> Техника, страница 65 > Никеля соединения

Никеля соединения

Никеля соединения. В технике применяются почти исключительно соединения двувалентного никеля. Производные Ni высших валентностей (а также одновалентного)

очень неустойчивы и известны лишь в небольшом числе. Никель образует несколько степеней сжисления, из которых лишь закись, NiO, является прочным окислом основного характера, дающим многочисленные соли. Существование окиси никеля, Ni₂0„, с достоверностью не доказано. Двуокись Ni0₂является сильным окислителем и не имеет основных свойств. Окислу NiO, в свободном состоянии неизвестному, отвечают недавно полученные Д. Горалевичем соли никелевой к-ты, H₂Ni0₄. Существование высшего окисла Ni0₄ сомнительно. Кроме перечисленных нормальных типов отмечено существование ряда окислов более сложного состава: Ni_s0₄, Ni₄0₇, Ni„0„ Ni₅0„ Ni_sO_e, Ni₆0„, Ni₈O_u, Ni_eO_n и др., представляющих вероятно никелевые соли высших гидратных форы (Гора-левич). Доказано также существование гидрида никеля, NiHj. Из солей никеля хлорид, нитрат и сульфат хорошо растворимы в воде; растворы их ядовиты для животных и растений. Водные соли Ni зеленого цвета, безводные—желтого. Двухзарядный атомион никеля, Ni",—зеленого цвета; теплота образования его из металла равна +8 000 cal на г-эквивалент. Никель образует также комплексные ионы — как положительные, например [Ni(NH,)₄]” и [Ni(NH₃),|~, так и отрицательные, например [Ni(CN)₄]". Будучи в химическом отношении наиболее близким к кобальту, никель отличается от него более трудной окисляемостью Ni” и меньшей устойчивостью комплексных ионов.

Отдельные представители Н. с. Закись никеля, NiO,—аморфный порошок желто-зеленого (в нагретом состоянии желтого) цвета, уд. в 6,6; м. б. получена также в виде стальносерых октаэдрич. кристаллов с уд. в 7,4. Нерастворима в воде, но растворяется в конц. минеральных к-тах, в аммиаке (с фиолетовым окрашиванием, при нагревании переходящим в желтое) и в расплавленном бисульфате; при высоких <° устойчива. Углем или водородом при нагревании восстанавливается до металла; восстановление водородом при умеренной t° дает пирофорный никель. NiO является промежуточным продуктом при техническом получении никеля; в чистом виде ее получают прокаливанием осажденного гидрата Ni(OH)₂, нитрата или карбоната никеля. NiO употребляется как керамическая краска; иногда NiO вводят в состав эмалей и стекол; восстановлением NiO получают никел. катализатор; сама NiO также может служить катализатором при нек-рых окислительных реакциях. Гидрат закиси никеля, Ni(OH)₂-xН₂0,—свет-лозеленый, в воде почти нерастворимый порошок, постоянный на воздухе, уд. в 4,4; легко растворим в к-тах; растворяется так-же в аммиаке (с синим окрашиванием), образуя аммиакаты, и в растворах солей аммония. Получается действием едкой щелочи на растворы солей Ni; служит для приготовления NiO, NiO» и некоторых солей Ni. Продажная окись никеля, по составу приблизительно отвечающая формуле Ni₂0₃, повидимому не представляет индивидуального соединения, а состоит из NiO и NiO». Это —черный порошок, уд. в 4,8, получаемый осторожным прокаливанием Ni(N0₃)₂;

при более высокой температуре легко теряет часть кислорода, переходя в Ni₈0₄. Препарат Ni,O_s обыкновенно содержит гидрат-ную воду в переменных количествах (1—3 Н₂0); реагирует как энергичный окислитель. Применяется для изготовления анодов в эдисоновских щелочных аккумуляторах и в качестве катализатора при реакциях гидрирования под давлением. Двуокись н и к е-л я, Ni0₂,—аморфный порошок буро-черного цвета, к-рый получается при обработке Ni(OH)₃ гипохлоритом. Растворяется в UNO* и II₂S0₄ с выделением кислорода, в НС1—с выделением хлора, в NH₄OH—с выделением азота; на органич. вещества действует сильно окисляюще. Ni0₂ входит в состав анодной массы щелочных аккумуляторов (некоторые исследователи рассматривают эту массу как твердый раствор Ni₂0₂-H₂0 в NiO_a)., Закись-окись никеля, Ni₈0₄, образуется при нагревании порошкообразного Ni с Na₂0₂; аморфна; содержится в продажной окиси никеля.

Сернистый никель, NiS, в природе образует минерал м и л л е р и т—гексагональные кристаллы желтого цвета, уд. в 5,5. Сульфид, полученный осаждением ΝΓ-иона сернистым аммонием, представляет собою черный аморфный порошок, уд. в 4,6, <°„₄. 797°, нерастворимый в воде; он почти нерастворим в конц. НС1, уксусной к-те и разбавленных минеральных к-тах; растворяется в конц. HN0₃, царской водке (при нагревании) и в растворе KjS. На воздухе в присутствии влаги постепенно окисляется, переходя в NiS0₄.

Хлористый никель, NiCI₂-6H₂0,— зеленые кристаллы моноклинной системы, растворимые в воде и в е. Растворимость (безводного NiCl₂): при 0°—54 ч., при 10°—60 ч., при 96°—88 ч. в 100 ч. Н₂0. В аммиаке растворяется с синим окрашиванием. Получается растворением NiO,Ni(OH)₂или карбоната Ni в соляной к-те. Безводный NiCl₂—золотистожелтые чешуйки, удельный вес 2,56, при нагревании возгоняется; получается при накаливании Ni в токе сухого хлора. NiCl₂-61I₂0 применяется в составе ванн для никелирования.

Азотнокислый никель, Ni(N0₃)₂·

• 6HjO,—зеленые кристаллы, уд. в Л¹¹=2,06, t°_nA 56,7°. Растворимость в 100 ч. воды: при 0°—79 ч., при 18°—94 ч., при 95°—340 ч. безводного Ni(N0₃)₂; соль растворима также в е. Получается растворением Ni, NiO, Ni(OH)₂ или карбоната Ni в азотной к-те. Применяется для окрашивания керамич. изделий в коричневый цвет и для получения окиси никеля.

Сернокислый никель, никелевый купорос, NiS0₄-7H₂0, — крупные изумруднозеленые кристаллы моноклинной системы, уд. в 1,93. Растворимость: при 0°—27,2 ч., при 9°—31,5 ч., при 15°—34,2 ч., при 34°— 45,5 ч. в 100 ч. Н»0; в метиловом е соль заметно растворима, в этиловом—очень мачо. В аммиаке дает синий раствор, из которого может быть выделен аммиакат состава [NiiNHj^JSCV П₂0. Из водных растворов, имеющих (° выше 32°, выкристаллизовывается гексагидрат NiS0₄-6H₂0; последний при 1° < 53,3° образует кристаллы квадрат ной системы (устойчивая форма), а выше 53,3°—моноклинные. Кристаллы 7-водной соли при 1°=31,5° переходят в 6-водную, которая при 98—100° плавится и по мере дальнейшего нагревания постепенно теряет воду (последнюю молекулу—выше 230°). Вполне безводный NiSG₄—желтая гигроскопич. масса, уд. в.3,06; растворимость при 0°—27,2 ч., при 20°—39,7 ч., при 50°—52,0 ч., при 70°— 61,9 ч., при 110°—87 ч. в 100 ч. Н₂0. Для получения NiS0₄ берут обыкновенно метал-лич. никель (опилки, обрезки) и растворяют его в разбавленной серной к-те, к которой добавлено немного HN0₃. Можно также исходить из карбоната или гидроокиси Ni и растворять их непосредственно в слабой H₂S0₄. Часть NiS0₄ получают при электро-литич. рафинировке меди (из отработанного электролита), а также путем электролитич. переработки никелевых сплавов, например мельхиорового лома. Двойной сульфат никеля и а м м о н и я, NiS0₄ (NII₄)₂S0₄· •6П₂0,—сине-зеленые призматич. кристаллы, уд. в 1,80, хорошо растворимые в воде и почти нерастворимые в холодном растворе (NH₄)₂S0₄. Растворимость в 100 ч. воды равна: при 10°—3,2 ч., при 50°—14,4 ч., при 85°—28,6 ч. безводной соли. При нагревании соль теряет кристаллизационную воду, не плавясь. Получается otia простым смешением растворов NiS0₄ и (NII₄)₂S0₄ (второй компонент берется в избытке) и кристаллизацией. Оба описанных сульфата—наиболее ходовые продажные препараты никеля. Они расходуются в весьма больших количествах для никелирования (смотрите); нек-рое применение эти соли имеют также в качестве протравы при крашении и печатании тканей.

Основные карбонаты никеля получаются при осаждении растворимых солей Ni содой (средний карбонат, NiCO_s, образуется только из растворов, насыщенных свободной углекислотой). Осадок имеет обычно состав NiC0₃ · 4NiO · 5Н₂0 или NiC0₃-4Ni0-8H₂0, нерастворим в воде; применяется для получения других Н. с. и керамических красок.

Цианистый никель, Ni(CN)₂, образуется в виде зеленого осадка (гидратная форма) при действии щелочных цианидов на растворы солей никеля. Нерастворим в воде, растворяется в избытке KCN с образованием комплексной соли K₂Ni(CN)₄, желтого цвета.

Формиат никеля, Ni(HCOO)₂· •2Н₂0,—зеленые иглы, уд. в 2,15, легко растворимые в воде. Водный раствор при нагревании под давлением разлагается, выделяя металлич. Ni. Из формиата (а также и из оксалата, NiC₂0₄) готовят никелевый катализатор для реакций гидрирования.

Ацетат никеля, Ni(CH₈-C00)₂-4H₂0,— зеленые моноклинные кристаллы, удельного веса 1,74. В продажу выпускается обычно водный раствор крепостью 10° В6. В растворах соль сильно гидролизована и при кипячении выделяет Ni(OH)₂. Получается растворением закиси или карбоната Ni в уксусной кислоте; применяется как протрава при печатании тканей.

Никелькарбонил, Ni(CO)_4>—см. Окись углерода, карбонильные соединения.

Аналитическое определение Ni в Н. с. А. К η чест-н ен н ы е р е а к ц и и. 1) Сух;.я прсба на Ni: перл буры η окислительном гонмгни при введении Н. с. окрашивается в фиолетовый цвет, но охлажд н-ш переходящий в бурый; в восстанов1ггельно.м пламени перл становится дымчатосерым. Все последующие реакции относятся к растворам,содержащим Ni -ноп.

2) С тритиоуглекислым калием, K.CS₃, получается темнокрасное окрашивание (об з .ванне NiCS₃).

3) С диметилглиоксьм )М, CH₃-C(:NOH)C(:NOH)CH₃в аммиачном растворе—красный осадок комплексной соли (реакция Л. Hyaena). 4) С а-бензилднокенмом, Cell;, · С(: NOH)-C(: NOH) · СвН₅, — оранжавокрасный осадок. 5) Аналогичные окрашенные осадки комплексных Ni-солей получаются со всеми п-д.Океимама, содержащими группировку—C(:NOH)-C(:NOH),— например с п-фурилдиоксим )м и с циклогексан-1, 2-диок-енмом (наиболее чувствительные реактивы на Ni), ti) С оксалилдиурамидоксимом — оранжевый осадок (вполне специфическая реакция). 7) С оксамидом в црнсутствни щелочи при нагревании—желтый осадок. 8) С дицчандяамидпном в аммиачисм растворе— бурожелтый осадок состава Ni(C₂N₄H₅)₂.2H₂0, легко растворимый в кислотах. 9) С о оксихиио ишом («оксин») в уксуснокислом растворе, в присутствии СИз-COONa,—аёленый осадок состава Ni(C₂H_eN-0)2· -2Н₂0, при 130° теряющий воду. 10) С 1,2-диамино-антрахпяон-З-сульфэкисаотой в щелочном растворе синий осадок, краснеющий от избытка NII₃. it) Ру-беановый водоред, (CSNH)₂, в овом растворе в присутствии NH₃ даст с Ni фиолетовый осади; (микрореакция). 12) При пропускании H₂S через рас-твор Ni-солн, насыщенный аммиаком, на стенках сосуда осаждается NiS (отличие Ni от Со).

Б. Количественное определение Ni. Нерастворимые Н. с. переводятся в растворимые обычными методами; при анализе сплавов Ni навеску растворяют в копи. ИС1 (или HCl+HNOs) при нагревании, добавляют несколько капель HF, кипятят, разбавляют вод и и фи штруют. 1) Весовое о пределен и е: а) По Чуг .еву-Ej унку, в виде Ni - диметилглиокепма, (CH₃CNO)₂Ni(CH₃CNOH)2, или б) в виде осадка с а-фу,нл- или а-бензплдиокси-мом (действуют горячим конц. овым раствором реактива в присутствии NH₃); взвешивают либо комплексную соль, высушенную при 110 —120°, либо NiO, получаемую при прокаливании осадка. Применяется также в) осаждение Ni роданистым аммонием в присутствии пиридина, в виде комплекса N i PyrKCNS)», голубого цвета (Руг=пиридин, C5II5N). 2) Электролитическое определение— в виде металлнч. Ni, осаждаемого на платиновом кат .де из раствора Ni-солн в присутствии (NH₄)₂S0₄и NH4OH. 3) О бъе м я о е определение: а) при помощи цианометрич. метода, или б) путем осаждения Ni о-оксихинолином, растворения промытого осадка в НС1 и окисления ι/,οΛ раствором KBrOj + + КВг, с оттятровыванием избытка бромата при помощи KJ. 4) Колориметрическое определение: осадок N 1-диметилглиоксима окислением (при помощи РЬ0₂ или КВгОз) переводят в раствор красного цвета, к-рый и колориметрируют.

Лит.: Менделеев Д. И., Основы х шии, 9 ёзд., т. 2, гл. 22 и дополн. к ней. М,—Л., 1928; Omelin-К г a u t. Haitdbuch <1. anorg. Cheinie, 7 АиП., В. 5, Heidelberg, 1909; Ullm. Ειιζ., В. 8. В. Янковский.