ניקל כלוריד (NICL2): מבנה, תכונות, ייצור, שימושים - כִּימִיָה - 2025

כלוריד ניקל כלוריד או ניקל (II) הוא תרכובת אורגנית המורכבת של ניקל אלמנטים (Ni) וכלור (Cl). הנוסחה הכימית שלה היא NiCl ₂ . זהו מוצק צהוב מוזהב כשהוא חסר מים (ללא מים במבנהו) וירוק בצורתו הידרלית.

NiCl ₂ נטול מים הוא מוצק היגרוסקופי, הוא סופג מים בקלות, ומסיס בהם מאוד, ויוצר פתרונות ירוקים. הפתרונות שלה מימיים הם חומציים. ל- NiCl ₂ לחות יש זיקה לאמוניה NH ₃ , כלומר, הוא סופג אותו בקלות בגלל נטייתו של יון הניקל (Ni ²⁺ ) להיקשר לאמוניה. מסיבה זו משתמשים במסיכות בטיחות לנשימה בחופשיות בסביבות בהן קיים NH ₃ , שהוא רעיל.

ניקל (II) נטול מים כלוריד NiCl ₂ . מחבר: Softyx. מקור: Wikimedia Commons.

ניקל כלוריד נמצא בשימוש נרחב בתהליכים לייצור ציפויים או ציפויים ניקל על מתכות אחרות, כדי להגן עליהם מפני קורוזיה ונזקים אחרים.

הוא משמש כזרז או כמאיץ של תגובות בין תרכובות אורגניות. כמו כן להכנת זרזים של תרכובות ניקל אחרות. זה לאחרונה נבדק על כמה סוללות כדי לשפר את ביצועי הסוללה.

עם זאת, NiCl ₂ הוא תרכובת רעילה מאוד שעלולה לפגוע בבני אדם ובעלי חיים. זהו חומר מסרטן ומוטגן. אסור לזרוק אותו לעולם לסביבה.

מִבְנֶה

ניקל (II) כלוריד NiCl ₂ הוא תרכובת יונית. הוא נוצר על ידי יון הניקל (Ni ²⁺ ) (עם מצב חמצון +2) ושני יוני כלוריד (Cl ^- ) בעלי ערך -1.

ניקל (II) כלוריד. מחבר: מרילו סטאה.

מִנוּחַ

• ניקל (II) כלוריד
• ניקל כלוריד
• דיקלוריד ניקל
• ניקל כלוריד hexahydrate ניקל _{2 •} 6H ₂ O

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי צהוב או ירוק.

משקל מולקולרי

129.6 גרם / מול

נקודת סובלימציה

NiCl ₂ נטול מים _{, כשהוא} מגיע ל- 973 מעלות צלזיוס, עובר ממצב מוצק ישירות למצב הגזי.

נקודה משולשת

NiCl ₂ נטול מים בטמפרטורה של 1009 מעלות צלזיוס קיים במקביל בשלושת מצביו: מוצק, נוזלי וגזי.

צְפִיפוּת

3.51 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

מסיסים במים: 64.2 גרם / 100 מ"ל מים בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס; 87.6 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס. מסיסים באתנול (CH ₃ -CH ₂ -OH) וב אמוניום הידרוקסיד (NH ₄ OH). בלתי מסיס באמוניה NH ₃ .

pH

תמיסותיו המימיות הן חומציות, עם pH בסביבות 4.

תכונות כימיות

זהו מוצק בעל תכונות deliquescent, כלומר הוא סופג מים מהסביבה בקלות. NiCl ₂ נטול מים (ללא מים) הוא צהוב זהוב. צורת ההקסהידראט (עם 6 מולקולות מים) NiCl _{2 •} 6H ₂ O בצבע ירוק.

ניקל כלוריד hexahydrate ניקל _{2 •} 6H ₂ O. Benjah-bmm27 / רשות הרבים. מקור: Wikimedia Commons.

NiCl ₂ נטול מים בהיעדר סובלימציה של אוויר בקלות.

NiCl ₂ מסיס מאוד במים. בתמיסה מימית הוא מפריד לתוך שלה Ni ²⁺ ו Cl ^- יונים . תמיסות מימיות הן חומציות. בתמיסה, יון ניקל מצטרף 6 מולקולות של מים H ₂ O, להרכיב את יון hexaaquonickel ²⁺ , וזה ירוק.

אם רמת החומציות של תמיסות מימיות אלה מוגברת על ידי הוספת לדוגמא נתרן הידרוקסיד (NaOH), נוצר הניקל הידרוקסיד Ni (OH) _2, המשקע או נפרד מהמים ויוצר ג'ל ירוק נפח.

מאפיין חשוב של יון הקסאאקו

תמיסות NiCl ₂ מימיות יכולות לספוג אמוניה (NH ₃ ) במהירות. הסיבה לכך היא ש- NH ₃ נקשר בקלות ליון ה- Hexaaquonickel ²⁺ העקור מולקולות מים ויוצר מינים כמו ²⁺ או אפילו ²⁺ .

להשיג

ניתן להשיג ניקל (II) כלוריד החל מאבקת ניקל (Ni) או מתחמוצת ניקל (NiO).

ניקל ניתן לכלור על ידי העברת גז כלור (Cl ₂ ) מעל האבקה.

Ni + Cl ₂ → NiCl ₂

אתה יכול גם להגיב NiO עם חומצה הידרוכלורית HCl ואז לאדות את הפתרון.

NiO + 2 HCl → NiCl ₂ + H ₂ O

יישומים

לציפוי מתכות עם ניקל

ניקל כלוריד משמש בתמיסות המאפשרות להפיג אלקטרודות ניקל מתכתי על מתכות אחרות. אלקטרוליטי משתמש בזרם חשמלי כדי להפקיד שכבה אחת של המתכת על גבי השנייה.

גימורי מתכת דקורטיביים נעשים במקום בו ניקל (Ni) הוא שכבת הביניים לפני ציפוי היצירה במתכת כרום (Cr). זה מתאים גם לציפויים ביישומים הנדסיים.

החלקים המבריקים של חלק מהאופנועים מצופים מראש בניקל מתכתי בטיפול ב- NiCl ₂ ואז מצופים במתכת כרום. מחבר: הנס ברקסמייר. מקור: Pixabay.

ציפוי ניקל מוחל על אבץ, פלדה, סגסוגות פח-ניקל ומתכות אחרות כדי להגן עליהם מפני קורוזיה ושחיקה או שחיקה בשחיקה.

במעבדות ניתוח

NiCl ₂ הוא חלק מהפתרונות המשמשים להכנת דגימות רקמות סרטן אשר ניתן לראות תחת המיקרוסקופ על ידי פתולוגים רפואיים המתמחים בסרטן.

בתגובות כימיה אורגנית

ניקל כלוריד משמש כזרז או כמאיץ לתגובות רבות בין תרכובות אורגניות. לדוגמה, היא מאפשרת איחוד של טבעות כמו פוספולים, המתמזמזים (שני פוספולים מצטרפים) בנוכחות NiCl ₂ .

זה משמש גם כזרז בייצור של CCl ₄ טטרכלוריד פחמן ו Diarylamine.

NiCl ₂ משמש כזרז בתגובות כימיה אורגנית. מחבר: WikimediaImages. מקור: Pixabay.

בבטיחות תעשייתית

בשל הזיקה הגבוהה שלה לאמוניה (NH ₃ ), משתמשים ב- NiCl ₂ במסכות בטיחות תעשייתיות. אמוניה היא גז רעיל. הניקל כלוריד ממוקם בפילטרים דרכם עובר האוויר שהאדם שואף.

באופן זה האוויר עם NH ₃ עובר דרך המסנן, האמוניה נלכדת על ידי ה- NiCl ₂ , והאדם שלובש המסכה שואף אוויר טהור בלבד.

NiCl ₂ משמש במסכות גז כדי להגן על אנשים מגז אמוניה NH ₃ . מחבר: מייקל שוורצנברגר. מקור: Pixabay.

בסוללות תרמיות

NiCl ₂ הוא חומר מבטיח לשימוש בסוללות תרמיות. בבדיקות שבוצעו עם סוללות ליתיום בורון בהן הקתודה היא NiCl _2, הן מציגות ביצועים מצוינים.

סוללה תרמית. ה- NiCl ₂ בסוללות אלה גורם להם לבצע ביצועים טובים יותר. תומס מ. קרולי, ראש, סניף פועלי תחמושת, חטיבת פוז, מרכז מחקר ופיתוח חימוש הצבא האמריקני (ARDEC), פיקטיני ארסנל, ג'יי.ג'יי / רשות הרבים. מקור: Wikimedia Commons.

בסוללות נתרן מתכת הליד

חוקרים הראו כי ניקל כלוריד בסוללות נתרן מתכת הלידי מאפשר פעולה בטמפרטורות נמוכות בהרבה בהשוואה להלידים אחרים. הלידים מתכתיים הם מלחים של הלוגנים כמו כלור, ברום ויוד עם מתכות.

סוללה מסוג זה שימושית מאוד לאגירת אנרגיה חשמלית באופן נייח, אך לרוב היא בעייתית בגלל טמפרטורות ההפעלה הגבוהות ולכן מעט שימוש בהן.

NiCl ₂ יכול לעזור להוריד את טמפרטורת ההפעלה של סוללות נתרן מתכת הליד. מחבר: פקיד-וקטור-תמונות. Pixabay.

עם NiCl ₂ תוכלו לפתור את בעיית הטמפרטורות הגבוהות בסוללות אלה.

ביישומים שונים

ניקל כלוריד NiCl ₂ הוא חומר ביניים בהכנת זרזים ניקל. זה משמש גם להשגת תרכובות אחרות כמו מלחי ניקל מורכבים.

שימוש מופסק

בשל רעילותו כלפי מרבית המיקרואורגניזמים, NiCl ₂ יכול לשמש כקוטל פטריות ושימש בעבר לחיסול עובש שתוקף צמחים מסוימים.

עם זאת, שימוש זה הופסק בגלל הסכנה שהוא מהווה עבור האנשים המשתמשים בו ולסביבה.

סיכונים

ניקל (II) כלוריד או ניקל כלוריד NiCl ₂ הם תרכובת רעילה מאוד. הוא אינו דליק אך מייצר גזים מסוכנים כאשר הוא חשוף לחום או אש.

חשיפה אנושית לניקל (II) כלוריד עלולה לגרום לדלקת עור קשה, אלרגיות בעור, אלרגיות בדרכי הנשימה, השפעה על הריאות, הכליות, דרכי העיכול ומערכת העצבים.

זה ידוע גם בהשפעותיו המסרטנות והמוטגניות (הגורם לשינויים בגנים של תאים).

השפעות על בעלי חיים ואורגניזמים מימיים

זה רעיל מאוד לבעלי חיים יבשתיים ומימיים, עם השפעות שנמשכות לאורך זמן. זה יכול להיות קטלני בריכוזים נמוכים.

ישנם חוקרים שמצאו למשל כי פורל שנחשף ל- NiCl ₂ מומס במים סובל מנזק חמצוני ומפתולוגיות שונות ברקמות המוח שלהם.

פורל יכול להיפגע קשות בגלל זיהום NiCl ₂ במים בהם הם חיים. מחבר: הולגר גריבש. מקור: Pixabay.

אסור לזרוק את ה- NiCl ₂ לסביבה.

הפניות

1. הספרייה הלאומית לרפואה בארה"ב. (2019). ניקל כלוריד. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. אספינוזה, לוס אנג'לס (2006). ספר לימוד של אימונוהיסטוכימיה והכלאה במצב של סרטן אנושי. כרך 4. דלפק והמחשה. התאושש מ- sciencedirect.com.
3. טיילור, SR (2001). ציפויים להגנת קורוזיה: מתכתי. ציפוי ניקל. באנציקלופדיה של חומרים: מדע וטכנולוגיה. התאושש מ- sciencedirect.com.
4. קווין, LD (1996). טבעות בעלות חמישה חברים עם הטרוגום אחד ונגזרות קרבוציקליות התמזגו. דימריזציה תרמית של פוספולים. בכימיה הטרוציקלית מקיפה II. התאושש מ- sciencedirect.com.
5. טופל, א 'ואח'. (2015). השפעות נוירוטוקסיות על ניקל כלוריד במוח פורל הקשת: הערכה של פעילות c-Fos, תגובות נוגדות חמצון, פעילות אצטילכולינסטרז ושינויים היסטופתולוגיים. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). התאושש מ- link.springer.com.
6. ליו, וו. ואח '. (2017). הכנה בטמפרטורה משתנה וביצועים של NiCl ₂ כחומר קתודה לסוללות תרמיות. מדע סין. 60, 251-257 (2017). התאושש מ- link.springer.com.
7. לי, ג 'ואח'. (2016). סוללות נתרן-ניקל כלוריד מתקדמות בטמפרטורת ביניים עם צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד. תקשורת טבע 7, מספר מאמר: 10683 (2016). התאושש מ- nature.com.
8. כותנה, פ. אלברט ווילקינסון, ג'פרי. (1980). כימיה אורגנית מתקדמת. גרסה רביעית. ג'ון וויילי ובניו.
9. Lide, DR (עורכת) (2003). מדריך CRC לכימיה ופיזיקה. 85 ^ה CRC Press.