Сульфид никеля
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Сульфид никеля(II) | |
| Другие имена сульфид никеля, моносульфид никеля, сульфид никеля | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.037.113 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| НиС | |
| Молярная масса | 90.7584 g mol −1 |
| Появление | черный сплошной |
| Запах | Без запаха |
| Плотность | 5,87 г/см 3 |
| Температура плавления | 797 ° C (1467 ° F; 1070 К) |
| Точка кипения | 1388 ° C (2530 ° F; 1661 К) |
| нерастворимый | |
| Растворимость | разлагается азотной кислотой |
| +190.0·10 −6 см 3 /моль | |
| Структура | |
| шестиугольный | |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности | может вызвать рак при вдыхании |
| СГС Маркировка : | |
 | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Сульфид никеля – любое неорганическое соединение формулы NiS x . Цвет этих соединений варьируется от бронзового (Ni 3 S 2 ) до черного (NiS 2 ). Сульфид никеля с простейшей стехиометрией — NiS, также известный как минерал миллерит . С экономической точки зрения, Ni 9 S 8 , минерал пентландит , является основным источником добываемого никеля. Другие минералы включают хезлевудит (Ni 3 S 2 ) и полидимит (Ni 3 S 4 ), а также минерал ваэсит (NiS 2 ). [1] Некоторые сульфиды никеля используются в коммерческих целях в качестве катализаторов.
Структура
[ редактировать ]Как и многие родственные материалы, сульфид никеля имеет мотив арсенида никеля . В этой структуре никель имеет октаэдрическую форму, а сульфидные центры расположены в тригонально-призматических позициях. [2]
| Никель | сера |
|---|---|
 |  |
| октаэдрический | тригонально-призматический |
NiS имеет две полиморфные модификации . α-фаза имеет гексагональную элементарную ячейку, а β-фаза имеет ромбоэдрическую ячейку. Альфа-фаза стабильна при температуре выше 379 ° C (714 ° F) и превращается в β-фазу при более низких температурах. Этот фазовый переход приводит к увеличению объема на 2–4%. [3] [4] [5]
Синтез и реакции
[ редактировать ]Осаждение твердого черного сульфида никеля является основой традиционных схем качественного неорганического анализа , который начинается с разделения металлов на основе растворимости их сульфидов. Такие реакции пишутся: [6]
- В 2+ + H 2 S → NiS + 2 H +
Было разработано множество других, более контролируемых методов, включая реакции твердофазного метатезиса (из NiCl 2 и Na 2 S) и высокотемпературные реакции элементов. [7]
Наиболее распространенная реакция сульфидов никеля включает превращение в оксиды никеля. Это преобразование включает нагревание сульфидных руд на воздухе: [1]
- NiS + 1,5 O 2 → NiO + SO 2
возникновение
[ редактировать ]Естественный
[ редактировать ]Минерал миллерит также представляет собой сульфид никеля с молекулярной формулой NiS, хотя его структура отличается от синтетического стехиометрического NiS из-за условий его образования. В природе он встречается в низкотемпературных гидротермальных системах, в полостях карбонатных пород и как побочный продукт других минералов никеля. [8]
В природе сульфиды никеля обычно встречаются в виде твердых растворов с сульфидами железа в таких минералах, как пентландит и пирротин . Эти минералы имеют формулы Fe 9-x Ni x S 8 и Fe 7-x Ni x S 6 соответственно. В некоторых случаях они содержат большое количество никеля (большие значения x).
В стекольном производстве
[ редактировать ]Флоат-стекло содержит небольшое количество сульфида никеля, образовавшегося из серы в осветляющем агенте Na.
2 ТАК
4 и никель, содержащийся в примесях металлических сплавов. [9]
Включения сульфида никеля представляют собой проблему при производстве закаленного стекла . После закалки включения сульфида никеля находятся в метастабильной альфа-фазе. Включения со временем переходят в бета-фазу (стабильную при низкой температуре), увеличиваются в объеме и вызывают трещины в стекле. В середине закаленного стекла материал находится под напряжением , что приводит к распространению трещин и самопроизвольному разрушению стекла. [10] Это самопроизвольное разрушение происходит спустя годы или десятилетия после производства стекла. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Керфут, Дерек Дж.Е. (2005). «Никель». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a17_157 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Уэллс, А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 .
- ^ Бишоп, Д.В.; Томас, PS; Рэй, А.С. (1998). «Комбинационные спектры сульфида никеля (II)». Бюллетень исследования материалов . 33 (9): 1303. doi : 10.1016/S0025-5408(98)00121-4 .
- ^ «НиС и самопроизвольные поломки» . Стекло в сети. Ноябрь 2012 г. Архивировано из оригинала 12 июня 2013 г.
- ^ Бонати, Антонио; Пизано, Габриэле; Ройер Карфаньи, Джанни (12 октября 2018 г.). «Статистическая модель разрушения стеклянных пластин из-за включений сульфида никеля». Журнал Американского керамического общества . 102 (5): 2506–2521. дои : 10.1111/jace.16106 . S2CID 140055629 .
- ^ О.Глемсер «Сульфид никеля» в Справочнике по препаративной неорганической химии, 2-е изд. Под редакцией Г. Брауэра, Academic Press, 1963, Нью-Йорк. Том. 2. п. 1551.
- ^ ведущую ссылку можно найти в: Шабнам Вирджи, Ричард Б. Канер, Брюс Х. Вейллер «Прямое электрическое измерение превращения ацетатов металлов в сульфиды металлов сероводородом» Inorg. Chem., 2006, 45 (26), стр. 10467–10471. дои : 10.1021/ic0607585
- ^ Гамсягер Х.К., Бугайски Дж., Гайда Т., Лемир Р.Дж., Прейс В. (2005) Химическая термодинамика никеля, Амстердам, Elsevier BV
- ^ Jump up to: а б Карлссон, Стефан (30 апреля 2017 г.). «Самопроизвольное разрушение термически упрочненного стекла – обзор и перспективы» . Керамика – Силикаты : 188–201. дои : 10.13168/cs.2017.0016 . Проверено 16 августа 2019 г.
- ^ Барри, Джон (12 января 2006 г.). «Ахиллесова пята чудесного материала: закаленное стекло» . Стекло в сети . Проверено 16 августа 2019 г.