Плотность никеля
Плотность никеля и другие его физические свойства
В отличие от железа и кобальта никель хуже намагничивается и теряет ферромагнитные свойства при гораздо более низкой (358o) температуре.
Рис. 1. Никель. Внешний вид.
Основные константы никеля приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность никеля.
|
Плотность, г/см3 |
8,90 |
|
Температура плавления, oС |
1455 |
|
Температура кипения, oС |
2730 |
|
Температура Кюри, oС |
358 |
|
Тип кристаллической решетки |
гранецентрированная кубическая |
Распространенность никеля в природе
Никель более распространен в земной коре, чем кобальт [около 0,01% (масс.) земной коры]. Большое количество никеля в литосфере связано в полисульфидные медно-никелевые руды. Среди сульфидных минералов наибольшее значение имеют миллеритNiS (желтый никелевый колчедан), пентландит (Fe, Ni)9S8, хлоантит NiAs2 (белый никелевый колчедан). Другим важным никелевым сырьем являются серпентиновые породы, представляющие собой основные силикаты, например гарниерит (ni, Mg)6[Si4O10(OH)8]×4H2O. В небольшом количестве соединения никеля содержатся в ископаемых углях, сланцах, нефти.
Краткая характеристика химических свойств и плотность никеля
В отличие от железа никель не подвержен коррозии даже при хранении на влажном воздухе. При нагревании на воздухе стружка никеля сначала медленно окисляется, а при температуре примерно 1000oС сгорает, образуя оксид NiO. При высокой температуре никель соединяется с серой, превращаясь в сульфид NiS, реагирует с кремнием, фосфором, углеродом.
В кислотах никель растворим значительно труднее железа – реакция его с соляной и разбавленной серной кислотами протекает очень медленно и приводит к образованию солей двухзарядного катиона. Проще всего их перевести в растворимое состояние разбавленной азотной кислотой:
3Ni + 8HNO3 (30%) = 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Щелочи с никелем не реагируют.
Примеры решения задач
| Задание | Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
NiCl2 → Ni → NiSO4 → Ni(NO3)2 → Ni(OH)2 → NiCl2. Уравнения реакций, протекающих в растворах, изобразите в ионной и сокращенной ионной формах. |
| Ответ | Поместив в раствор хлорида никеля (II) более активный, чем никель металл, можно получить никель в свободном виде (реакция замещения):
NiCl2 + Zn → Ni + ZnCl2; Ni2+ + Zno → Nio + Zn2+. Никель растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием сульфата никеля (II): Ni + H2SO4 (dilute) → NiSO4 + H2↑; Nio + 2H+ → Ni2+ ++ H2. Нитрат никеля (II) можно получить по реакции обмена: NiSO4 + Ba(NO3)2 → Ni(NO3)2 + BaSO4↓; SO42- + Ba2+ → BaSO4↓. Подействовав на нитрат никеля (II) щелочью можно получить гидроксид никеля (II): Ni(NO3)2 + 2NaOH → Ni(OH)2↓+ 2NaNO3; Ni2+ + 2OH— = Ni(OH)2↓. Хлорид никеля (II) из гидроксида никеля (II) можно получить по реакции нейтрализации с соляной кислотой: Ni(OH)2 + 2HCl → NiCl2 + 2H2O; OH— + H+ = H2O. |
| Задание | Какую массу хлорида никеля (II) можно получить при нагревании 17,7 г никеля и 12 л хлора (н.у.)? Какой объем 0,06М раствора можно приготовить из этой массы соли? |
| Решение | Запишем уравнение реакции:
Ni + Cl2 = NiCl2. Найдем количество моль никеля (молярная масса – 59 г/моль) и хлора, вступивших в реакцию используя данные указанные в условии задачи: n = m / M; n (Ni) = m (Ni) / M (Ni); n (Ni) = 17,7 / 59 = 0,3 моль. n = V / Vm; n (Cl2) = V (Cl2) / Vm; n (Cl2) = 12 / 22,4 = 0,54 моль. Согласно уравнению задачи n (Ni): n (Cl2) = 1:1. Это означает, что хлор находится в избытке и все дальнейшие расчеты следует вести по никелю. Найдем количество вещества и массу образовавшегося хлорида никеля (II) (молярная масса 130 г/моль): n (Ni): n (NiCl2) = 1:1; n (Ni) = n (NiCl2) = 0,3 моль. m = n×M; m (NiCl2)= n (NiCl2)×M (NiCl2); m (NiCl2)= 0,3 × 130 = 39 г. Рассчитаем объем 0,06М раствора, который можно получить из 39 г хлорида никеля (II): c = n/V; V = c/n; V(NiCl2) = n (NiCl2)/ c (NiCl2); V (NiCl2)= 0,3 / 0,06 = 0,5 л. |
| Ответ | Масса хлорида никеля (II) равна 39 г, объем 0,06М раствора – 0,5 л (500 мл). |
