निकल (III) हाइड्रोक्साइड: संरचना, गुण, उपयोग, जोखिम - रसायन विज्ञान - 2025

निकल हीड्राकसीड (iii) एक अकार्बनिक यौगिक जिसमें निकल धातु 3+ के ऑक्सीकरण संख्या है। इसका रासायनिक सूत्र नी (OH) _{3 है} । परामर्शित सूत्रों के अनुसार, अब तक निकल (III) हाइड्रॉक्साइड नी (OH) ₃ के अस्तित्व को सत्यापित करना संभव नहीं था, लेकिन निकल (III) ऑक्सो-हाइड्रॉक्साइड, NiO (OH) को प्राप्त करना संभव हो गया है।

निकल (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड NiO (OH) एक काला क्रिस्टलीय ठोस है जो दो रूपों में क्रिस्टलीकृत होता है: बीटा और गामा रूप। NiO (OH) का सबसे आम क्रिस्टलीय रूप बीटा है।

निकल (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड की संरचना, NiO (OH)। नीला = निकल, लाल = ऑक्सीजन, सफेद = हाइड्रोजन। लेखक: धुआँधार। स्रोत: खुद का काम स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

NiO (OH) पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) की उपस्थिति में क्लोरीन (Cl ₂) या ब्रोमीन (Br ₂) के साथ निकल (II) नाइट्रेट समाधान (Ni (₃ नहीं) ₂) के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है । निकेल (III) ऑक्सोहाइड्रोक्साइड एसिड में बहुत घुलनशील है। यह सुपरकैपेसिटर में और एक पुनर्योजी उत्प्रेरक के रूप में निकल बैटरी में आवेदन करता है।

निकल (III) ऑक्सो-हाइड्रॉक्साइड NiO (OH) और निकल (II) हाइड्रॉक्साइड Ni (OH) ₂ अपने अधिकांश अनुप्रयोगों के संचालन में एक साथ पाए जाते हैं, क्योंकि दोनों एक ही ऑक्साइड-समीकरण का हिस्सा हैं। कमी।

एक निकल यौगिक होने के नाते, NiO (OH) अन्य निकल लवण, यानी त्वचा की जलन या जिल्द की सूजन और कैंसर के समान जोखिम प्रस्तुत करता है।

क्रिस्टल की संरचना

निकल (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड दो रूपों में क्रिस्टलीकृत होता है: बीटा और गामा। बीटा फॉर्म very-NiO (OH) में Ni-Ni (OH) _{2 के} समान संरचना है, जो पहले के बाद के ऑक्सीकरण से आने के बाद से तर्कसंगत लगता है।

गामा the-NiO (OH) रूप अपने अल्फा रूप α-Ni (OH) ₂ में निकल (II) हाइड्रॉक्साइड का ऑक्सीकरण उत्पाद है । उत्तरार्द्ध की तरह, गामा में परतों के बीच क्षार धातु आयनों, आयनों और पानी के साथ एक स्तरित संरचना है।

इलेक्ट्रोनिक विन्यास

NiO (OH) में, निकल 3+ ऑक्सीकरण अवस्था में है, जिसका अर्थ है कि इसकी सबसे बाहरी परतें 3 इलेक्ट्रॉनों को गायब कर रही हैं, अर्थात परत 4 s से दो इलेक्ट्रॉन गायब हैं और परत 3 d से एक इलेक्ट्रॉन । NiO (OH) में Ni ³⁺ का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है: 3 d ⁷, जहां कुलीन गैस आर्गन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास है।

शब्दावली

- NiO (OH): निकल (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड

- निकेल ब्लैक

गुण

भौतिक अवस्था

काले क्रिस्टलीय ठोस।

घुलनशीलता

NiO (OH) ऑक्सीओहाइड्रॉक्साइड एसिड में बहुत घुलनशील होता है। गामा चरण ऑक्सीजन के विकास के साथ सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाता है।

अन्य गुण

गर्म पानी में यह एक निकल (II) और (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड, नी ₃ ओ ₂ (ओएच) _{4 हो जाता है} ।

यह 140 डिग्री सेल्सियस पर निकल (II) ऑक्साइड (NiO), पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है।

गामा चरण (γ-NiO (OH)) को विभिन्न तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, सोडियम पेरोक्साइड (Na ₂ O ₂) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) के पिघले हुए मिश्रण के साथ निकल का उपचार 600 ºC पर और ठंडा करना जमा हुआ पानी।

गामा चरण 138 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर विघटित हो जाता है।

अनुप्रयोग

निकल बैटरी में

एडिसन की निकल-लोहे की बैटरी, जिसमें KOH का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है, निकल की प्रतिक्रिया पर आधारित है (III) आयरन के साथ ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड:

डाउनलोड:

Fe + 2NiO (OH) + H ₂ O OH Fe (OH) ₂ + 2Ni (OH) ₂

भार:

यह एक प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया है।

इन बैटरियों के एनोड पर रासायनिक और विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला होती है। यहाँ एक सामान्य रूपरेखा है:

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β-Ni (OH) ₂ ⇔ β-NiO (OH) + एच ⁺ + ई ^-

भार

बुढ़ापा ↑ ↓ अधिभार

डाउनलोड

α-Ni (OH) ₂ ⇔--NiO (OH) + एच ⁺ + ई ^-

भार

निकल बैटरी प्रौद्योगिकी में, निकल (III) ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड NiO (OH) को "निकल सक्रिय द्रव्यमान" कहा जाता है।

निकल रिचार्जेबल बैटरी। लेखक: सुपरसर्जेनरीक। स्रोत: खुद का काम स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

एक पुनर्योजी उत्प्रेरक के रूप में इलेक्ट्रोकैटलिसिस में

NiP (OH) को सफलतापूर्वक एज़ियोप्राज़ोल के इलेक्ट्रोसाइंथेसिस के माध्यम से, एमिनियोप्राज़ोल के इलेक्ट्रोकालिटिक ऑक्सीकरण के माध्यम से उपयोग किया जाता है। अल्कोहल या कार्बोनिल यौगिकों से शुरू होने वाले कार्बोक्जिलिक एसिड के संश्लेषण में इसकी उपयोगिता भी साबित हुई है।

NiO (OH) द्वारा उत्प्रेरित शराब के ऑक्सीकरण द्वारा एक कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त करना। स्रोत: मूल रूप से en.wikipedia से। लेखक मूल अपलोडर V.rik पर en.wikipedia था। स्रोत: विकिपीडिया कॉमन्स

एक अन्य उदाहरण पाइरिडाइनेकेरबॉक्सिलिक एसिड के लिए हाइड्रॉक्सीमेथिलपीरिडाइन का मात्रात्मक रूपांतरण है। इस मामले में, एनोड (OH) की एक परत के साथ एनोड के अनुरूप स्टील या निकल इलेक्ट्रोड को कवर किया जाता है। जिस माध्यम में इलेक्ट्रोलिसिस होता है वह क्षारीय है।

इन प्रतिक्रियाओं में, NiO (OH) एक कमी-ऑक्सीकरण मध्यस्थ, या "रेडॉक्स" मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है।

इलेक्ट्रोलिसिस एक सेल में निकेल एनोड और टाइटेनियम कैथोड के साथ एक क्षारीय माध्यम में किया जाता है। प्रक्रिया के दौरान, नी (OH) ₂ निकल एनोड की सतह पर _{बनता है}, जो जल्दी से NiO (OH) में ऑक्सीकृत हो जाता है:

नी (OH) ₂ + OH ^- - e ^- (NiO (OH) + H ₂ O

NiO (OH) कार्बनिक सब्सट्रेट के साथ प्रतिक्रिया करता है और वांछित कार्बनिक उत्पाद प्राप्त होता है, Ni (OH) _{2 को} पुनर्जीवित करता है:

NiO (OH) + कार्बनिक यौगिक → Ni (OH) ₂ + उत्पाद

जैसा कि नी (ओएच) ₂ पुन: उत्पन्न करता है, उत्प्रेरक प्रतिक्रिया जारी है।

एक इलेक्ट्रोकैटलिस्ट के रूप में NiO (OH) का उपयोग कम लागत के साथ और पर्यावरण के अनुकूल तरीके से कार्बनिक यौगिकों को प्राप्त करने की अनुमति देता है।

सुपरकैपेसिटर में

NiO (OH) के साथ Ni (OH) ₂ सुपरकैपेसिटर इलेक्ट्रोड (सुपरकैपेसिटर) के लिए उत्कृष्ट सामग्री हैं।

नी (ओएच) ₂ + ओएच ^- O नीओ (ओएच) + एच ₂ ओ + ई ^-

उनके पास एक उच्च समाई है, कम लागत और, कुछ संदर्भों के अनुसार, कम पर्यावरणीय प्रभाव।

एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में कैपेसिटर। लेखक: PDPhotos स्रोत: पिक्साबे

हालांकि, उनके पास कम चालकता है। यह उक्त यौगिकों के नैनोकणों का उपयोग करके हल किया जाता है, क्योंकि यह सतह क्षेत्र को बढ़ाता है और प्रसार के लिए आवश्यक दूरी को कम करता है, जो इलेक्ट्रॉनों और / या आयनों के हस्तांतरण की एक उच्च गति सुनिश्चित करता है।

धातु आयनों के ऑक्सीकरण में

निकल (III) के ऑक्सोहाइड्रॉक्साइड के वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में से एक कोबाल्ट (III) आयनों के समाधान में कोबाल्ट (II) आयनों को ऑक्सीकरण करने की क्षमता पर आधारित है।

जोखिम

समाधान में, नी ² नी आयन के रूप में निकल अधिक स्थिर है, इसलिए नी ³⁺ समाधानों के संपर्क में आना सामान्य नहीं है । हालांकि, सावधानियां समान हैं, जैसे निकल, चाहे धातु, समाधान में या अपने ठोस लवण के रूप में, त्वचा की संवेदनशीलता का कारण बन सकती है।

सुरक्षात्मक उपकरण और कपड़े, जैसे कि चेहरा ढाल, दस्ताने और सुरक्षा जूते का उपयोग करना उचित है। जब भी निकेल के घोल के संपर्क में आने की संभावना हो, तो इसका इस्तेमाल किया जाना चाहिए।

यदि जिल्द की सूजन होती है, तो यह पता लगाने के लिए डॉक्टर के साथ इलाज किया जाना चाहिए कि यह निकल के कारण होता है।

साँस लेना की संभावना के बारे में, स्थानीय वेंटिलेशन के माध्यम से, निकल वेंटिलेशन धूल की वायु सांद्रता को बहुत कम रखने और आवश्यक होने पर श्वसन सुरक्षा का उपयोग करने के लिए अच्छा अभ्यास है।

सभी निकेल यौगिकों को इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर या IARC द्वारा मनुष्यों के लिए कार्सिनोजेन्स की श्रेणी में वर्गीकृत किया गया है।

यह महामारी विज्ञान और प्रयोगात्मक डेटा पर आधारित है।

संदर्भ

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