수산화 니켈 (III)은 니켈 금속 3+의 산화수를 갖는 무기 화합물이다. 그것의 화학식은 Ni (OH) 3 입니다. 협의 된 소식통에 따르면 지금까지 니켈 (III) 수산화물 Ni (OH) 3 의 존재를 확인하는 것은 불가능했지만 니켈 (III) 옥소-수산화물 인 NiO (OH)를 얻을 수있었습니다.
니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드 NiO (OH)는 베타 및 감마 형태의 두 가지 형태로 결정화되는 흑색 결정질 고체입니다. NiO (OH)의 가장 일반적인 결정 형태는 베타입니다.
니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드, NiO (OH)의 구조. 파란색 = 니켈, 빨간색 = 산소, 흰색 = 수소. 저자 : Smokefoot. 출처 : 자체 작업. 출처 : Wikipedia Commons
NiO로 (OH)을 니켈 (II) 질산 용액의 산화 니켈 (Ni (NO 얻을 수있다 3 ) 2 염소) CL ( 2 ) 또는 브롬 (BR 2 수산화 칼륨 (KOH)의 존재). 니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드는 산에 매우 잘 용해됩니다. 니켈 배터리, 슈퍼 커패시터 및 재생 가능한 촉매로 적용됩니다.
니켈 (III) 옥소-수산화물 NiO (OH) 및 니켈 (II) 수산화물 Ni (OH) 2 는 둘 다 동일한 산화물 방정식의 일부이기 때문에 대부분의 응용 분야에서 함께 발견됩니다. 절감.
니켈 화합물이기 때문에 NiO (OH)는 다른 니켈 염과 동일한 위험, 즉 피부 자극이나 피부염 및 암을 나타냅니다.
결정 구조
니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드는 베타와 감마의 두 가지 형태로 결정화됩니다. 베타 형 β-NiO (OH)는 β-Ni (OH) 2 와 매우 유사한 구조를 가지고 있으며 , 전자는 후자의 산화에서 비롯되기 때문에 논리적으로 보입니다.
감마 γ-NiO (OH) 형태는 알파 형태 인 α-Ni (OH) 2의 수산화 니켈 (II)의 산화 생성물입니다 . 후자와 마찬가지로 감마는 알칼리 금속 이온, 음이온 및 물이 층 사이에 산재 된 층 구조를 가지고 있습니다.
전자 구성
NiO (OH)에서 니켈은 3+ 산화 상태에 있습니다. 즉, 가장 바깥 쪽 층에는 3 개의 전자가 없습니다. . NiO (OH)에서 Ni 3+ 의 전자 구성 은 다음과 같습니다. 3 d 7 , 여기서는 희가스 아르곤의 전자 구성입니다.
명명법
-NiO (OH) : 니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드
-니켈 블랙
속성
몸 상태
검은 색 결정질 고체.
용해도
NiO (OH) 옥소 하이드 록 사이드는 산에 매우 잘 녹습니다. 감마상은 산소가 발생하면서 황산에 용해됩니다.
기타 속성
뜨거운 물에서는 니켈 (II) 및 (III) 옥소 하이드 록 사이드, Ni 3 O 2 (OH) 4가 됩니다.
140 ° C에서 니켈 (II) 산화물 (NiO), 물 및 산소로 분해됩니다.
감마 상 (γ-NiO로는 (OH)) 나트륨 과산화물 (NA의 용융 혼합물에 니켈을 치료, 예를 들어, 다양한 방법을 얻을 수있다 2 O 2 ) 및 수산화 나트륨 (NaOH) 600 ° C에서와 냉각 얼어 붙은 물.
감마상은 138 ° C로 가열하면 분해됩니다.
응용
니켈 배터리
KOH가 전해질로 사용되는 Edison의 니켈-철 배터리는 니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드와 철의 반응을 기반으로합니다.
다운로드 :
Fe + 2NiO (OH) + H 2 O ⇔ Fe (OH) 2 + 2Ni (OH) 2
하중:
가역적 인 산화 환원 반응입니다.
일련의 화학 및 전기 화학 공정이 이러한 배터리의 양극에서 발생합니다. 다음은 일반적인 개요입니다.
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β-의 Ni (OH) 2 ⇔ β-NiO로 (OH) +는 H + + E -
하중
노화 ↑ ↓ 과부하
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α-의 Ni (OH) 2 ⇔ γ-NiO로 (OH) +는 H + + E -
하중
니켈 배터리 기술에서 니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드 NiO (OH)를 "니켈 활성 질량"이라고합니다.
니켈 충전지. 저자 : Superusergeneric. 출처 : 자체 작업. 출처 : Wikipedia Commons.
재생 가능한 촉매로서의 전기 촉매에서
NiO (OH)는 아미노 피라 졸의 전기 촉매 산화를 통해 아조 피라 졸의 전기 합성에 성공적으로 사용되었습니다. 알코올 또는 카르 보닐 화합물에서 시작하는 카르 복실 산 합성에있어서의 유용성이 입증되었습니다.
NiO (OH)에 의해 촉매 된 알코올의 산화에 의해 카르 복실 산을 얻습니다. 출처 : 원래 en.wikipedia에서. 저자 원본 업 로더는 en.wikipedia의 V8rik입니다. 출처 : Wikipedia Commons
또 다른 예는 히드 록시 메틸 피리딘의 피리딘 카르 복실 산으로의 정량적 전환입니다. 이 경우 양극에 해당하는 강철 또는 니켈 전극은 NiO (OH) 층으로 덮여 있습니다. 전기 분해가 일어나는 매체는 알칼리성입니다.
이러한 반응에서 NiO (OH)는 환원 산화 매개체 또는 "산화 환원"매개체 역할을합니다.
전기 분해는 알칼리성 매체에서 니켈 양극과 티타늄 음극이있는 셀에서 수행됩니다. 이 과정 에서 니켈 양극 표면에 Ni (OH) 2가 형성 되어 NiO (OH)로 빠르게 산화됩니다.
니켈 (OH) 2 + OH - - E - ⇔ NiO로 (OH) + H 2 O
NiO (OH)가 유기 기질과 반응하여 원하는 유기 생성물이 얻어지고 Ni (OH) 2가 재생됩니다 .
NiO (OH) + 유기 화합물 → Ni (OH) 2 + 생성물
Ni (OH) 2가 재생되면서 촉매 반응이 계속됩니다.
NiO (OH)를 전기 촉매로 사용하면 저렴한 비용으로 환경 친화적 인 방식으로 유기 화합물을 얻을 수 있습니다.
슈퍼 커패시터에서
Ni (OH) 2 와 함께 NiO (OH) 는 슈퍼 커패시터 전극 (슈퍼 커패시터)을위한 우수한 재료입니다.
니켈 (OH) 2 + OH - ⇔ NiO로 (OH) + H 2 O + E -
정전 용량이 높고 비용이 저렴하며 일부 참고 자료에 따르면 환경에 미치는 영향이 낮습니다.
전자 회로의 커패시터. 저자 : PDPhotos. 출처 : Pixabay.
그러나 전도성이 낮습니다. 이것은 상기 화합물의 나노 입자를 사용함으로써 해결되는데, 이는 표면적을 증가시키고 확산에 필요한 거리를 감소시켜 전자 및 / 또는 이온 전달의 고속을 보장하기 때문이다.
금속 이온의 산화
니켈 (III) 옥소 하이드 록 사이드의 상업적 응용 중 하나는 용액에서 코발트 (II) 이온을 코발트 (III) 이온으로 산화시키는 능력에 기반합니다.
위험
용액에서 니켈은 Ni 2+ 이온으로 더 안정적 이므로 Ni 3+ 용액과 접촉하는 것은 일반적이지 않습니다 . 그러나 금속, 용액 또는 고체 염 형태의 니켈이 피부 감작을 유발할 수 있으므로 예방 조치는 동일합니다.
안면 보호구, 장갑 및 안전화와 같은 보호 장비 및 의복을 사용하는 것이 좋습니다. 니켈 용액과 접촉 할 가능성이있을 때마다이 모든 것을 사용해야합니다.
피부염이 발생하면 의사의 치료를 받아 니켈에 의한 것임을 배제해야합니다.
흡입 가능성과 관련하여 국소 환기를 통해 공기 중의 니켈 염 분진 농도를 매우 낮게 유지하고 필요한 경우 호흡기 보호 장치를 사용하는 것이 좋습니다.
모든 니켈 화합물은 IARC (International Agency for Research on Cancer)에 의해 인체에 대한 발암 물질 범주로 분류됩니다.
이것은 역학 및 실험 데이터를 기반으로합니다.
참고 문헌
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