Il carbonato di nichel (NiCO3) è formato da ioni nichel e ioni carbonato. È un solido verde utilizzato in ceramica e catalizzatori per le sue proprietà uniche.
| Nome IUPAC | Carbonato di nichel (II). |
| Formula molecolare | NiCO3 |
| numero CAS | 3333-67-3 |
| Sinonimi | Carbonato di nichel; Acido carbonico, sale di nichel, monocarbonato di nichel |
| InChI | InChI=1S/CH2O3.Ni/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;+2 |
Proprietà del carbonato di nichel
Formula del carbonato di nichel
La formula chimica del monocarbonato di nichel è NiCO3. È costituito da un atomo di nichel (Ni), un atomo di carbonio (C) e tre atomi di ossigeno (O).
Massa molare del carbonato di nichel
La massa molare del monocarbonato di nichel (NiCO3) è di circa 118,7 grammi per mole. Questo valore si ottiene sommando le masse atomiche dei suoi elementi costitutivi.
Punto di ebollizione del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel non ha un punto di ebollizione distinto perché tende a decomporsi prima di raggiungere il punto di ebollizione. Quando riscaldato, si decompone in ossido di nichel, anidride carbonica e ossigeno.
Punto di fusione del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel ha un punto di fusione di circa 200°C (392°F). A questa temperatura passa dallo stato solido a quello liquido.
Densità del carbonato di nichel g/mL
La densità del monocarbonato di nichel è di circa 3,6 grammi per centimetro cubo (g/cm³). Questo valore di densità indica la massa del composto per unità di volume.
Peso molecolare del carbonato di nichel
Il peso molecolare del monocarbonato di nichel (NiCO3) è di circa 118,7 grammi per mole. Si calcola sommando i pesi atomici dei suoi atomi costituenti.
Struttura del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel ha una struttura base in cui un atomo centrale di nichel è legato a tre atomi di ossigeno in una disposizione triangolare. Questo costituisce il nucleo dello ione carbonato. La struttura è tenuta insieme da legami ionici e covalenti.
Solubilità del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel è scarsamente solubile in acqua. La sua solubilità aumenta al diminuire del pH della soluzione. Può anche dissolversi in soluzioni acide contenenti sostanze come l’acido cloridrico.
Le proprietà del monocarbonato di nichel lo rendono utile in una varietà di applicazioni. La sua insolubilità in acqua lo rende adatto per applicazioni in ceramica e pigmenti. La sua decomposizione ad alte temperature contribuisce al suo utilizzo nei processi catalitici.
| Aspetto | Verde fisso |
| Peso specifico | 3,6 g/cm³ |
| Colore | Verde |
| Odore | Inodore |
| Massa molare | 118,7 g/mole |
| Densità | 3,6 g/cm³ |
| Punto di fusione | 200°C (392°F) |
| Punto di ebollizione | Si rompe prima dell’ebollizione |
| Punto flash | Non applicabile |
| solubilità in acqua | Scarsamente solubile |
| Solubilità | Solubile in acidi come l’acido cloridrico |
| Pressione del vapore | Non disponibile |
| Densità del vapore | Non disponibile |
| pKa | Non applicabile |
| pH | Non applicabile |
Sicurezza e pericoli del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel presenta potenziali rischi per la sicurezza. Può irritare la pelle e gli occhi al contatto, provocando arrossamenti e fastidio. L’inalazione delle sue polveri o vapori può causare irritazione delle vie respiratorie o tosse. Si consiglia di maneggiarlo con cura, indossando adeguati dispositivi di protezione come guanti e occhiali. Evitare di ingerire o inalare il composto. In caso di esposizione, lavare le aree interessate e consultare un medico se i sintomi persistono. Una ventilazione adeguata e misure di contenimento sono essenziali per ridurre al minimo i rischi. Seguire i protocolli di sicurezza quando si lavora con il monocarbonato di nichel è fondamentale per prevenire potenziali problemi di salute e garantire un ambiente sicuro.
| Simboli di pericolo | Irritante, pericolo per la salute |
| Descrizione della sicurezza | Irritante; Evitare il contatto e l’inalazione; Maneggiare con cura |
| Numeri di identificazione delle Nazioni Unite | Non attribuito |
| Codice SA | 2836.40.00 |
| Classe di pericolo | Non classificato |
| Gruppo di imballaggio | Non classificato |
| Tossicità | Può causare irritazione alla pelle e agli occhi; irritazione respiratoria se inalato |
Metodi di sintesi del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel può essere sintetizzato con vari metodi. Un approccio comune prevede la reazione tra un sale di nichel solubile (come cloruro di nichel o solfato di nichel ) e un sale di carbonato solubile (come carbonato di sodio) in acqua. Le due soluzioni vengono miscelate, portando alla formazione di monocarbonato di nichel insolubile sotto forma di precipitato verde. Questo precipitato viene poi filtrato, lavato ed essiccato per ottenere il prodotto finale.
Un altro metodo prevede la reazione tra ossido di nichel o idrossido di nichel e anidride carbonica in presenza di umidità. Ciò si traduce nella formazione di monocarbonato di nichel con acqua. Questo processo viene spesso utilizzato a livello industriale per produrre monocarbonato di nichel.
Inoltre, è possibile utilizzare un processo di precipitazione mescolando una soluzione di un sale di nichel solubile con una soluzione di sale di carbonato solubile. La miscela risultante viene agitata e il precipitato di monocarbonato di nichel formatosi viene raccolto e trattato.
Questi metodi di sintesi producono monocarbonato di nichel per varie applicazioni come ceramiche, catalizzatori e pigmenti. Un attento controllo delle condizioni di reazione e delle fasi di purificazione è fondamentale per ottenere prodotti di monocarbonato di nichel di alta qualità.
Usi del carbonato di nichel
Il monocarbonato di nichel trova varie applicazioni grazie alle sue proprietà uniche. Alcuni usi importanti includono:
- Produzione di ceramica e vetro: il monocarbonato di nichel esalta la ceramica e il vetro con colori vivaci per l’espressione artistica e l’uso industriale.
- Catalizzatore: funge da catalizzatore o precursore del catalizzatore in vari processi chimici, facilitando le reazioni di ossidazione attraverso il rilascio di ossigeno durante la decomposizione ad alte temperature.
- Galvanotecnica: l’uso del monocarbonato di nichel come precursore consente la galvanoplastica del nichel su varie superfici, migliorando così l’aspetto superficiale e la resistenza alla corrosione.
- Industria delle batterie: nelle tecnologie delle batterie, in particolare quelle basate sul nichel, contribuisce ai materiali catodici, supportando così il progresso dei sistemi di batterie.
- Pigmenti e inchiostri: il monocarbonato di nichel è parte integrante della produzione di uno spettro di tonalità verdi in pigmenti, inchiostri e vernici.
- Agricoltura: la sua applicazione come fonte di nichel nutriente nei fertilizzanti favorisce la crescita delle piante e viene utilizzata in agricoltura.
- Medicina: sebbene rari, i ricercatori stanno esplorando potenziali applicazioni mediche dovute a determinati composti del nichel, in particolare il monocarbonato di nichel, che dimostrano proprietà antimicrobiche.
- Fotografia: Storicamente ha trovato un ruolo nei toner della fotografia in bianco e nero, arricchendone sfumature e contrasti.
- Tessili: l’industria tessile utilizza il monocarbonato di nichel per migliorare l’assorbimento dei coloranti e infondere colore nei tessuti.
- Ricerca e formazione: le caratteristiche chimiche del monocarbonato di nichel ne stabiliscono l’importanza nei laboratori di chimica per dimostrazioni, esperimenti e ricerche didattiche.
Queste applicazioni versatili dimostrano l’importanza del monocarbonato di nichel in vari settori, dal miglioramento dell’estetica della ceramica al ruolo nelle tecnologie avanzate come batterie e catalizzatori.
Domande:
D: Quale elemento è il più reattivo?
R: Sodio.
D: Quale materiale utile si ottiene mescolando ferro con cromo, carbonio e nichel?
R: Acciaio inossidabile.
D: Il carbonato di nichel è solubile in acqua?
R: Non molto solubile.
D: Quante moli di carbonio ci sono nel nichel tetracarbonile?
R: Quattro nei.
D: Come rimuovere la nichelatura dall’acciaio al carbonio?
R: Utilizzando agenti chimici appropriati o metodi elettrochimici.
D: Equazione ionica netta del nitrato di nichel (II) e del carbonato di sodio?
A: Ni²⁺ + CO₃²⁻ → NiCO₃(i).
D: Ruolo del monossido di carbonio nell’estrazione del nichel?
R: Agisce come agente riducente per estrarre il nichel dai suoi minerali.
D: Solubilità del monocarbonato di nichel?
R: Bassa solubilità in acqua.
D: Numeri atomici di carbonio, sodio e nichel?
A: Carbonio: 6, Sodio: 11, Nichel: 28.
D: Cosa succede quando si mescolano carbonato di ammonio, cloruro di nichel e acqua?
A: Formazione di precipitato di monocarbonato di nichel e rilascio di gas di cloruro di ammonio.