungen werden auf Zink, Stahl, Zinn-Nickel-Legierungen und andere Metalle aufgebracht, um sie vor Korrosion und Erosion oder abrasivem Verschleiß zu schützen.

In Analyselabors

NiCl ₂ ist Teil von Lösungen zur Herstellung von Krebsgewebeproben, die von auf Krebs spezialisierten medizinischen Pathologen unter dem Mikroskop betrachtet werden sollen.

In organischen chemischen Reaktionen

Nickelchlorid wirkt als Katalysator oder Beschleuniger für viele Reaktionen zwischen organischen Verbindungen. Beispielsweise ermöglicht es die Vereinigung von Ringen wie Phospholen, die in Gegenwart von NiCl ₂ dimerisieren (zwei Phosphole verbinden sich) .

Es dient auch als Katalysator bei der Herstellung von CCl ₄ -Kohlenstoff-Tetrachlorid und Diarylamin.

NiCl ₂ dient als Katalysator bei Reaktionen der organischen Chemie. Autor: WikimediaImages. Quelle: Pixabay.

Im Arbeitsschutz

Aufgrund seiner hohen Affinität zu Ammoniak (NH ₃ ) wird NiCl ₂ in Arbeitsschutzmasken eingesetzt. Ammoniak ist ein giftiges Gas. Das Nickelchlorid wird in die Filter gegeben, durch die die Luft, die die Person einatmet, strömt.

Auf diese Weise strömt die Luft mit NH ₃ durch den Filter, das Ammoniak wird vom NiCl _{2 eingeschlossen} und die Person, die die Maske trägt, atmet nur reine Luft ein.

NiCl ₂ wird in Gasmasken verwendet, um Menschen vor NH ₃ -Ammoniakgas zu schützen . Verfasser: Michael Schwarzenberger. Quelle: Pixabay.

In thermischen Batterien

NiCl ₂ ist ein vielversprechendes Material für den Einsatz in Thermobatterien. In Tests mit Lithium-Bor-Batterien, bei denen die Kathode NiCl _{2 ist,} zeigen sie eine hervorragende Leistung.

Thermobatterie. Das NiCl ₂ in diesen Batterien sorgt für eine bessere Leistung. Thomas M. Crowley, Leiter der Abteilung Munitionszündung, Abteilung Zünder, Rüstungsforschungs-, Entwicklungs- und Entwicklungszentrum der US-Armee (ARDEC), Picatinny Arsenal, NJ / gemeinfrei. Quelle: Wikimedia Commons.

In Natriummetallhalogenidbatterien

Forscher haben gezeigt, dass das Nickelchlorid in Natriummetallhalogenidbatterien den Betrieb bei viel niedrigeren Temperaturen als bei anderen Halogeniden ermöglicht. Metallhalogenide sind Salze von Halogenen wie Chlor, Brom und Jod mit Metallen.

Dieser Batterietyp ist sehr nützlich, um elektrische Energie stationär zu speichern, ist jedoch aufgrund der hohen Betriebstemperaturen und der geringen Verwendung normalerweise problematisch.

NiCl ₂ kann dazu beitragen, die Betriebstemperatur von Natriummetallhalogenidbatterien zu senken. Autor: Clker-Free-Vector-Images. Pixabay.

Mit NiCl _{2 können} Sie das Problem der hohen Temperaturen in diesen Batterien lösen.

In verschiedenen Anwendungen

Nickelchlorid NiCl ₂ ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Nickelkatalysatoren. Es dient auch dazu, andere Verbindungen wie komplexe Nickelsalze zu erhalten.

Nicht mehr verwendet

Aufgrund seiner Toxizität gegenüber den meisten Mikroorganismen kann NiCl ₂ als Fungizid wirken und wurde früher zur Beseitigung von Schimmelpilzen verwendet, die bestimmte Pflanzen angreifen.

Diese Verwendung wurde jedoch aufgrund der Gefahr für die Personen, die sie verwenden, und für die Umwelt eingestellt.

Risiken

Nickel (II) chlorid oder Nickelchlorid NiCl ₂ ist eine sehr toxische Verbindung. Es ist nicht brennbar, erzeugt jedoch gefährliche Gase, wenn es Hitze oder Feuer ausgesetzt wird.

Die Exposition des Menschen gegenüber Nickel (II) -chlorid kann schwere Dermatitis, Hautallergien, Atemwegsallergien verursachen und die Lunge, die Nieren, den Magen-Darm-Trakt und das Nervensystem beeinträchtigen.

Es ist auch bekannt für seine krebserzeugenden und mutagenen Wirkungen (die Veränderungen in den Genen von Zellen verursachen).

Auswirkungen auf Tiere und Wasserorganismen

Es ist sehr giftig für Land- und Wassertiere, mit Auswirkungen, die über die Zeit anhalten. In geringen Konzentrationen kann es tödlich sein.

Einige Forscher fanden zum Beispiel heraus, dass Forellen, die in Wasser gelöstem NiCl ₂ ausgesetzt sind, unter oxidativen Schäden und verschiedenen Pathologien in ihrem Gehirngewebe leiden.

Forellen können durch NiCl ₂ -Kontamination des Wassers, in dem sie leben , schwer beschädigt werden . Verfasser: Holger Grybsch. Quelle: Pixabay.

NiCl ₂ darf niemals in die Umwelt gelangen.

Verweise

1. US National Library of Medicine. (2019). Nickelchlorid. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
2. Espinoza, LA (2006). Handbuch der Immunhistochemie und In-situ-Hybridisierung menschlicher Karzinome. Band 4. Gegenfärbung und Visualisierung. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
3. Taylor, SR (2001). Beschichtungen für den Korrosionsschutz: Metallisch. Nickelbeschichtungen. In der Encyclopedia of Materials: Wissenschaft und Technologie. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
4. Quin, LD (1996). Fünfgliedrige Ringe mit einem Heteroatom und kondensierten carbocyclischen Derivaten. Thermische Dimerisierung von Phospholen. In der umfassenden heterocyclischen Chemie II. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
5. Topal, A. et al. (2015). Neurotoxische Wirkungen auf Nickelchlorid im Gehirn von Regenbogenforellen: Bewertung der c-Fos-Aktivität, der antioxidativen Reaktionen, der Acetylcholinesterase-Aktivität und der histopathologischen Veränderungen. Fish Physiol Biochem 41, 625 & ndash; 634 (2015). Von link.springer.com wiederhergestellt.
6. Liu, W. et al. (2017). Herstellung und Leistung von NiCl ₂ als Kathodenmaterial für Thermobatterien bei variabler Temperatur . Sci. China Mater. 60, 251 & ndash; 257 (2017). Von link.springer.com wiederhergestellt.
7. Li, G. et al. (2016). Hochentwickelte Natrium-Nickel-Chlorid-Batterien mit mittlerer Temperatur und extrem hoher Energiedichte. Nature Communications 7, Artikelnummer: 10683 (2016). Von nature.com wiederhergestellt.
8. Cotton, F. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene Anorganische Chemie. Vierte Edition. John Wiley & Sons.
9. Lide, DR (Herausgeber) (2003). CRC Handbuch für Chemie und Physik. 85 ^th CRC Press.