Νικέλιο (Ni)

Αγγλικά

Γαλλικά

Γερμανικά

Ιταλικά

Ισπανικά

nickel

nickel

Nickel

nichel

nique

 

Σημείο τήξης (oC)

Σημείο βρασμού (oC)

Ειδικό βάρος  (g/cm3)

Aφθονία στο φλοιό της Γης (ppm)

Αφθονία στη θάλασσα (ppm)

1453

2732

8,90

80

0,0066

 

Γενικά για το Ni

• Aργυρόχρωμο, ελατό και όλκιμο μέταλλο. Σταθερό στον αέρα, δεν προσβάλλεται από το νερό και γενικά ανθίσταται στη διάβρωση. Απομονώθηκε από τον Α. F. Cronstedt (Σουηδία, 1751). Oνομασία γερμανικής προέλευσης: "nickel": διάβολος, αρχική ονομασία του μετάλλου: "kupfernickel": o χαλκός του διαβόλου.

• Η τοξικότητα του μετάλλου και των ανόργανων ενώσεών του είναι σημαντική. Μερικές από τις ενώσεις του θεωρούνται καρκινογόνες και τερατογόνες. Το νικέλιο σε πολλούς ανθρώπους δημιουργεί αλλεργικές αντιδράσεις.

• Σπουδαιότερα ορυκτά του είναι ο νικελίτης, NiAs [F01], ο νικελιοπυρίτηςμιλλερίτης), NiS [F02], ο πετλανδίτης, (Ni,Fe)S [F03] κ.ά. Ελεύθερο νικέλιο ή (συνηθέστερα) ως κράμα με σίδηρο βρίσκεται σε μετεωρίτες.

• Παγκοσμίως παράγονται περίπου 500.000 τόννοι μετάλλου τον χρόνο. Κυριότερες παραγωγοί χώρες: Ρωσία, Νότια Αφρική, ΗΠΑ, Καναδάς. Στην Ελλάδα υπάρχουν πλούσια κοιτάσματα γαρνιερίτη, ενός μικτού πυριτικού άλατος νικελίου και άλλων μετάλλων (περιεκτικότητα σε Ni: 1-3%) στη Λάρυμνα (Χαλκιδική).

• Τα 2/3 περίπου του παραγόμενου νικελίου διατίθενται στην παραγωγή νικελιοχάλυβα, με περιεκτικότητα μέχρι και 7% σε νικέλιο. Οι πλούσιοι σε Ni χάλυβες που περιέχουν και Cr αποτελούν τους ανοξείδωτους χάλυβες. Μεγάλες ποσότητες Ni χρησιμοποιούνται επίσης για επινικελώσεις σιδηρών σκευών, στην κατασκευή μπαταριών (μπαταρίες Ni-Cd) και ως καταλύτες υδρογονώσεων.

F01. Νικελίτης, NiAs

F02. Νικελιοπυρίτης ή μιλλερίτης

(οι βελονοειδείς κρύσταλλοι), NiS

F03. Πετλανδίτης, (Ni,Fe)S

F04. Γαρνιερίτης, (μικτό πυριτικό άλας Ni)


 

Γενικές χημικές ιδιότητες των ενώσεων του Ni

 

Οξειδωτικές καταστάσεις

• Η μόνη σταθερή οξειδωτική κατάσταση του Ni σε υδατικά διαλύματα είναι η Ni(II).

 

Τυπικό άλας Ni(II): NiCl2·6H2O

 

 

Τυπικό άλας Ni(II): NiSO4·6H2O

 

  V01. Διαλυτοποίηση Ni με ΗNO3

Διαλυτοποίηση του μετάλλου

• To Ni διαλύεται αργά σε θερμό-αραιό HCl ή Η2SO4:

Ni + 2H   Ni2+ + H2  

• Διαλύεται ταχύτερα σε αραιό HNO3, ενώ δεν προσβάλλεται από το π.ΗΝΟ3:

3Ni + 8H+ + 2NO3  3Ni2+ + 2NO + 4H2 [V01]

• Το Ni δεν προσβάλλεται από διαλύματα ισχυρών βάσεων.

 

Σταθερότητα των διαλυμάτων του

• Τα διαλύματα των αλάτων του Ni2+ είναι σταθερά. Ελαφριά οξίνιση είναι απαραίτητη για να αποφευχθεί η έστω και περιορισμένη υδρόλυσή τους. Τα άλατα και τα διαλύματα του Ni2+ εμφανίζουν ένα πράσινο χρώμα.

 

Σχηματισμός συμπλόκων ιόντων

• Τα ιόντα Ni2+ με NH3 παρέχουν δυσδιάλυτα βασικά άλατα, τα οποία διαλύονται σε περίσσεια NH3 με σχηματισμό αμμωνιοσυμπλόκων κυανού χρώματος. Σε αντίθεση με τα αντίστοιχα αμμωνιοσύμπλοκα των ιόντων  Co2+ δεν οξειδώνονται από τον αέρα:

Χρώμα διαλύματος ιόντων (από αριστερά προς τα δεξιά): Ni(H2O)2+, Ni(NH3)62+ και Ni(en)22+ (en: αιθυλενοδιαμίνη, Η2ΝCH2CH2NH2).

Ni2+ + NO3- + NH3 + H2  Ni(OH)NO3 + NH4+

Ni(OH)NO3 + 6NH3    [Ni(NH3)6]2+ + OH- + NO3- [βλ. V03]

• Τα ιόντα Ni2+ με ιόντα CN- παρέχουν σταθερό σύμπλοκο ανοικτού κίτρινου χρώματος:

Ni+ + 4CN-    [Ni(CN)4]2-

• Τα ιόντα Ni2+ δεν παρέχουν υδροξυσύμπλοκα με περίσσεια ισχυρών βάσεων.
 

Ειδικά χαρακτηριστικά

• Τα ιόντα Ni2+ με ιόντα S2- παρέχουν μαύρο ίζημα NiS (α-NiS), το οποίο εάν είναι πρόσφατο επαναδιαλύεται εύκολα σε περίσσεια ισχυρού οξέος. Για το λόγο αυτό το NiS δεν καθιζάνει από όξινα διαλύματα. 'Ιζημα NiS που έχει υποστεί παλαίωση διαλύεται πολύ δυσκολότερα λόγω μετατροπής του στην πολυμερούς χαρακτήρα β-μορφή (β-NiS). Ανάλογη συμπεριφορά παρουσιάζει και το CoS και ιδιότητα αυτή των θειούχων ενώσεών τους, μπορεί να αξιοποιηθεί για το διαχωρισμό του Co και Ni από τα άλλα κατιόντα της ΙΙΙης ομάδας:

Ni2+ + S2-    α-NiS

α-NiS    β-NiS

α-NiS + 2H+    Ni2+ + H2S

β-NiS + 2H+    καμία αντίδραση

Ερυθρό ίζημα συμπλόκου Ni(II)-διμεθυλογλυοξίμης

• Από τις πλέον χαρακτηριστικές αντιδράσεις των ιόντων Ni2+ είναι η αντίδρασή τους σε ελαφρά αμμωνιακό διάλυμα με διμεθυλογλυοξίμη (dmgH2), οπότε σχηματίζεται ερυθρό ίζημα συμπλόκου Ni(dmgH)2.

Ni2+ + 2dmgH2 + 2NH3    Ni(dmgH)2 + 2NH4+

Η διμεθυλογλυοξίμη είναι ένα από τα κλασικά οργανικά αναλυτικά αντιδραστήρια με εξαιρετική εκλεκτικότητα για το Ni(II). Εκτός από την ποιοτική ανίχνευση των ιόντων Ni2+ η διμεθυλογλυοξίμη χρησιμοποιείται για τον σταθμικό προσδιορισμό του Ni, το οποίο καταβυθίζεται από αμμωνιακά διαλύματα με περίσσεια αντιδραστηρίου και ζυγίζεται στη μορφή του συμπλόκου Ni(dmgH)2. [βλ. V04]


 

Τυπικές αντιδράσεις Ni2+
 

  V02. Αντίδραση Ni2+ με S2- και επαναδιάλυση του σχηματιζόμενου NiS με ΗNO3

1. Iόντα S2-

Ni2+ + S2-    NiS  /  Τα ιόντα Ni2+ με ιόντα S2- παρέχουν μαύρο ίζημα NiS (α-μορφή), το οποίο κατά την παραμονή πολυμερίζεται προς την πλέον δυσδιάλυτη μορφή β-NiS, που είναι αδιάλυτη σε περίσσεια ισχυρών οξέων.

3NiS + 8H+ + 2NO3-    3Ni2+ + 2NO + 3S + 4H2O /  Το NiS (όσο είναι "φρέσκο", δηλ. έχει την α-μορφή) μπορεί να διαλυθεί σε ΗΝΟ3. Δεν εκλύεται H2S διότι αυτό οξειδώνεται αμέσως από το HNO3 σχηματίζοντας κολλοειδές θείο (γι' αυτό και το διάλυμα εμφανίζεται θολό). [V02]

 

2. Iόντα OH-

Ni2+ + 2 OH-    Ni(OH)2  /  Tα ιόντα Ni2+ με διαλύματα ισχυρών βάσεων παρέχουν δυσδιάλυτο κυανοπράσινο ίζημα από Ni(OH)2, αδιάλυτο σε περίσσεια βάσης.

 

 

 

  V03. Αντίδραση Ni2+ με ΝΗ3

3. Αμμωνία

Ni2+ + NO3- + NH3 + H2  Ni(OH)NO3 + NH4+  /  Τα ιόντα Ni2+ με ΝΗ3 παρέχουν δυσδιάλυτο πράσινο-ιώδες ίζημα βασικού άλατος, ...

Ni(OH)NO3 + 6NH3    [Ni(NH3)6]2+ + OH- + NO3-  /  ...που διαλύεται σε περίσσεια ΝΗ3 με σχηματισμό κυανού αμμωνιοσυμπλόκου. [V03]

 

 

 

 

 

 

 

 

  V04. Αντίδραση Ni2+ με διμεθυλογλυοξίμη

4. Διμεθυλογλυοξίμη

Ni2+ + 2dmgH2 + 2NH3    Ni(dmgH)2 + 2NH4+  /  Τα ιόντα Ni2+ σε ελαφρά αμμωνιακό περιβάλλον με διμεθυλογλυοξίμη (dmgH2) παρέχουν ερυθρό ίζημα συμπλόκου Ni(dmgH)2, σε αντίθεση με τα ιόντα Co2+ που παρέχουν μόνο καστανόχρωμο διάλυμα. [V04]

 

 

 

 

 

 

 


 


Επιστροφή στον πίνακα επιλογών