Nikkel(II)nitraat (Ni(NO3)2): eigenschappen, bereiding en toepassingen

Ontdek eigenschappen, bereiding en toepassingen van Nikkel(II)nitraat (Ni(NO3)2): veiligheidsinformatie, reactiemechanismen en industrieel en laboratoriumgebruik.

Nikkel(II)nitraat, ook bekend als nikkelnitraat, is een chemische verbinding met de formule Ni(NO₃)₂. De stof bevat nikkel in de oxidatietoestand +2 en nitraationen. In zuivere vorm komt nikkel(II)nitraat veelal voor als kristallijne hydraten; het meest gangbare is het hexahydraat Ni(NO₃)₂·6H₂O, dat groen gekleurde kristallen vormt.

Fysische en chemische eigenschappen

• Uiterlijk: hexahydraat: groene kristallen; anhydraat: hygroscopisch wit tot lichtgroenig poeder.
• Oplosbaarheid: goed oplosbaar in water; beperkt oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals ethanol.
• Molecuulmassa: ongeveer 182,7 g·mol⁻¹ voor het anhydraat.
• Gedrag bij verwarming: nitraatzouten zijn sterke oxidatoren en decomponeren bij verhitting waarbij stikstofoxiden (NO, NO₂) vrijkomen en uiteindelijk nikkel(II)oxide (NiO) kan ontstaan. Een veelgebruikte ontbindingsreactie is: 2 Ni(NO₃)₂ → 2 NiO + 4 NO₂ + O₂.
• Coordinatiechemie: Ni²⁺ vormt gemakkelijk complexen met liganden; in oplossing heeft het vaak een karakteristieke blauwe tot groene kleur afhankelijk van ligand en concentratie.

Bereiding

• In laboratorium- en industriële omstandigheden wordt nikkel(II)nitraat vaak bereid door nikkeloxide, nikkelhydroxide of nikkelcarbonaat te laten reageren met verdunde salpeterzuur:
  NiO + 2 HNO₃ → Ni(NO₃)₂ + H₂O.
• Bij gebruik van metaalachtig nikkel en geconcentreerd salpeterzuur ontstaan door de sterke oxiderende werking van HNO₃ verschillende stikstofoxiden; daarom wordt voor gecontroleerde bereiding meestal oxide of hydroxide als uitgangsstof gebruikt.
• Na oplossen wordt de oplossing gezuiverd (filtratie), geconcentreerd en gekoeld om kristallisatie van het gewenste hydraat te verkrijgen.

Toepassingen

• Voorbereiding van katalysatoren en oxiden: nikkel(II)nitraat wordt vaak gebruikt als voorloper voor de productie van nikkeloxide via thermische ontleding; deze oxiden dienen als katalysatoren of katalysatordragers.
• Materialen en keramiek: gebruikt bij de bereiding van keramische pigmenten en als additief bij bepaalde materialen om de nikkelconcentratie te regelen.
• Onderzoek en analytische chemie: bron van Ni²⁺ voor onderzoek naar coördinatiechemie en als standaardoplossing voor spectrometrische bepalingen (AAS, ICP).
• Laboratoriumreagentia: gebruikt als reagens in organische en anorganische syntheses, bijvoorbeeld als Lewis-zuur of als nitrateringsbron onder geschikte omstandigheden.
• Oppervlaktepreparaten: in sommige syntheses voor katalytische dekken en als tussenproduct bij oppervlaktemodificatie; nikkelplateren zelf gebeurt vaker met sulfaat- of fluoraat-zouten.

Veiligheid en milieu

• Toxiciteit: nikkelverbindingen zijn toxisch en kunnen allergische huidreacties (contacteczeem) veroorzaken. Langdurige of herhaalde blootstelling aan sommige nikkelverbindingen is geassocieerd met een verhoogd risico op longkanker; nikkelverbindingen worden door internationale instanties als carcinogeen beschouwd. Daarom is zorgvuldig handelen en beperking van blootstelling essentieel.
• Oxiderend karakter: nitraationen maken de stof oxiderend; contact met brandbare en reducerende stoffen kan brand- of explosiegevaar verhogen.
• Milieu: nikkel is een zwaar metaal en schadelijk voor waterorganismen; lozing in het milieu moet worden vermeden en valt onder afval- en lozingsregelgeving.
• Persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM): draag geschikte handschoenen, veiligheidsbril en labjas; gebruik bij het hanteren van poeders en geconcentreerde oplossingen een afzuigkap of ander ademhalingsbeschermend middel volgens lokale voorschriften.

Opslag en verwerking

• Bewaar in goed gesloten, gelabelde containers op een koele, droge plaats, verwijderd van organische materialen en sterke reducerende stoffen.
• Vermijd opslag dicht bij zuren of brandbare materialen; houd rekening met incompatibiliteiten (sterke reducerende middelen, organische stoffen).
• Bij morsen: beperk stofvorming, ruim chemisch morsen op met inert absorptiemateriaal en verzamel als gevaarlijk afval. Voorkom lozing naar het riool.

Afvalverwerking

• Afval met nikkel(II)nitraat moet worden behandeld als gevaarlijk afval en afgegeven aan een erkende inzamelaar of verwerker volgens lokale regelgeving.
• Neutralisatie is niet voldoende; bestrijding van nikkelbelasting in afvalwater vereist vaak neerslag (bijv. als Ni(OH)₂ door toevoeging van base) en verwijdering via slibverwerking gevolgd door juiste verwijdering.

Analysemethoden

• Nickelbepaling: AAS (atoomabsorptiespectrometrie) of ICP-OES/MS zijn gebruikelijke technieken voor kwantitatieve bepaling van Ni in oplossingen.
• Nitraatbepaling: ionenchromatografie, UV-spectrometrie (na reductie) of kleurreacties (bijv. salicylzuur- of brimonitrotitraties) worden gebruikt voor bepaling van nitraat.

Samenvatting: Nikkel(II)nitraat, Ni(NO₃)₂, is een goed oplosbare nikkelverbinding die veel gebruikt wordt als voorloper voor nikkeloxiden en in laboratoriumsynthesen. Het is een oxiderend en toxisch zout; correcte opslag, persoonlijke bescherming en verantwoorde afvalverwerking zijn verplicht om gezondheids- en milieuschade te voorkomen.

Zoek op letter