165325 (739503), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Плавление металлического никеля осуществляется под защитным слоем флюса ( битое стекло с добавкой извести или флюорита), посколбку многие газы (пары воды, двуокись или окись углерода, водород, углеводороды, двуокись серы) оказывают вредное действие на расплавленный металл.
Пирофорный порошок металлического никеля может быть быть получен одним из ниже приведенных способов: электролитическим путем, нагреванием амальгамы никеля, восстановлением растворенных в жидком аммиаке дихлорида, дибромида или диодида никеля металлическим натрием, калием, кальцием, а также восстановлением окислов никеля водородом при 270 - 280˚.
Кристаллическая модификация α- Ni, в отличии от модификации β- Ni, ферромагнита, для нее точка Кюри близка к 350˚.
Известно множество сплавов, которые никель образует с железом, кобальтом, медью, марганцем, цинком, хромом, молибденом, вольфрамом, бериллием, углеродом, кремнием, фосфором, серой и др.
С химической точки зрения металлический никель не активен, он не корродирует в воде, на воздухе и в различных растворах.
При обычной воздух и вода не действуютна металлический никель в компактном состоянии. На воздухе (в кислороде) металлический никель легко превращается в NiO (зеленого цвета) при ~ 500˚, если он находиться в компактном состоянии, или при 150 - 200˚ - в виде порошка.
Помимо окиси NiO известны также окислы Ni2O, Ni3O, Ni4O, Ni2O•nHO, Ni3O4•2H2O, Ni2O 3•H2O.
При 600 - 1000˚ никель реагирует с водянным паром:
Ni +H2O = NiO + H2
Металлический никель в твердом состоянии (компактном, губчатом или порокообразнам) или в расплаве поглощает водород лучше, чем железо, кобальт или медь.
При нагревании металлический никель взаимодействует с галогенами, серой, селеном, теллуром, фосфором, мышьяком, сурьмой, углеродом, кремнием и бором, образуя различные соединения: NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, NiS, Ni3S2, Ni6S5, Ni7S6, NiS2, Ni2S, Ni3Se4, Ni2Se3, NiSe2, Ni2Te3, NiTe2, NiP2, NiP3, Ni5As2, NiSb, Ni3C, Ni2Si, NiB и др.
В условиях обычной температуры и влажного воздуха хлор или бром с металлическим никелем дают соответствующие дигалогениды.
При нагревании в атмосыере сероводорода, поверхность металлического никеля, покрывается пористой пленкой NiS, которая не прилегает плотно к металлу и не оказывает защитного действия.
В результате взаимодействия двуокиси серы с никелем образуются NiO и сульфид никеля, который растворяется в расплавленном металле, образуя сплавы, хрупкие при нагревании. Для удаления серы в сплавы никеля добавляют металлический марганец, магний или литий. Сульфид никеля NiS образует с металлическим никелем легкоплавкую при 645˚ эвтектику, в то время как сульфиды марганца, магния или лития плавятся при высокой температуре и кристаллизуются в виде изолированных включений.
Двуокись азота при 200˚ окисляет металлический никель до NiO, сама восстанавливаясь до NO.
При пропускани газообразного аммиака над тонкодисперсным порошком металлического никеля, нагретого до 500˚, образуется черный кристаллический порошок Ni3N.
При 900˚ никель взаимодействует с CO2:
Ni + CO2 = NiO +CO
Пропусканием окиси углерода над нагретым до 50 - 60˚ металлическим никелем получают летучее соединение Ni(CO)4.
В результате действия окиси углерода, метана, ацетилена, бензола, гексана и др. на никель при высокой температуре образуется карбид никеля Ni3C и выделяется водород (в случае применения углеводородов), который растворяется в расплавленном металле, образуя сплавы.
При нагревании металлический никель восстанавливает многочисленные окислы или гидроокиси металлов, сульфиды, тиоцианаты, и нитраты щелочных металлов.
Никель взаимодействует с расплавленными щелочами (температура выше 600˚). При нагревании (550 - 600˚) металлического никеля с NoOH в вакууме образуется NiO, металлический натрий и выделяется водород.
Галогеноводороды в газообразном состоянии взаимодействуют с никелем по общему уравнению
Ni + 2HX = NiX2 + H2
Разбавленные кислоты Hci, H2SO4, HNO3 медленно растворяют металлический никель. Чем больше разбавлен раствор кислоты, тем более высокая температура требуется для растворения никеля.
В конц. HNO3 (d = 1,42) металлический никель при 15˚ пассивируется, а при 72˚ - энергично расворяется. В царской водке никель растворяется, образуя хлорид никеля(II).
Никель медленно растворяетсяв кислотах H2CO3 и H3PO4, а с уксусной кислотой, щавелевой, винной и лимонной кислотами взаимодействуеи иолько после длительного контакта.
Растворы NaCl, CaOCl2, (NH4)Fe(SO4)2•12H2O вызывая коррозию (растворяют) металлического никеля при комнатной температуре.
При действии растворов персульфатов щелочных металлов на порошок металлического никеля образуются двойные сульфаты никеля и щелочных металлов.
Химические свойства никеля наглядно иллюстрируются следующей схемой:
| Комн. темп. | Во влажном воздухе сCl2 или Br2 > дигалогениды | |
| Никель | На воздухе (в кислороде) или с водой > NiO | |
| С галогенами >NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2 | ||
| С серой> NiS, Ni2S3, Ni6S5, NiS2, Ni2S | ||
| с C, Si, B > Ni3C, Ni2Si,NiB | ||
| с H2S > NiS | ||
| Нагревание | с P, As, Sb > NiP2, NiP3, Ni5As2, NiSb | |
| с SO2 > NiS и NiO | ||
| с NO2 или CO2 > NiO | ||
| с CO > Ni(CO)4 или Ni3C | ||
| с CH4, C2H2, C6H6, C6H12 > Ni3C | ||
| с NaOH в вакууме> NiO | ||
| с галогеноводородами HX > NiX2 |
С физиологической точки зрения металлический никель не токсичен для человека, животныхи растений.
-
Соединение никеля
-
Соединение одновалентного никеля
Известно ограниченное число соединений одновалентного никеля, при этом большинство из них неустойчивы, легко выветриваются на воздухе; соединения окрашены в желтый, красный, зеленый, и синий цвета, получают восстановлением соединений никеля (II). Примеры соединений никеля (I):
окись Ni2O – оранжево – желтая,
гидроокись NiOH - -синяя,
цианид NiCN – оранжевый,
сульфид Ni2S – желтый,
селенид Ni2Se – желтый,
комплексы:
K2[NiCl3] – красный,
Na2[Ni(CN)3] – красный,
K3[Ni(CN)3] - красный,
K2[Ni(NO)(CN)3] - красный,
[Ni(NO)SC2H5] – красный.
-
Соединения двухвалентного никеля
Наиболее важные и устойчивые соединения никеля(II).
Оксид никеля(II) NiO – серо – зеленый порошок. Практически нерастворима в воде и в щелочах, но легкорастворима в кислотах. Водородом при нагревании может быть восстановлена до металла.
Гидроксид никеля(II) Ni(OH)2 выпадает из растворов солей никеля при добавлении щелочей в виде ярко – зеленого осадка; амфотерности не проявляет. Получается только косвенным путем. Практически не растворима в воде и обычно употребляемых растворах сильных щелочей, но легко растворима в кислотах. С химической стороны рассматриваемый гидрат характеризуется, следовательно, основным свойствам. Методом получения гидроокиси является взаимодействие раствора соли никеля с сильными щелочами. Гидрокид никеля с кислородом воздуха не реагирует.
Образуемые двухвалентным катионом Ni2+ соли сильных кислот почти все хорошо растворимы в воде, причем растворы их вследствии гидролиза показывают слабокислую реакцию. К труднорастворимым относятся соли сравнительно слабых кислот, в частности производные анионов CO32- и PO43-.
Гидратированный ион Ni·· окрашен в ярко – зеленый цвет. Та же окраска характерна для образованных им кристаллогидратов солей. Напротив, в безводном состоянии отдельные соли окрашены различно, причем цвета их невсегда совпадают с собственной окраской Ni2+ (желтый), а зависят также от природы аниона.
Сульфат никеля(II) кристаллизуется из водного раствора с семью молекулами воды; кристаллогидрат NiSO4•7H2O (никелевый купорос) – изумрудно – зеленые кристаллы, легко растворимые в воде; применяют при никелировании.
Сульфид никеля (II) NiS – черный осадок
4.3 Соединения трехвалентного никеля
Соединения трехвалентного никеля довольно малочисленны. Они неустойчивы, проявляют окислительные свойства, образуются при энергичном окислении некоторых соединений никеля(II). В качестве примеро соединений никеля (III) можно назвать гидратированную окись Ni2O3•H2O, никелаты LiNiO2, NaNiO2, Ba2Ni2O5, аддукт NiCl3•2C6H4[As(CH3)2]2, сульфид Ni2S3, ацетаты Ni(CH3COO)3, [Ni3(CH3COO)6](CH3COO)3, а также некоторые координационные соединения Me3I[Ni(CH = NO)6].
4.4. Соединения четырехвалентного никеля
Четырехвалентное состояние не характерно для никеля. Известно оченьнемного соединений четырехвалентного никеля. Все они имеют окислительный характер и неустойчивы. В качестве примеров никеля (IV) можно привести никелаты BaNI2O5, K2Ni2+[Ni4+O3]2, Na2Ni2+[Ni4+O3]2, ортопериодаты MeINiIO6 (где MeI = Na+, K+), а также координационные соединения.
-
Применение
Никель относиться к самым широко используемым металлам, но его применение ограниченно, поскольку это один из наиболее дорогих технических металлов.
Из никеля изготавливают коррозионноустойчивые изделия, аппараты для физико – химических измерений, детали машин и др.
Примерно 10 % общего количества никеля используется для никелирования, т. е. Для покрытия никелем железа, стали, меди, латуни и других металлов или сплавов. Никелирование осуществляется как гальваническим способом, так и плакированием.
Наибольшее количество никеля идет на получение сплавов, имеющих исключительно важное значение в технике.
В качествее примеров сплавов никеля можно назвать никельсодержащие стали, бронзы, латуни, монетные сплавы, сплавы для электрических сопротивлений (константан - 40% Ni, 60% Cu; никелин – 31% Ni, 56% Cu, 13% Zn; манганин – 4% Ni, 12% Mn, 84% CU), сплавы, используемые для изготовления деталей, устойчивых к корозии и высоким температурам, сплавы для зубильных процессов (тикониум – 68,2% Co +Ni, 30% Cr, 1,8% Be), специальные сплавы, такие, как монель – металл (40 – 60% Ni, 25 – 30% Cu остальное Fe + Mn + Si + C + S + P), аргентан или алпака (13-36% Ni, 46 – 66% Cu, 19 – 31% Zn), платинит (40 –46% Ni, остальное железо), инвар (35 – 61% Ni, 12 – 19,5% Fe, 15% Cr, 2% Mn, Mo, W, Co, Be).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
