Реакция никеля с водой уравнение реакции

В химическом отношении железо, кобальт и никель относятся к металлам средней активности. В электрохимическом ряду напряжений металлов они располагаются левее водорода, между цинком и оловом. Чистые металлы при комнатной температуре довольно устойчивы, их активность сильно увеличивается при нагревании, особенно если они находятся в мелкодисперсном состоянии. Наличие примесей значительно снижает устойчивость металлов.

Взаимодействие с неметаллами

При нагревании на воздухе выше 200 °С железо взаимодействует с кислородом, образуя оксиды нестехиометрического состава Fe_xO, мелкодисперсное железо сгорает с образованием смешанного оксида железа (II, III):

Кобальт и никель реагируют с кислородом при более высоких температурах, образуя в основном оксиды двухвалентных элементов, имеющие переменный состав в зависимости от условий получения:

С галогенами металлы реагируют, образуя галогениды :

Металлы довольно устойчивы к действию фтора, никель не разрушается фтором даже при температуре красного каления.

При взаимодействии с азотом при невысокой температуре железо, кобальт и никель образуют нитриды различного состава, например:

Взаимодействие с серой экзотермично и начинается при слабом нагревании, в результате образуются нестехиометрические соединения, которые имеют состав, близкий к ЭS:

С водородом металлы триады железа не образуют стехиометрических соединений, но они поглощают водород в значительных количествах.

С углеродом, бором, кремнием, фосфором также при нагревании образуют соединения нестехиометрического состава, например:

Взаимодействие с водой

В воде в присутствии кислорода железо медленно окисляется кислородом воздуха (корродирует):

При температуре 700–900 °С раскаленное железо реагирует с водяным паром:

Кобальт и никель с водой не взаимодействуют.

Взаимодействие с кислотами

Железо реагирует с разбавленными растворами соляной и серной кислот, образуя соли железа (II):

с разбавленной азотной кислотой образует нитрат железа (III) и продукт восстановления азотной кислоты, состав которого зависит от концентрации кислоты, например:

При обычных условиях концентрированные (до 70 мас. %) серная и азотная кислоты пассивируют железо. При нагревании возможно взаимодействие с образованием солей железа (III):

По отношению к кислотам кобальт и никель устойчивее железа, медленно реагируют с неокисляющими кислотами с образованием солей кобальта (II) и никеля (II) и водорода. С разбавленной азотной кислотой образуют нитраты кобальта (II) и никеля (II) и продукт восстановления азотной кислоты, состав которого зависит от концентрации кислоты:

При обычных условиях концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют кобальт и никель, хотя в меньшей степени, чем железо. При нагревании возможно взаимодействие с образованием солей железа двухвалентных металлов:

Взаимодействие со щелочами

Разбавленные растворы щелочей на металлы триады железа не действуют. Возможно только взаимодействие железа с щелочными расплавами сильных окислителей:

Для кобальта и никеля взаимодействие с расплавами щелочей не характерно.

Железо, кобальт и никель вытесняют металлы, которые расположены правее в электрохимическом ряду напряжений их растворов солей:

Для металлов триады железа характерно образование карбонилов, в которых железо, кобальт и никель имеют степень окисления, равную 0. Карбонилы железа и никеля получаются при обычном давлении и температуре 20–60 °С:

Карбонилы никеля образуются при давлении 2·10 7 – 3·10 7 Па и температуре 150–200 °С:

Источник

Аналитические реакции катионов никеля Ni (П)

Аквакомплексы никеля (II) [Ni(H₂O)₆] 2+ окрашены в зеленый цвет, поэтому водные растворы солей никеля (II) имеют зеленую окраску. В растворах никель (II) присутствует только в форме комплексных соединений.

a) Реакция сo щелочами. Катионы никеля (II) Ni 2+ осаждаются щелочами из водных растворов в виде малорастворимого гидроксида никеля (II) Ni(OH)₂ зеленого цвета:

Ni 2+ +2OH — →Ni(OH)₂↓ (зеленый)

Осадок растворяется в растворах кислот и аммиака:

Выполнение реакции.В пробирку вносят 2 — 3 капли раствора соли никеля (II) и прибавляют по каплям при перемешивании раствор щелочи. Выпадает светло-зеленый осадок.

б) Реакция с аммиаком. Аммиак осаждает из растворов солей никеля (II) светло-зеленые осадки основных никеля (II), например:

В избытке аммиака осадки оксисолей никеля (II) растворяются с образованием комплексных гексамминникель(II)-катионов синего цвета, например:

Гексамминникель (II) хлорид [Ni(NH₃)₆]Cl₂, гексамминникель (II) нитрат [Ni(NH₃)₆](NO₃)₂, гексамминникель (II) сульфат [Ni(NH₃)₆]SO₄ хорошо растворяются в воде. Некоторые другие гексааммиакаты никеля (II), такие, как фиолетовый гексамминникель (II) бромид [Ni(NH₃)₆]Br, голубой гексамминникель (II) перхлорат [Ni(NH₃)₆](C1O₄)₂, в воде малорастворимы.

Выполнение реакции. В пробирку вносят 2—3 капли раствора хлорида никеля (II) NiCl₂, (или нитрата Ni(NO₃)₂, или сульфата NiSO₄) и прибавляют по каплям при перемешивании разбавленный раствор аммиака до выпадения зеленого осадка NiOHCl. Добавляют по каплям при перемешивании концентрированный (25%-й) раствор аммиака до полного растворения осадка и образования раствора синего цвета.

Осторожно нагревают смесь и прибавляют к ней по каплям концентрированный раствор бромида калия КВг до выпадения фиолетового осадка [Ni(NH₃)₆]Br₂.

в) Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева). Катионы Ni 2+ при реакции с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева) при рН.≈ 6 — 9 образуют малорастворимое в воде внутрикомплексное соединение розово-красного цвета — бисдиметилглиоксиматоникель (П) (старое название — «никельдиметилглиоксим»):

Обычно реакцию проводят в среде аммиака.

Осадок растворяется в сильных кислотах и щелочах, нерастворим в растворах аммиака.

Катионы кобальта (II) в малых концентрацияхне мешают определению никеля. Мешают катионы Cu 2+ , Pb 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ . Разработаны методики для устранения их мешающего действия.

Эта реакция, впервые предложенная Л. А. Чугаевым, является наиболее характерной на катионы никеля (II) и высокочувствительной: предел обнаружения равен 0,16 мкг, предельное разбавление — 3-10 5 мл/г. Чувствительность реакции повышается в присутствии небольшихколичеств окислителей (бром, иод и др.), переводящих никель (II) в никель (III), комплекс которого с диметилглиоксимом имеет еще более интенсивную окраску.

Выполнение реакции. В пробирку вносят 3 — 4 капли раствора соли никеля (II), прибавляют 3 — 4 капли концентрированного раствора аммиака и 1 каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Выпадает розово-красный осадок комплекса.

Реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге. Для этого на листок фильтровальной бумаги наносят каплю раствора соли никеля (II), затем каплю спиртового раствора диметилглиоксима. Бумагу держат над склянкой с концентрированным раствором аммиака (в парах аммиака) до появления розово-красного пятна.

Другие реакции катионов никеля (II).Катионы Ni 2+ с сульфид-ионами S 2- в нейтральной среде образуют черный осадок сульфида никеля (II) NiS; со смесью щелочи и хлорной воды — черно-бурый осадок гидроксида никеля (Ш) Ni(OH)₃; с тиоцианатом калия KNCS и пиридином (Ру) — голубой осадок комплекса состава [NiPy₄](NCS)₂; с рубеановодородной кислотой — сине-фиолетовый осадок рубеаната никеля, малорастворимый в кислотах и аммиаке.

V. Литература.

1. Ю. Я. Харитонов. Аналитическая химия. Ч. 1 .высшая школа, М, 2001 гл. 6, с. 130-152.

2. В.П. Васильев. Аналитическая химия. Книга 1. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. Высшее образование. М., 2004 г. С. 82-111.

2. Ю. Я. Золотов. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Высшая школа, М., 200I. с. 121-135

З А Н Я Т И Е № 5.

I. Тема: Анализ смеси катионов IV, V, VI групп.

П. Цель: 1. Сформировать знания о свойствах буферных систем и их применении в аналитической химии; научиться количественно рассчитывать их параметры (рН и буферную емкость).

2. Научиться определять и идентифицировать катионы IV, V и VI групп в смеси.

Источник

Гидроксид никеля II

Гидроксид никеля II
Систематическое наименование	Гидроксид никеля II
Традиционные названия	Гидроокись никеля
Хим. формула	H₂NiO₂
Рац. формула	Ni(OH)₂
Состояние	светло-зелёные кристаллы
Молярная масса	92,70 г/моль
Плотность	3,65; 4,1 г/см³
Растворимость
• в воде	0,0005 г/100 мл
Рег. номер CAS	12054-48-7
PubChem	61534
Рег. номер EINECS	235-008-5
SMILES
RTECS	QR648000
ChemSpider	55452 и 21171180
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гидроксид никеля II — неорганическое соединение, гидроксид металла никеля с формулой Ni(OH)₂, светло-зелёные кристаллы, не растворяется в воде, образует гидраты.

Содержание

Получение

Действие концентрированных щелочей на раствор солей двухвалентного никеля:

NiSO₄ + 2 NaOH → Ni(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄ NiCl₂ + 2 NaOH → Ni(OH)₂ ↓ + 2 NaCl

Физические свойства

Гидроксид никеля II образует светло-зелёные кристаллы тригональной сингонии, пространственная группа P 3 m1, параметры ячейки a = 0,3117 нм, c = 0,4595 нм, Z = 1.

Из раствора осаждается гидрат Ni(OH)₂•n H₂O из которого после сушки над серной кислотой выделяется соединение стехиометрического состава 3Ni(OH)₂•2H₂O.

Не растворяется в воде, р ПР = 13,80.

Источник

Химические свойства никеля

(Пахомова Анна и Гусейнов Эльмин)

Никель (Ni) является элемент восьмой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 28, относится к семейству железа. Простое вещество — это металл серебристо-белого цвета, пластичный, ковкий, при обычных температурах на воздухе образует тонкую оксидную пленку на поверхности. Ему присущи характерные свойства металлов. Химически малоактивен.

1)Атомная масса (молярная масса): 58,6934 г/моль;

2)Строение внешнего электронного слоя: 3d84s2;

3)Радиус атома: 124пм.

На первом энергетическом уровне 2 электрона на s-орбитали, на втором-2 электрона на s-орбитали и 6 на p-орбитали, на третьем- 2 на s-орбитали, 6 на p-орбитали и 8 электронов на d-орбитали, на четвертом- 2 электрона на s-орбитали.[1]

1)Ковалентный радиус: 115 пм;

2)Радиус иона: (+2е) 69пм;

3)Электроотрицательность: 1,91 (шкала Полинга);

4)Электродный потенциал: -0,25 В;

5)Степени окисления: 0; +1; +2; +3; +4(редкие и неустойчивые соединения);

6)Энергия ионизации: 736,2 кДж/моль.

В ряду активности металлов он находится между кобальтом и оловом:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

· Термодинамические свойства простого вещества:

1)Плотность (при н.у.): 8,902 г/см3;

2)Температура плавления: 1453 °С (1726 К, 2647 °F);

3)Температура кипения: 2732 °С (3005 К, 4949 °F);

4)Удельная теплота плавления: 17, 61 кДж/моль;

5)Удельная теплота испарения: 378,6 кДж/моль;

6)Молярная теплоёмкость: 26,1 Дж/моль;[2]

7)Молярный объём: 6,6 см3/моль.[3]

Природный никель состоит из смеси пяти стабильных изотопов: 58Ni (67,76%), 60Ni (26,26% ), 61Ni (1,25%), 63Ni (3,66%), 63Ni (1,16%).

“Изотопным составом объясняется меньший атомный вес природного никеля, по сравнению с кобальтом, имеющим порядковый номер 27.”[4] (Пешкова В. М. Аналитическая химия никеля / В. М. Пешкова, В. М. Савостина. — Москва: Издательство наука, 1966.- C.5-7.)

· Природные и искусственные полученные изотопы никеля:

1) 56Ni: тип излучения γ\ период полураспада 6, 4 дня\ происхождение изотопа искусственное\ содержание в природном никеле 0%;

2) 57Ni: тип излучения β+\ период полураспада 36 часов\ происхождение изотопа искусственное\ содержание в природном никеле 0%;

3) 58Ni: — \ стабилен\ происхождение изотопа естественное\ содержание в природном никеле 67,76%;

4) 59Ni: тип излучения К, нет β+\ 5∙104\ искусственное\ содержание в природном никеле 0%;

5) 60Ni: — \ стабилен\ происхождение изотопа естественное\ содержание в природном никеле 26,16%;

6) 61Ni: — \ стабилен\ происхождение изотопа естественное\ содержание в природном никеле 1,25%;

7) 62Ni: — \ стабилен\ происхождение изотопа естественное\ содержание в природном никеле 3,66%;

8) 63Ni: тип излучения β-\ период полураспада 125 лет\ происхождение изотопа искусственное\ содержание в природном никеле 0%;

9) 64Ni: тип излучения β-\ больше 3∙1015\ происхождение изотопа естественное\ содержание в природном никеле 1,16%;

10) 65N: тип излучения β-, γ\ период полураспада 2,6 часа\ происхождение изотопа искусственное\ содержание в природном никеле 0%;

11) 66Ni: тип излучения β-\ период полураспада 54,8 часа\ \происхождение изотопа искусственное\ содержание в природном никеле 0%.

В большинстве соединений никель положительно двухвалентен, но известны комплексные соединения, где никель имеет валентность +2 и +3. По химическим свойствам никель близок к железу и кобальту, отчасти, меди. Трудность окисления ионов Cu (2+) и Ni (2+) объясняется высокими значениями третьего потенциала ионизации (Энергии ионизации , т. е, энергии, необходимой для отрыва одного электрона от нейтрального атома. Отношение этой величины к заряду электрона есть ионизационный потенциал, т. е. напряжение электрического поля, достаточное для отрыва электрона.)

Как отмечалось ранее, никель нельзя отнести к активным металлам, он[5] обладает средней химической активностью, но тонкодисперсный порошок, полученный восстановлением соединений никеля водородом при низких температурах, пирофорен.[6]

“Никель является металлом сравнительно низкой химической активности. При обычных температурах, он покрывается тонкой защитной окисной пленкой и не взаимодействует с влагой воздуха, водой и рядом растворителей. Вода, насыщенная углекислотой, в присутствии ионов хлора может вызвать точечную коррозию никеля. Никель превосходно сопротивляется коррозии в щелочных растворах. Сильные щелочи — едкий натрий и едкий калий — на никель не действуют, так же как и безводный аммиак. Однако он растворяется в аммиачных растворах в присутствии (NH4)2CO3 с образованием растворимых аммиакатов, окрашенных в зеленый цвет ”. [7](Дриц М. Е. Свойства элементов / М. Е. Дриц [и др.].- Москва: Издательство: Металлургия, 1985.-C.490.)

При обычных условиях никель устойчив к реакциям с кислородом, галoгенами, серой, щелочами. Сухие газы(окислы азота, сернистый газ и аммиак) при комнатной температуре с никелем не реагируют.

· Взаимодействие никеля с галогенами.

Металлический никель в отсутствии повышенной температуры и влаги устойчив к действию не только кислорода, но галогенов: фтор (F₂), хлор (Cl₂), бром (Br₂), йод (I₂), астат (At₂). При обычных условиях никель с галогенами не реагирует.

Ni + Hal →[8]

При нагревании никель реагирует со всеми галогенами с образованием дигалогенидов никеля.[9]

· Взаимодействие никеля с неметаллами.

Никель реагирует не со всеми неметаллами, так к действию фтора никель устойчив и не реагирует даже при температуре красного каления.

Ni + F →

С некоторыми неметаллами при создании специальных условий никель взаимодействует.

При обычных условиях никель устойчив.

Ni + S →

Однако, нагревание порошков никеля и серы приводит к образованию сульфида никеля (NiS).

Сульфиды никеля практически не растворимы в воде и органических растворителях. Разлагаются лишь азотной кислотой и царской водкой. При нагревании в вакууме выше 500°Сдиссоциируют с образованием паров серы и фаз, обогащенных никелем. При нагревании на воздухе окисляются.

· Взаимодействие никеля с кислородом.

При обычных условиях никель с кислородом не реагирует, и на воздухе он почти не изменяется.

Ni + O₂ →

Но при высокой температуре (500 °C) реакция с кислородом протекает с образованием монооксида никеля (NiO), представляющий собой зеленовато-желтый светлый порошок. Происходит окислительно-восстановительная реакция, и никель переходит из Ni 0 в Ni +4.

2Ni + O₂ → t 2NiO

Однако, в мелкодисперсном состоянии (в виде мелкораздробленного порошка) никель обладает пирофорностью, т. е. самовоспламеняется на воздухе даже при обычной температуре.

Как отмечалось ранее, в мелкодисперсном состоянии никель пирофорен, и способен поглощать большое количество газов (Н₂, СО и др.), что, кстати,[10] ухудшает его свойства. Так при реакции с монооксидо углерода (II) образуется карбид никеля, представляющий собой серые кристаллы.

При неизмельченном состоянии металла возможно образование тетракарбонила никеля, представляющего собой бесцветную жидкость.

Ni +4 CO→ t Ni(CO)4[11]

При реакции с водородом образуется гидрид никеля, представляющий собой черные кристаллы.

“В тонко раздробленном состоянии никель адсорбирует водород, на этом свойстве никеля основано применение никеля и его соединений в качестве катализатора, ускоряющего присоединение или отщепление водорода.” (Никель//Большая советская энциклопедия/.-1939.-Т42.-С.111.)

· Взаимодействие никеля с водой.

По отношению к воде никель устойчив. Его гидроксо-соединения, такие как гидроксид никеля (II) Ni(OH)2 и гидроксид никеля (III) Ni(OH)3 получают косвенным путем.

· Взаимодействие никеля с щелочами.

Щелечи как в водных растворах так и расплавах не действуют на никель.

Ni + NaOH →

· Взаимодействие никеля с кислотами.

При реакции с кислотами такими как азотная, серная, соляная, образует соответствующие двухвалентные соли.[12]

Никель легко растворяется в разбавленных кислотах, при этом он образует аквакатиона [Ni(H2O)6] с зарядом 2+. Стоит заметить, что с соляной, серной, фосфорной, фтористоводородной кислотами никель реагирует медленно.

Легче и быстрее всего никель реагирует с разбавленной азотной кислотой.

При действии на никель концентрированных серной и азотной кислот, они лишь пассивируют металл, т е приводят к образованию на поверхности оксидных пленок, как и в случае c железом.

“Органические кислоты действуют на Никель, лишь после длительного соприкосновения с ними”. (Грибовская И. Ф. Никель/И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.611.)

· Взаимодействие никеля с солями.

В силу малой химической активности никеля такие соединения как сода (Na₂CO₃), поташ (K₂CO₃) не взаимодействуют с металлом.

Ni + Na₂CO₃→

Ni + K₂CO₃→

Однако, такие малоактивные металлы как медь (Cu) никель вытесняет из солей

“Никель один из самых активных металлов — катализаторов. Ката-

литическая активность никеля зависит от степени дисперсности порошка,

его чистоты и методики его получения. Каталитическими свойствами об-

ладают многие сплавы никеля с алюминием, молибденом и с другими

элементами, а также и некоторые соединения: оксид, сульфид, бориды

никеля и другие.”[14]

10. Никель //Большая советская энциклопедия/.-1939.-Т42.-С.110-111.

Грибовская И. Ф. Никель/ И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.610-613.

Федоров П. И. Никель/ П. И. Федоров// Химическая энциклопедия.-1992.-Т.3.-С.240-242.

Дриц М. Е. Свойства элементов / М. Е. Дриц [и др.].- Москва: Издательство Металлургия, 1985.-С.481-492.

[2] Никель //Большая советская энциклопедия/.-1939.-Т42.-С.110-111.

[3] Дриц М. Е. Свойства элементов / М. Е. Дриц [и др.].- Москва: Издательство Металлургия, 1985.-С.481-492.

[4] Пешкова В. М. Аналитическая химия никеля / В. М. Пешкова, В. М. Савостина.-Москва: Издательство наука, 1966.-C.5-7.

[5] Пешкова В. М. Аналитическая химия никеля / В. М. Пешкова, В. М. Савостина/.-Москва: Издательство наука, 1966.-C.5-7.

[6] Никель //Большая советская энциклопедия/.-1939.-Т42.-С.110-111.

Грибовская И. Ф. Никель/ И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.610-613.

[7] Дриц М. Е. Свойства элементов / М. Е. Дриц [и др.].- Москва: Издательство: Металлургия, 1985.-C.490.

[8] Глинка Н. Л. Общая химия/ Н. Л. Глинка.-Москва: Издательство Интегралл-Пресс, 2002.-С.529.

[9] Глинка Н. Л. Общая химия/ Н. Л. Глинка.-Москва: Издательство Химия, 1985.-С.673-675.

[10] Грибовская И. Ф. Никель/ И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.610-613.

[11] Никель //Большая советская энциклопедия/.-1939.-Т42.-С.111.

[12] Грибовская И. Ф. Никель/ И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.611.

Глинка Н. Л. Общая химия/ Н. Л. Глинка.-Москва: Издательство Интегралл-Пресс, 2002.-С.529.

[13] Глинка Н. Л. Общая химия/ Н. Л. Глинка.-Москва: Издательство Химия, 1985.-С.673-675.

Диогенов Г. Г. Никель: прошлое, настоящее, будущее/ Г. Г. Диогенов// Химия в школе.-2001.-№8.-С.90-92

[14] Грибовская И. Ф. Никель/ И. Ф. Грибовская//Большая советская энциклопедия/.-1974.-Т17.-С.610-613.

Дриц М. Е. Свойства элементов / М. Е. Дриц [и др.].- Москва: Издательство Металлургия, 1985.-С.490.

\|	следующая лекция ==>
Работникам столовой	\|	Характеристика железнодорожных колёс. Потребитель железнодорожных колёс и области их применения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник

Реакция никеля с водой уравнение реакции

Никель и его соединения.

Применение никеля и его соединений.