Óxido de níquel (II) - Nickel(II) oxide

Óxido de níquel (II)
Óxido de níquel (II)
Óxido de níquel (II)
Nombres
Nombre IUPAC
Óxido de níquel (II)
Otros nombres

Oxoníquel monóxido de níquel
Identificadores
Tarjeta de información ECHA 100.013.833 Edita esto en Wikidata
Número RTECS
UNII
Propiedades
NiO
Masa molar 74,6928 g / mol
Apariencia sólido cristalino verde
Densidad 6,67 g / cm 3
Punto de fusion 1.955 ° C (3.551 ° F; 2.228 K)
despreciable
Solubilidad dissovles en KCN
+ 660.0 · 10 −6 cm 3 / mol
2.1818
Termoquímica
Entalpía
estándar de formación (Δ f H ⦵ 298 )
-240,0 kJ / mol
Riesgos
Ficha de datos de seguridad JT Baker
Carc. Gato. 1
Tóxico ( T )
NFPA 704 (diamante de fuego)
2
0
0
punto de inflamabilidad No es inflamable
Dosis o concentración letal (LD, LC):
5000 mg / kg (rata, oral)
Compuestos relacionados
Otros aniones
Seleniuro de
níquel (II) Telururo de níquel (II)
Otros cationes
Óxido de paladio (II)
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referencias de Infobox

El óxido de níquel (II) es el compuesto químico con la fórmula NiO . Es el principal óxido de níquel. Está clasificado como óxido de metal básico. Se producen anualmente varios millones de kilogramos de calidad variable, principalmente como intermedio en la producción de aleaciones de níquel. La forma mineralógica de NiO , bunsenita , es muy rara. Otros níquel óxidos (III) se han reivindicado, por ejemplo: Ni
2O
3y NiO
2, Pero que aún no se han demostrado por cristalografía de rayos X .

Producción

El NiO se puede preparar mediante múltiples métodos. Al calentarse por encima de 400 ° C, el polvo de níquel reacciona con el oxígeno para dar NiO . En algunos procesos comerciales, el óxido de níquel verde se produce calentando una mezcla de polvo de níquel y agua a 1000 ° C; la velocidad de esta reacción puede aumentarse mediante la adición de NiO . El método de preparación más simple y exitoso es mediante la pirólisis de compuestos de níquel (II) como el hidróxido, el nitrato y el carbonato , que producen un polvo de color verde claro. La síntesis de los elementos mediante el calentamiento del metal en oxígeno puede producir polvos grises a negros, lo que indica no estequiometría .

Estructura

NiO adopta la estructura de NaCl , con sitios octaédricos Ni 2+ y O 2− . La estructura conceptualmente simple se conoce comúnmente como estructura de sal gema. Como muchos otros óxidos de metales binarios, el NiO a menudo no es estequiométrico, lo que significa que la relación Ni: O se desvía de 1: 1. En el óxido de níquel, esta no estequiometría va acompañada de un cambio de color, siendo el NiO estequiométricamente correcto el verde y el NiO no estequiométrico el negro.

Aplicaciones y reacciones

El NiO tiene una variedad de aplicaciones especializadas y, en general, las aplicaciones distinguen entre "grado químico", que es un material relativamente puro para aplicaciones especiales, y "grado metalúrgico", que se utiliza principalmente para la producción de aleaciones. Se utiliza en la industria cerámica para la fabricación de fritas, ferritas y esmaltes de porcelana. El óxido sinterizado se utiliza para producir aleaciones de acero al níquel. Charles Édouard Guillaume ganó el Premio Nobel de Física en 1920 por su trabajo en aleaciones de acero al níquel, a las que llamó invar y elinvar .

El NiO es un material de transporte de huecos de uso común en las células solares de película delgada. También era un componente de la batería de níquel-hierro , también conocida como batería Edison, y es un componente de las pilas de combustible . Es el precursor de muchas sales de níquel, para su uso como catalizadores y productos químicos especiales . Más recientemente, el NiO se utilizó para fabricar las baterías recargables de NiCd que se encuentran en muchos dispositivos electrónicos hasta que se desarrolló la batería NiMH ambientalmente superior. El NiO, un material electrocrómico anódico, ha sido ampliamente estudiado como contraelectrodos con óxido de tungsteno, material electrocrómico catódico, en dispositivos electrocrómicos complementarios .

Aproximadamente 4000 toneladas de NiO de grado químico se producen anualmente. El NiO negro es el precursor de las sales de níquel, que surgen por tratamiento con ácidos minerales. NiO es un catalizador de hidrogenación versátil.

Calentar el óxido de níquel con hidrógeno, carbono o monóxido de carbono lo reduce a níquel metálico. Se combina con los óxidos de sodio y potasio a altas temperaturas (> 700 ° C) para formar el niquelato correspondiente .

Estructura electronica

NiO es útil para ilustrar el fracaso de la teoría funcional de densidad (usando funcionales basados ​​en la aproximación de densidad local ) y la teoría de Hartree-Fock para explicar la fuerte correlación . El término correlación fuerte se refiere al comportamiento de los electrones en sólidos que no está bien descrito (a menudo ni siquiera de una manera cualitativamente correcta) por teorías simples de un electrón como la aproximación de densidad local (LDA) o la teoría de Hartree-Fock. Por ejemplo, el material aparentemente simple NiO tiene una banda 3d parcialmente llena (el átomo de Ni tiene 8 de 10 electrones 3d posibles) y, por lo tanto, se esperaría que fuera un buen conductor. Sin embargo, la fuerte repulsión de Coulomb (un efecto de correlación) entre los electrones d hace que NiO, en cambio, sea un aislante de Mott de banda ancha . Por lo tanto, los materiales fuertemente correlacionados tienen estructuras electrónicas que no son simplemente similares a los electrones libres ni completamente iónicas, sino una mezcla de ambos.

Riesgos de salud

La inhalación prolongada de NiO es dañina para los pulmones, causando lesiones y en algunos casos cáncer.

La vida media calculada de disolución de NiO en la sangre es de más de 90 días. El NiO tiene un tiempo medio de retención prolongado en los pulmones; después de la administración a roedores, persistió en los pulmones durante más de 3 meses. El óxido de níquel se clasifica como carcinógeno humano en función del aumento de los riesgos de cáncer respiratorio observado en estudios epidemiológicos de trabajadores de refinerías de minerales sulfurosos.

En un estudio de inhalación de NiO verde del Programa Nacional de Toxicología de 2 años, se observó alguna evidencia de carcinogenicidad en ratas F344 / N pero evidencia equívoca en ratones hembra B6C3F1; no hubo evidencia de carcinogenicidad en ratones macho B6C3F1. En los estudios de 2 años se observó inflamación crónica sin fibrosis.

Referencias

enlaces externos