Is kristallijn nikkelhydroxide, Ni(OH)2, inert?

Alles over zouten, katalysatoren, reductie-/oxidatiereacties, neerslagreacties. Discussies over niet-ionische verbindingen horen thuis in "organische chemie".
Post Reply
spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Is kristallijn nikkelhydroxide, Ni(OH)2, inert?

Post by spidey » 21 Jan 2014, 13:00

Door het maken van de nikkel(ethyleendiamine) complexen, ontdekte ik dat ook Ni(OH)2 met (en) een enigszins oplosbaar complex vormt. Doorgaans lossen metaalhydroxides heel gemakkelijk op in zuren, dus daarom leek het me gunstig om Ni(OH)2 te maken.

Ni(OH)2 wordt gevormd bij toevoeging van een base aan een Ni2+ oplossing. Dit levert een bijzonder volumineus en amorf hydroxide, dat gevoelig is voor opname van CO2 uit de omgeving. Zuivering van een dergelijk hydroxide is lastig. [Gmelin's Handbuch geeft aan dat 2 uur refluxen met verdunde ammonia een mogelijkheid is, waarbij de meeste anionen (genoemd is Cl-) in de oplossing achter blijven. Het Ni(OH)2 blijft hierbij echter volumineus en wordt niet kristallijn.]

Een andere manier is om het gevormde nikkelhydroxide op te lossen in ammonia. De oplosbaarheid daarin is beperkt en min of meer recht evenredig met de amoniaconcentratie. Door complexering van het ammonia aan het nikkel ontstaat een nikkel-ammoniakcomplex, vergelijkbaar met hoe koperhydroxide oplost in een overmaat aan ammonia. De kleur van de gevormde oplossing neem ik waar als indigo. Een proefneming leert me dat 1 l 5% ammonia ruim 1 g Ni(OH)2 oplost bij 15C. Bij verhitten van deze oplossing kristalliseert ongeveer de helft hiervan uit als een compact Ni(OH)2. Volgens Gmelin is het compact, omdat het gevormde Ni(OH)2 kristallijn is. Dit is daarmee een manier om het Ni(OH)2 te zuiveren en ook compact te maken.

Uit 1l 5% ammoniaoplossing die verzadigd is met Ni(OH)2, is Ni(OH)2 neergeslagen bij verhitten tot 85C onder roeren. Dit is gespoeld en gedroogd en leverde 0.51 gram droog product. Op dit poeder is 0.95ml 44.1% H2SO4 gedruppeld (ca. 105% van de stoichiometrische hoeveelheid voor watervrij Ni(OH)2). Dit bruiste niet, maar het poeder loste er ook niet meteen in op. Vervolgens een paar ml water erbij gedruppeld om te garanderen dat alle Ni2+ kan oplossen. De oplossing wordt wel groen, maar ook na langer staan blijft een groot deel onopgelost. De pH van dit mengsel is < 0. Ook bij verwarmen hiervan lost het niet op.

Wat ik niet snap is waarom het poeder niet oplost. Gmelin's handboek geeft aan dat het monohydraat van Ni(OH)2 veel reactiever is dan het watervrije hydroxide. Uit ammonia slaat volgens Gmelin de watervrije variant neer. Maar het kan toch niet zo zijn dat dit bij een pH van 0 niet wil oplossen? Wat is er aan de hand?

Overigens is het opmerkelijk dat ook het zwarte nikkeloxide heel moeilijk in verdund H2SO4 oplost, maar wel goed in HCl oplossing (beetje verwarmen).

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1271
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Is kristallijn nikkelhydroxide, Ni(OH)2, inert?

Post by woelen » 23 Jan 2014, 09:00

Dit is een interessante observatie. Ik wist niet dat je vanuit ammonia kristallijn Ni(OH)2 kunt maken.

Wat ik me wel afvraag is of de kristallen echt Ni(OH)2 zijn en niet een ander nikkelzout. Is de gebruikte ammonia zuiver? Ik heb een keer ammonia gehad (gekocht in de supermarkt) wat bij indampen een behoorlijke hoeveelheid wit materiaal achter liet en het laatste beetje vloeistof begon ook te schuimen bij verhitten. Blijkbaar zat daar dus behalve ammoniak ook nog veel andere rommel in opgelost.

Wat je nog zou kunnen proberen is of je Ni(OH)2 wel volledig oplost in 10% HCl.

Nog iets waar je tegen aan zou kunnen lopen is het heel langzaam oplossen van het nikkel hydroxide. Zelf heb ik watervrij NiSO4. Als je dit toevoegt aan water, dan lost het niet op, je krijgt een troebele vloeistof. Na een dag is echter een deel opgelost. Na een week is alles opgelost en heb je een heldere groene oplossing zonder enig bezinksel. Je zou dus eens wat van dat Ni(OH)2 in verdund zwavelzuur kunnen doen en gewoon laten staan voor langere tijd en zo nu en dan even een beetje omschudden.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

spidey
Kobalt
Posts: 1367
Joined: 16 Jan 2009, 23:58
Chemistry interests: Inorganic
Location: Amsterdam

Re: Is kristallijn nikkelhydroxide, Ni(OH)2, inert?

Post by spidey » 03 Feb 2014, 14:02

De punten die je aandraagt zijn zeker valide; daarom heb ik ze getest.

1. Zuiverheid van de ammonia. De gebruike ammonia was huishoudoplossing van het merk Rio (gekocht bij C1000). Deze heb ik door een filter gegoten en vervolgens gebruikt voor het maken van het Ni(OH)2 uit mijn eerste post. Voor de zuiverheidstest heb ik 50 ml overgedestilleerd. De overdestillatie duurde een paar uur (rustig borrelen) en de temperatuur bij ingang in de brug was 99C. Er bleef een uiterst klein beetje aanslag over in de destillatiekolf. De hoeveelheid was te klein om precies te wegen. Het massaverschil van de kolf was 0.00(2) gram. De zuiverheid van de weegschaal en daarmee de tolerantie in het gewicht van het residu <= 0.02 gram per 50ml ammonia (0.4g/l).

2. Oplosbaarheid in HCl oplossing. Niet getest, zie bij 3.

3. Langzaam oplossen. Na een week was er niet meer opgelost dan voor die tijd, dus het lijkt er niet op dat langzaam oplossen een verklaring vormt. Daarom heb ik de oplossing gedecanteerd en er opnieuw een paar ml 44.1% H2SO4 bij gedaan. Daarin loste het wel op.

De gedecanteerde oplossing heb ik geneutraliseerd met ammonia totdat de kleur iets richting blauw begon te gaan. Lakmoes testte toen min of meer neutraal (geen ogenblikkelijke verkleuring van blauw lakmoespapier, maar bij indrogen werd het toch nog wat rood). De hoeveelheid ammonia die ik moest toevoegen was nog aanzienlijk (ongeveer gelijke volume 5% NH3 als de te neutraliseren oplossing), wat aangeeft dat de oplossing terdege een overschot aan H2SO4 bevatte.

Dit alles duidt erop dat het uit ammonia neergeslagen Ni(OH)2 inderdaad gewoon opvallend inert is. Bijzonder.

User avatar
woelen
IJzer
Posts: 1271
Joined: 13 Jan 2009, 20:05
Chemistry interests: --------------
Location: Groningen
Contact:

Re: Is kristallijn nikkelhydroxide, Ni(OH)2, inert?

Post by woelen » 03 Feb 2014, 19:16

Interessante observaties en goede tests. Dit is interessant. Ik zal hier ook eens wat mee gaan experimenteren. Ook mooi om te weten dat die ammonia van de C1000 behoorlijk zuiver is.
The art of wondering makes life worth living...
Want to wonder? http://www.oelen.net/science

Post Reply

Who is online

Users browsing this forum: Google [Bot] and 5 guests