Cloreto de níquel (NiCl2): estrutura, propriedades, obtenção, usos - Ciência - 2023

Cloreto de níquel (NiCl2): estrutura, propriedades, produção, usos - Ciência

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o cloruro de níquel ou o cloreto de níquel (II) é um composto inorgânico formado pelos elementos níquel (Ni) e cloro (Cl). Sua fórmula química é NiCl₂. É um sólido amarelo dourado quando anidro (sem água em sua estrutura) e verde em sua forma hidratada.

NiCl₂ O anidro é um sólido higroscópico, absorve água facilmente e é muito solúvel nela, formando soluções verdes. Suas soluções aquosas são ácidas. NiCl₂ hidratado tem afinidade com amônia NH₃ou seja, é facilmente absorvido devido à tendência do íon níquel (Ni²⁺) para se ligar à amônia. Por este motivo é utilizado em máscaras de segurança para respirar livremente em ambientes onde haja NH₃, que é tóxico.

O cloreto de níquel é amplamente utilizado em processos para fazer revestimentos de níquel ou revestimentos em outros metais, para protegê-los da corrosão e outros danos.

É usado como catalisador ou acelerador para reações entre compostos orgânicos. Também para preparar catalisadores de outros compostos de níquel. Recentemente, foi testado em algumas baterias para melhorar o desempenho da bateria.

No entanto, NiCl₂ É um composto muito tóxico que pode causar danos a humanos e animais. É uma substância cancerígena e mutagênica. Nunca deve ser descartado no meio ambiente.

Estrutura

Cloreto de níquel (II) NiCl₂ é um composto iônico. É formado pelo íon níquel (Ni²⁺) (com estado de oxidação +2) e dois íons cloreto (Cl^–) com valência -1.

Nomenclatura

Cloreto de níquel (II)
Cloreto de níquel
Dicloreto de níquel
Cloreto de Níquel Hexahidratado NiCl_2•6h₂OU

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino amarelo dourado ou verde.

Peso molecular

129,6 g / mol

Ponto de sublimação

NiCl₂ anidro ao atingir 973 ° C passa do estado sólido diretamente ao estado gasoso.

Ponto Triplo

NiCl₂ Anidro a uma temperatura de 1009 ºC, existe simultaneamente em seus três estados: sólido, líquido e gasoso.

Densidade

3,51 g / cm³

Solubilidade

Solúvel em água: 64,2 g / 100 mL de água a 20 ° C; 87,6 g / 100 mL a 100 ° C Solúvel em etanol (CH₃-CH₂-OH) e em hidróxido de amônio (NH₄OH). Insolúvel em amônia NH₃.

pH

Suas soluções aquosas são ácidas, com pH em torno de 4.

Propriedades quimicas

É um sólido com propriedades deliquescentes, ou seja, absorve facilmente a água do meio ambiente. NiCl₂ anidro (sem água) é amarelo dourado. A forma hexahidratada (com 6 moléculas de água) NiCl_2•6h₂Ou é verde?

NiCl₂ anidro na ausência de ar sublima facilmente.

NiCl₂ é muito solúvel em água. Em solução aquosa, ele se separa em seus íons de Ni²⁺ e Cl^–. As soluções aquosas são ácidas. Em solução, o íon níquel se liga a 6 moléculas de água H₂Ou formando o íon hexaaquoníquel [Ni (H₂OU)₆]²⁺ que é verde.

Se o pH dessas soluções aquosas for aumentado adicionando, por exemplo, hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de níquel Ni (OH) é formado_2, que precipita ou se separa da água, formando um volumoso gel verde.

Propriedade importante do íon hexaacu

Soluções Aquosas de NiCl₂ pode absorver amônia (NH₃) rapidamente. Isso ocorre porque NH₃ liga-se prontamente ao íon hexaaquoníquel [Ni (H₂OU)₆]²⁺ deslocando moléculas de água e formando espécies como [Ni (H₂OU)₂(NH₃)₄]²⁺ ou mesmo [Ni (NH₃)₆]²⁺.

Obtendo

O cloreto de níquel (II) pode ser obtido a partir do pó de níquel (Ni) ou óxido de níquel (NiO).

O níquel pode ser clorado pela passagem de gás cloro (Cl₂) na poeira.

Ni + Cl₂ → NiCl₂

Você também pode reagir NiO com ácido clorídrico HCl e, em seguida, evaporar a solução.

NiO + 2 HCl → NiCl₂ + H₂OU

Formulários

Para chapeamento de metais com níquel

O cloreto de níquel é utilizado em soluções que possibilitam a eletrodeposição do níquel metálico sobre outros metais. A galvanoplastia usa corrente elétrica para depositar uma camada de metal sobre a outra.

Os acabamentos metálicos decorativos são feitos onde o níquel (Ni) é a camada intermediária antes de revestir a peça com metal cromo (Cr). Também é adequado para revestimentos em aplicações de engenharia.

Os revestimentos de níquel são aplicados a zinco, aço, ligas de estanho-níquel e outros metais para protegê-los da corrosão e erosão ou desgaste abrasivo.

Em laboratórios de análise

NiCl₂ É parte das soluções usadas para a preparação de amostras de tecido canceroso para serem vistas ao microscópio por patologistas médicos especializados em câncer.

Em reações de química orgânica

O cloreto de níquel atua como um catalisador ou acelerador para muitas reações entre compostos orgânicos. Por exemplo, permite a união de anéis como fosfólios, que se dimerizam (unem dois fosfolos) na presença de NiCl₂.

Também serve como um catalisador na produção de tetracloreto de carbono CCl₄ e diarilamina.

Na segurança industrial

Devido à sua alta afinidade pela amônia (NH₃), NiCl₂ É usado em máscaras de segurança industrial. A amônia é um gás tóxico. O cloreto de níquel é colocado nos filtros por onde passa o ar que a pessoa inala.

Desta forma, o ar com NH₃ passa pelo filtro, a amônia é capturada pelo NiCl₂, e a pessoa que usa a máscara inala apenas ar puro.

Em baterias térmicas

NiCl₂ é um material promissor para uso em baterias térmicas. Em testes realizados com baterias de lítio-boro onde o cátodo é NiCl₂ eles mostram um desempenho excelente.

Em baterias de haleto metálico de sódio

Os pesquisadores mostraram que o cloreto de níquel nas baterias de haleto de sódio metálico permite a operação em temperaturas muito mais baixas do que com outros haletos. Halogenetos metálicos são sais de halogênios, como cloro, bromo e iodo com metais.

Este tipo de bateria é muito útil para armazenar energia elétrica de forma estacionária, mas costuma ser problemática devido às altas temperaturas de operação e, portanto, pouco uso.

Com NiCl₂ o problema de altas temperaturas nessas baterias pode ser resolvido.

Em várias aplicações

Cloreto de Níquel NiCl₂ É um intermediário na preparação de catalisadores de níquel. Também é usado para obter outros compostos, como sais de níquel complexos.

Uso descontinuado

Devido à sua toxicidade para a maioria dos microrganismos, o NiCl₂ Pode atuar como fungicida e costumava ser usado para eliminar fungos que atacam certas plantas.

No entanto, este uso foi descontinuado devido ao perigo que representa para as pessoas que o utilizam e para o meio ambiente.

Riscos

Cloreto de níquel (II) ou cloreto de níquel NiCl₂ é um composto muito tóxico. Não é inflamável, mas produz gases perigosos quando exposto ao calor ou fogo.

A exposição humana ao cloreto de níquel (II) pode causar dermatites graves, alergias de pele, alergias respiratórias, afetar os pulmões, rins, trato gastrointestinal e sistema nervoso.

Também é conhecido por seus efeitos carcinogênicos e mutagênicos (causando alterações nos genes das células).

Efeitos em animais e organismos aquáticos

É muito tóxico para animais terrestres e aquáticos, com efeitos que perduram ao longo do tempo. Pode ser letal em baixas concentrações.

Alguns pesquisadores descobriram, por exemplo, que trutas expostas ao NiCl₂ dissolvidos em água sofrem danos oxidativos e várias patologias nos tecidos do cérebro.

NiCl₂ nunca deve ser descartado no meio ambiente.

Referências

NOS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Cloreto de níquel. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
Espinoza, L.A. (2006). Handbook of Immunohistochemistry and in Situ Hybridization of Human Carcinomas. Volume 4. Contra-coloração e visualização. Recuperado de sciencedirect.com.
Taylor, S.R. (2001). Revestimentos para proteção contra corrosão: metálicos. Revestimentos de níquel. In Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Recuperado de sciencedirect.com.
Quin, L.D. (mil novecentos e noventa e seis). Anéis de cinco membros com um heteroátomo e derivados carbocíclicos fundidos. Dimerização Térmica de Fosfólios. Em Comprehensive Heterocyclic Chemistry II. Recuperado de sciencedirect.com.
Topal, A. et al. (2015). Efeitos neurotóxicos sobre o cloreto de níquel no cérebro da truta arco-íris: Avaliação da atividade c-Fos, respostas antioxidantes, atividade da acetilcolinesterase e alterações histopatológicas. Fish Physiol Biochem 41, 625-634 (2015). Recuperado de link.springer.com.
Liu, W. et al. (2017). Preparação de temperatura variável e desempenho de NiCl₂ como um material catódico para baterias térmicas. Sci. China Mater. 60, 251-257 (2017). Recuperado de link.springer.com.
Li, G. et al. (2016). Baterias de cloreto de sódio-níquel avançadas de temperatura intermediária com densidade de energia ultra-alta. Nature Communications 7, Artigo número: 10683 (2016). Recuperado de nature.com.
Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
Lide, D.R. (editor) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85^º CRC Press.