Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций

Никель

С оксидом углерода никель дает летучий

тетракарбонил никеля Ni(СО)4, разлагающийся при нагревании с выделением никеля.

На образовании и термическом разложении тетракарбонила никеля основан один из методов извлечения никеля из руд, а также способ получения высокочистого никеля.

Из соединений никеля важнейшее практическое значение имеет оксид никеля (III), применяемый при изготовлении щелочных кадмиево-никелевых или железо-никелевых аккумуляторов.

Аккумуляторы

Кадмиево-никелевые (условное обозначение КН) и железо-никелевые (ЖН) аккумуляторы весьма сходны между собой.

Основное их различие состоит в материале пластин отрицательного электрода: в аккумуляторах КН они

кадмиевые, а в аккумуляторах ЖН – железные.

Наиболее широкое применение имеют аккумуляторы

КН.

Щелочные аккумуляторы в основном выпускаются с ламельными электродами.

В них активные массы заключены в ламели – плоские коробочки с отверстиями.

Аккумуляторы

Активная масса положительных пластин заряженного аккумулятора в основном состоят из гидратированного оксида никеля (III) Ni2O3·Н2O или NiOOH.

Кроме того, в ней содержится графит, добавляемый для увеличения электропроводности.

Активная масса отрицательных пластин аккумуляторов КН состоит из смеси губчатого кадмия с порошком железа, а аккумуляторов ЖН – из порошка восстановленного железа.

Электролитом служит раствор гидроксида калия, содержащий небольшое количество LiOH.

Рассмотрим процессы, протекающие при работе аккумулятора КН.

Аккумуляторы

При разряде аккумулятора кадмий окисляется.

Cd +2OH− = Cd(OH)2 +2e.

a NiOOH восстанавливается:

2NiOOH +2H2O +2e = 2Ni(OH)2 +2OH−.

По внешней цепи при этом происходит перенос электронов от кадмиевого электрода к никелевому.

Кадмиевый электрод служит анодом и заряжен отрицательно, а никелевый – катодом и заряжен положительно.

Аккумуляторы

Суммарную реакцию, протекающую в аккумуляторе КН при его работе, можно выразить уравнением, которое получится при сложении двух последних электрохимических уравнений:

2NiOOH +2H2O +Cd = 2Ni(OH)2 +Cd(OH)2 .

ЭДС заряженного кадмиево-никелевого аккумулятора равна приблизительно 1,4 В.

По мере работы (разряда) аккумулятора напряжение на его зажимах падает.

Когда оно становится ниже 1 В, аккумулятор заряжают.