كبريتيد النيكل (NiS) هو مركب من النيكل والكبريت. يتم استخدامه في العديد من الصناعات بما في ذلك السيراميك والزجاج بسبب خصائصه وتطبيقاته الفريدة.
| اسم الأيوباك | كبريتيد النيكل |
| الصيغة الجزيئية | شيكل |
| CAS رقم | 16812-54-7 |
| المرادفات | كبريتيد النيكل (II)، أحادي كبريتيد النيكل، كبريتيد النيكل |
| إنتشي | InChI=1S/Ni.S/q+2;-2 |
خصائص كبريتيد النيكل
صيغة كبريتيد النيكل
الصيغة الكيميائية لأحادي كبريتيد النيكل هي NiS. ويتكون من ذرة نيكل واحدة (Ni) وذرة كبريت واحدة (S)، مما يشير إلى نسبة واحد إلى واحد بين العنصرين.
الكتلة المولية لكبريتيد النيكل
تبلغ الكتلة المولية لأحادي كبريتيد النيكل (NiS) حوالي 90.76 جرامًا لكل مول (جم / مول). يتم حساب هذه القيمة عن طريق جمع الكتل الذرية لذرة النيكل وذرة الكبريت.
نقطة غليان كبريتيد النيكل
ليس لكبريتيد النيكل نقطة غليان محددة جيدًا، فهو يميل إلى التحلل قبل الوصول إلى نقطة الغليان بسبب خصائصه الكيميائية. ومع ذلك، يمكن أن يحدث هذا التحلل في درجات حرارة عالية.
نقطة انصهار كبريتيد النيكل
تبلغ نقطة انصهار أحادي كبريتيد النيكل حوالي 797 درجة مئوية (1467 درجة فهرنهايت). تمثل درجة الحرارة هذه النقطة التي يتحول عندها أحادي كبريتيد النيكل الصلب إلى الحالة السائلة.
كثافة كبريتيد النيكل جم/مل
تبلغ كثافة أحادي كبريتيد النيكل حوالي 5.9 جرام لكل سنتيمتر مكعب (جم / سم مكعب). تشير قيمة الكثافة هذه إلى كتلة أحادي كبريتيد النيكل لكل وحدة حجم وهي مرتفعة نسبيًا بسبب الترتيب المدمج لذراته.
الوزن الجزيئي لكبريتيد النيكل
يبلغ الوزن الجزيئي لأحادي كبريتيد النيكل (NiS) حوالي 90.76 جم/مول. يتم تحديد هذه القيمة عن طريق إضافة الأوزان الذرية للنيكل والكبريت الموجودة في المركب.
هيكل كبريتيد النيكل
يمكن أن يتخذ أحادي كبريتيد النيكل هياكل بلورية مختلفة، بما في ذلك الترتيبات السداسية والمكعبية. تؤثر هذه الهياكل على خصائصه الفيزيائية والكيميائية، مما يجعله مفيدًا في تطبيقات مختلفة مثل أشباه الموصلات والمحفزات.
ذوبان كبريتيد النيكل
يمتلك أحادي كبريتيد النيكل قابلية ذوبان محدودة في الماء والعديد من المذيبات الأخرى. تعتمد قابليته للذوبان على عوامل مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة ووجود أيونات أخرى. بشكل عام، يعتبر غير قابل للذوبان في المحاليل المائية. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يتفاعل مع الأحماض لتكوين أملاح النيكل القابلة للذوبان.
| مظهر | أسود خالص |
| جاذبية معينة | 5.9 جم/سم3 |
| لون | أسود |
| يشم | عديم الرائحة |
| الكتلة المولية | 90.76 جرام/مول |
| كثافة | 5.9 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | 797 درجة مئوية (1467 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | يتحلل عند درجات حرارة عالية |
| نقطة فلاش | غير قابل للتطبيق |
| الذوبان في الماء | ذوبان محدود |
| الذوبان | غير قابل للذوبان في الماء، ويتفاعل مع الأحماض لتكوين أملاح النيكل القابلة للذوبان |
| ضغط البخار | غير قابل للتطبيق |
| كثافة بخار | غير قابل للتطبيق |
| pKa | غير قابل للتطبيق |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر كبريتيد النيكل
يشكل أحادي كبريتيد النيكل مخاطر محتملة على السلامة. قد يؤدي استنشاق غبارها أو ابتلاعها إلى تهيج الجهاز التنفسي وعدم الراحة في الجهاز الهضمي. قد يسبب ملامسة الجلد تهيجًا أو التهابًا في الجلد، خاصة عند الأشخاص الحساسين. التعرض لفترات طويلة لمستويات عالية يمكن أن يؤدي إلى مشاكل في الجهاز التنفسي أكثر خطورة. يؤدي الحرق أو التحلل إلى إطلاق أبخرة سامة، مما يتطلب تهوية كافية ومعدات حماية. تتضمن المعالجة الآمنة استخدام القفازات ونظارات السلامة ومعطف المختبر. تجنب ملامسة العينين والجلد، والملابس. إذا تعرضت للمرض، اغسل المناطق المصابة بالماء واطلب الرعاية الطبية إذا استمرت الأعراض. اتبع دائمًا تعليمات السلامة واعمل في مناطق جيدة التهوية.
| رموز الخطر | مهيجة، خطر على الصحة |
| وصف الأمان | التعامل مع الرعاية. استخدم معدات الحماية المناسبة. تجنب ملامسة الجلد والعينين واستنشاق الغبار. العمل في مناطق جيدة التهوية. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | غير قابل للتطبيق |
| رمز النظام المنسق | غير قابل للتطبيق |
| فئة الخطر | المخاطر البيئية (ن) |
| مجموعة التعبئة | غير قابل للتطبيق |
| تسمم | قد يسبب تهيجًا؛ التعرض لفترات طويلة لمستويات عالية يمكن أن يؤدي إلى مشاكل في الجهاز التنفسي أكثر خطورة. |
طرق تصنيع كبريتيد النيكل
يمكن تصنيع أحادي كبريتيد النيكل بطرق مختلفة. يتضمن النهج الشائع التفاعل بين ملح Ni قابل للذوبان، مثل NiCl2 أو Ni(NO3)2 ومصدر كبريتيد قابل للذوبان، مثل كبريتيد الصوديوم أو غاز كبريتيد الهيدروجين. تنتج طريقة الترسيب هذه أحادي كبريتيد النيكل الصلب كمنتج.
هناك طريقة أخرى وهي التحلل الحراري لمركبات النيكل في وجود مصادر الكبريت. على سبيل المثال، تسخين أملاح النيكل مثل كربونات النيكل أو هيدروكسيد النيكل مع الكبريت في درجات حرارة عالية يمكن أن ينتج أحادي كبريتيد النيكل.
يستخدم ترسيب البخار الكيميائي (CVD) لترسيب الأغشية الرقيقة من أحادي كبريتيد النيكل. في هذه الطريقة، يتم إدخال سلائف النيكل والكبريت الغازية في بيئة خاضعة للرقابة، حيث تتفاعل لتشكل طبقة رقيقة من أحادي كبريتيد النيكل على الركيزة.
يتضمن التوليف الحراري المائي تفاعل المحاليل المائية لأملاح النيكل ومركبات الكبريت عند درجة حرارة وضغط مرتفعين. تسمح هذه الطريقة بتكوين جسيمات نانوية أحادية كبريتيد النيكل يتم التحكم فيها.
بشكل عام، توفر هذه الطرق طرقًا متنوعة لتصنيع أحادي كبريتيد النيكل، وتلبية التطبيقات والمتطلبات المختلفة في صناعات مثل الإلكترونيات والحفز الكيميائي وعلوم المواد.
استخدامات كبريتيد النيكل
يجد أحادي كبريتيد النيكل تطبيقات متعددة الاستخدامات في مختلف الصناعات نظرًا لخصائصه الفريدة. تتضمن بعض الاستخدامات الرئيسية ما يلي:
- المحفزات: تعمل كمحفز في التفاعلات الكيميائية المختلفة، بما في ذلك عمليات الهدرجة وإزالة الكبريت في صناعة البترول.
- أشباه الموصلات: يستخدم المصنعون أحادي كبريتيد النيكل لإنشاء أشباه الموصلات، خاصة في الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة، حيث يعمل كمكون أساسي داخل الطبقة الماصة.
- الزجاج والسيراميك: يعزز أحادي كبريتيد النيكل لون الزجاج والسيراميك وعتامةهما، ويلعب دورًا حاسمًا في إنتاج الأشياء الزخرفية والوظيفية.
- المواد الكهروحرارية: يدرس الباحثون أحادي كبريتيد النيكل لخصائصه الكهروحرارية، بهدف استغلال قدرته على تحويل الفروق الحرارية إلى طاقة كهربائية في الأجهزة الكهروحرارية.
- الأقطاب الكهربائية: تستفيد البطاريات القابلة لإعادة الشحن من أحادي كبريتيد النيكل لأنه يعمل كمادة قطب كهربائي بسبب موصليته الكهربائية الاستثنائية واستقراره.
- أجهزة استشعار الغاز: تلعب مواد أحادية كبريتيد النيكل دوراً رئيسياً في أجهزة استشعار الغاز، حيث تمكن من اكتشاف الغازات مثل الهيدروجين والأمونيا وثاني أكسيد الكبريت.
- الطب: في العديد من التطبيقات الطبية، يتم استخدام أحادي كبريتيد النيكل النانوي في أنظمة توصيل الأدوية وعلاج السرطان.
- الزجاج الكبريتي: يساهم في تكوين الزجاج الكبريتي ذو الخصائص البصرية الفريدة، ومناسب للبصريات تحت الحمراء.
- خلايا الوقود: يتم دراسة الجسيمات النانوية أحادية كبريتيد النيكل للتطبيقات المحتملة في خلايا الوقود بسبب خصائصها التحفيزية الكهربائية.
- مقاومة التآكل: عند إضافته إلى المعادن فإنه يحسن خصائص مقاومتها للتآكل.
تظهر قدرة أحادي كبريتيد النيكل على التكيف في مختلف القطاعات قيمته في المساهمة في التقدم في المواد والإلكترونيات والطاقة وغيرها.
أسئلة:
س: ما هي صيغة كبريتيد النيكل (ii)؟
ج: صيغة أحادي كبريتيد النيكل (II) هي NiS.
س: هل كبريتيد النيكل قابل للذوبان؟
ج: أحادي كبريتيد النيكل غير قابل للذوبان في الماء بشكل عام.
س: هل كبريتيد النيكل قابل للذوبان في الماء؟
ج: لا، أحادي كبريتيد النيكل (II) غير قابل للذوبان في الماء.
س: هل كبريتيد النيكل (2) قابل للذوبان أم غير قابل للذوبان؟
ج: أحادي كبريتيد النيكل (II) غير قابل للذوبان في الماء.
س: هل يحدث تفاعل عند اتحاد المحاليل المائية لكلوريد النيكل (ii) مع كبريتيد الصوديوم؟
ج: نعم، يحدث تفاعل مكونًا أحادي كبريتيد النيكل (II) على هيئة راسب صلب.
س: ما هي الذوبان المولي لكبريتيد النيكل (ii) في 0.053 م kcn؟
ج: يتم حساب الذوبان المولي لأحادي كبريتيد النيكل (II) في 0.053 M KCN بناءً على ثوابت توازن محددة.
س: ما هو نتيجة التفاعل بين نترات النيكل (3) وكبريتيد الروبيديوم؟
ج: يؤدي التفاعل بين نترات النيكل (III) وكبريتيد الروبيديوم إلى تكوين منتجات تحددها الخواص الكيميائية لكل منها.
س: كيف تكتب الصيغة عند العثور على كبريتيد النيكل (ii)؟
ج: صيغة أحادي كبريتيد النيكل (II) هي NiS.