Разтворимостта е основна концепция в химията, описваща максималното количество разтворител, което може да се разтвори в даден разтворител при специфични условия. Що се отнася до никела, метал, широко използван в различни индустрии, разбирането на неговата разтворимост във вода е от решаващо значение по множество причини, от опасенията на околната среда до индустриалните приложения. Като доставчик на никел често ме питат за разтворимостта на никел във вода и в тази публикация в блога ще се задълбоча подробно в тази тема.
Никел: Преглед
Никелът е сребрист - бял метал с висока точка на топене и отлична устойчивост на корозия. Това е преходен метал с атомно номер 28 и принадлежи към група 10 от периодичната таблица. Никелът обикновено се използва при производството на неръждаема стомана, батерии, монети и като катализатор при химични реакции. Поради широките си приложения, поведението на никел във вода е от голям интерес за много сектори.
Разтворимост на никел в чиста вода
Разтворимостта на никела в чиста вода е сравнително ниска при нормални условия. Никелът съществува в природата главно под формата на сулфид, оксид и силикатни минерали. При чиста вода при стайна температура (около 25 ° C) и нормално атмосферно налягане, разтворимостта на самия никелов метал е изключително ограничена. Това е така, защото никелът е сравнително инертен метал и взаимодействието между никелови атоми и водни молекули е слабо.
Въпреки това, когато никелът присъства под формата на никелови соли, разтворимостта се променя значително. Например никел (ii) хлорид ($ nicl_ {2} $) и никел (ii) сулфат ($ niso_ {4} $) са силно разтворими във вода. Когато тези соли се разтворят във вода, те се дисоциират в никел (ii) йони ($ ni^{2 +} $) и съответните им аниони.
[Nicl_ {2} (s) \ right ni^{2+} (aq)+2cl^{-} (aq)]
[Nioso_ {4} (4} (s) \ rightrow ni^{2+} (q)+so_ {4}^{2 -} (aq)]]
Разтворимостта на тези соли се управлява от константата на продукта за разтворимост ($ k_ {sp} $). $ K_ {sp} $ е равновесна константа, която представлява продукта на йонните концентрации в наситен разтвор при дадена температура. За никел (ii) хидроксид ($ ni (OH) _ {2} $), равновесието на разтворимостта се дава от:
[(OH) _ {2} (s) \ justleftharpoons ni^{2+ (aq)+2oh^{} (aq)]
Постоянният израз на продукта на разтворимостта е (k_ {sp} = [ni^{2 +}] [oh^{-}]^{2}). При 25 ° C стойността на $ k_ {sp} $ на (ni (OH){2}) е приблизително (5.48 \ times10^{-16}). От тази стойност можем да изчислим разтворимостта на (Ni (OH){2}) във вода. Нека разтворимостта на (Ni (OH){2}) be (s) mol/l. След това ([ni^{2 +}] = s) и ([oh^{-}] = 2s). Заместване на тези стойности в (k{sp}) израз:
[K_ {sp} = (s) \ times (2s)^{2} = 4s^{3}]
[s = \ sqrt [3] {\ frac {k_ {sp}} {4}} = \ sqrt [3] {\ frac {5.48 \ times 10^{-16}} {4}} \ приблизително1.11 \ times10^{-5} \ text {mol/l}]
Фактори, влияещи върху разтворимостта на никел във водата
pH
PH на водата оказва значително влияние върху разтворимостта на никелови съединения. Както е показано в случая на хидроксид никел (II), разтворимостта зависи силно от рН. В киселинни разтвори хидроксидните йони реагират с водородните йони от киселината, измествайки равновесието на реакцията на разтваряне вдясно, увеличавайки разтворимостта на никел (II) хидроксид.
[NI (О){2} (s)+2h^{+} (aq) \ rightarrow ni^{2+} (aq)+2h{2} o (l)]
Обратно, при алкални разтвори, концентрацията на хидроксидни йони е висока, което може да причини утаяването на никел (II) хидроксид, намалявайки разтворимостта на никелови йони във водата.
Температура
Като цяло повишаването на температурата увеличава разтворимостта на повечето твърди разтвори във вода, а никеловите соли не са изключение. Според принципа на Le Chatelier, за процеса на ендотермично разтваряне, повишаването на температурата ще прехвърли равновесието към посоката на разтваряне, което ще доведе до по -голяма разтворимост. Въпреки това, ефектът на температурата върху разтворимостта на никеловите съединения трябва да бъде проучен в случай - по случай, тъй като различните никелови соли могат да имат различни енталпии на разтваряне.
Наличие на комплексиращи агенти
Комплексните агенти могат значително да увеличат разтворимостта на никел във вода. Комплексните агенти са молекули, които могат да образуват координирани връзки с метални йони, като никелови йони. Етилендиаминететраоцетна киселина (EDTA) е често срещан комплекс агент. Когато EDTA присъства във вода, тя образува стабилен комплекс с никелови йони:
[Ni^{2+} (aq)+h_ {2} y^{2 -} (a) \ rightrow niy^{2 -} (aq)+2H^{+} (aq)]]
където (h_ {2} y^{2 -}) представлява молекулата EDTA. Образуването на (niy^{2 -}) комплекс ефективно премахва никелови йони от разтвора, измествайки равновесието на разтворимостта на никелови съединения към разтваряне, като по този начин увеличава общата разтворимост на никел във вода.
Екологични и индустриални последици
Загриженост за околната среда
Никелът е следен елемент в околната среда, но прекомерните количества никел във вода могат да бъдат вредни за водния живот и човешкото здраве. Високите нива на никел във вода могат да причинят токсичност за риболов и други водни организми, влияещи върху техния растеж, възпроизвеждане и оцеляване. В допълнение, дългосрочната експозиция на никел - замърсена вода може да представлява риск за здравето на хората, включително кожни алергии, дихателни проблеми и потенциални канцерогенни ефекти.
Като доставчик на никел, ние сме добре запознати с последиците за околната среда от разтворимостта на никел. Ние гарантираме, че нашите продукти се използват и изхвърлят по екологично отговорен начин. Ние също така предоставяме техническа поддръжка на нашите клиенти, за да им помогнем да управляват никел - съдържащ отпадъци и да сведем до минимум пускането на никел в околната среда.
Индустриални приложения
В индустриалния сектор разтворимостта на никел във вода се използва в различни процеси. Например при галванопластика никелови соли се разтварят във вода, за да се образува баня за покритие. Разтворимостта на тези соли осигурява стабилно снабдяване с никелови йони за процеса на галванопластика.
Друго приложение е в производството на никелови катализатори. Чрез контролиране на разтворимостта на никелови съединения във вода, можем да подготвим хомогенни разтвори за синтеза на катализатори със специфични свойства. TheМатериал на никелово фолиоНие предлагаме висококачествено и може да се използва в много индустриални процеси, където се изискват уникални имоти на никел.
Заключение
Разтворимостта на никела във вода е сложна тема, която зависи от много фактори, включително формата на никел, рН, температура и наличие на комплексиращи агенти. Докато чистият никелов метал има ниска разтворимост във вода, никеловите соли могат да бъдат силно разтворими при подходящи условия. Разбирането на поведението на разтворимостта на никела е от съществено значение както за опазването на околната среда, така и за индустриалните приложения.
Като надежден доставчик на никел, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени никелови продукти и отлична техническа поддръжка. Независимо дали се нуждаете от никел за галванопластика, производство на батерии или други приложения, ние разполагаме с експертиза и ресурси, за да отговорим на вашите нужди. Ако се интересувате от нашите никелови продукти, включителноМатериал на никелово фолио, Моля, не се колебайте да се свържете с нас за повече информация и да обсъдите вашите специфични изисквания. Очакваме с нетърпение да ви служим и да установим дълги срочни бизнес отношения.
ЛИТЕРАТУРА
- Atkins, PW, & De Paula, J. (2014). Физическа химия за науките за живота. Wh freeman.
- Skoog, DA, West, DM, Holler, FJ, & Crouch, SR (2014). Основи на аналитичната химия. Ученето на Cengage.
- Ebbing, DD, & Gammon, SD (2016). Обща химия. Ученето на Cengage.