Transcript Nikiel – prezentacja (P. Woźnicki)

Nikiel
WYKONAŁ PIOTR WOŹNICKI
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Ogólna charakterystyka
 Nikiel jest pierwiastkiem z grupy metali przejściowych.
W układzie okresowym jest w 10 grupie i 4 okresie, w
bloku d. Jego liczba atomowa to 28 a masa atomowa
58,69 u. Występuje na II i III (i bardzo rzadko na IV)
stopniu utlenienia. Tworzy średnio zasadowe tlenki. Ma 5
trwałych izotopów (58, 60, 61, 62, 64). Jego konfiguracja
elektronowa to
1s22s22p63s23p64s23d8
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Wygląd
 Nikiel metaliczny jest metalem srebrzystobiałym,
kowalnym, odpornym na działanie wilgoci i
powietrza. Stosuje się go m.in. do tworzenia
błyszczących powłok galwanicznych na powierzchni
elementów stalowych
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Występowanie
 Nikiel występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok.
80 ppm w postaci minerałów -garnieryt i pentlandyt.
Rudy dzieli się na tlenowe, siarczkowe i arsenkowe,
w zależności od ich składu chemicznego. Rudy niklu
przerabia się najczęściej na tlenki, redukowane
następnie węglem, a tak otrzymany surowy nikiel
poddaje się rafinacji elektrolitycznej.
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Występowanie złóż
Złoża niklu występują w :
 Kanadzie,
 Australii,
 na Kubie,
 w Chinach i
 Rosji.
Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w
skorupie ziemskiej 21! miejsce (procenty wagowe).
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Zastosowanie
 Nikiel wykorzystuje się głównie jako pokrycie mniej
szlachetnego żelaza i stali (elektroliza), gdzie zwiększa
wytrzymałość i odporność na korozję. Stale takie
wykorzystuje się w przemyśle samochodowym.
 Sieć krystaliczna niklu posiada
właściwość absorpcji atomów wodoru. W silnie
rozdrobnionym metalu może się zmieścić około 17 razy
więcej wodoru niż wynosi jego objętość. Właściwość ta
wykorzystywana jest jako katalizator w wielu procesach,
m.in. w hydrogenizacji (chemicznym utwardzaniu)
tłuszczów. Jest składnikiem baterii niklowo-kadmowych.
Jego stopy z miedzią służą do produkcji monet.
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Związki
 Nikiel w związkach występuje jako pierwiastek dwu-,
trój- lub czterowartościowy ale najtrwalsze są
połączenia niklu(II). Wodne roztwory jego soli mają
zabarwienie zielone, co jest spowodowane
obecnością uwodnionych jonów [Ni(H2O)6]2+
natomiast sole bezwodne są żółte.
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Charakterystyka
 Nikiel w roztworach występuje wyłącznie na drugim
stopniu utlenienia. Na wyższych stopniach utlenienia
występuje tylko w tlenkach Ni2O3 NiO2 i niektórych
kompleksach. Kation Ni2+ należy do 3 grupy
analitycznej kationów. Łatwo tworzy jony zespolone,
przy czym najtrwalsze są kompleksy cyjankowe
[Ni(CN)4]2- i szczawianowe [Ni(C2O4)2]2-
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Wykrywanie – reakcja Czugajewa
 Dimetyloglioksym (odczynnik Czugajewa) dodany do
amoniakalnego roztworu jonów Ni2+ wytrąca
czerwony (różowy) kłaczkowaty osad
dimetyloglioksymianu niklu(II).
Osad ten nie rozpuszcza się
w nadmiarze NH3(aq).
 Ta reakcja identyfikacyjna jest najczęściej stosowaną
reakcją do wykrywania jonów Ni2+
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Reakcje charakterystyczne
 W reakcji Ni2+ z roztworem wodorotlenku sodu NaOH
wytrąca się zielony (zielonkawy) osad wodorotlenku
niklu:
 Ni2+ + 2OHNi(OH)2
który jest nierozpuszczalny
w nadmiarze zasady, ale rozpuszcza się w rozc. kwasach,
roztworze amoniaku i solach amonowych. Pod wpływem
utleniaczy (woda bromowa, chlorowa) przechodzi w
czarny wodorotlenek niklu Ni(OH)3:
2 Ni2+ + 2OH- + Cl2
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Ni(OH)3 + 2Cl-
Tlenek niklu(II)
 Po wyprażeniu wodorotlenku niklu Ni(OH)2
powstaje tlenek szarozielony tlenek niklu(II) NiO:
Ni(OH)2
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
T
NiO + H2O
Reakcje charakterystyczne
 Wodny roztwór amoniaku NH3(aq) dodawany w
niewielkich ilościach do roztworu zawierającego jony
Ni2+ wytrąca się zielonkawy hydroksosoli, np.
hydroksochlorku niklu(II)
Ni2+ + 2Cl- + NH3*H2O
Ni(OH)Cl + NH4+
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Reakcja z amoniakiem – c.d.
 Otrzymana sól Ni(OH)Cl jest rozpuszczalna w
nadmiarze wodnego roztworu amoniaku z
utworzeniem szafirowofioletowego jonu zespolonego
[Ni(NH3)6]2+:
Ni(OH)Cl+6(NH3*H2O)
[Ni(NH3)6]2++OH+Cl+6H2O
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Reakcja z siarczkami
 Siarczek amonu (NH4) 2S wytrąca z roztworów
zawierających Ni2+ czarny osad siarczku niklu:
 Ni2+ + S2-
NiS
który jest rozpuszczalny jedynie w rozpuszczalnikach
wykazujących silne właściwości utleniające, np. w
wodzie królewskiej lub kwasie solnym w obecności
nadtlenku wodoru.
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Reakcja z żelazocyjankami
 Żelazocyjanki (np. K4[Fe(CN)6] strącają z roztworu
soli niklu zielonkawobrunatny osad,
nierozpuszczalny w rozc. kwasie solnym:
Ni2+ + Fe(CN)64-
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu
Ni2[Fe(CN)6]
Bibliografia
 Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko –
Chemia analityczna, tom 1
 Szczęsny Rosołowski – „Pracownia
chemiczna. Analiza jakościowa”
 http://www.e-chemia.nazwa.pl/
 http://pl.wikipedia.org/
 http://portalwiedzy.onet.pl/13285,,,,nikiel,
haslo.html/
Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu