ความสามารถในการละลายเป็นแนวคิดพื้นฐานทางเคมีอธิบายปริมาณสูงสุดของตัวถูกละลายที่สามารถละลายในตัวทำละลายที่กำหนดภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ เมื่อพูดถึงนิกเกิลโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ การทำความเข้าใจความสามารถในการละลายในน้ำเป็นสิ่งสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการตั้งแต่ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมไปจนถึงการใช้งานอุตสาหกรรม ในฐานะซัพพลายเออร์นิกเกิลฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำและในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกหัวข้อนี้โดยละเอียด
นิกเกิล: ภาพรวม
นิกเกิลเป็นสีเงิน - โลหะสีขาวที่มีจุดหลอมเหลวสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม มันเป็นโลหะทรานซิชันที่มีหมายเลขอะตอม 28 และเป็นของกลุ่ม 10 ของตารางธาตุ นิกเกิลมักใช้ในการผลิตสแตนเลสแบตเตอรี่เหรียญและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายพฤติกรรมของนิกเกิลในน้ำจึงเป็นที่สนใจของหลายภาคส่วน
ความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำบริสุทธิ์
ความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำบริสุทธิ์ค่อนข้างต่ำภายใต้สภาวะปกติ นิกเกิลมีอยู่ในธรรมชาติส่วนใหญ่อยู่ในรูปของซัลไฟด์ออกไซด์และแร่ธาตุซิลิเกต ในน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิห้อง (ประมาณ 25 ° C) และความดันบรรยากาศปกติความสามารถในการละลายของโลหะนิกเกิลนั้นมี จำกัด มาก นี่เป็นเพราะนิกเกิลเป็นโลหะที่ค่อนข้างเฉื่อยและการทำงานร่วมกันระหว่างอะตอมนิกเกิลและโมเลกุลของน้ำนั้นอ่อนแอ
อย่างไรก็ตามเมื่อนิกเกิลอยู่ในรูปแบบของเกลือนิกเกิลความสามารถในการละลายจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นนิกเกิล (II) คลอไรด์ ($ nicl_ {2} $) และนิกเกิล (II) ซัลเฟต ($ niso_ {4} $) เป็นน้ำที่ละลายได้สูง เมื่อเกลือเหล่านี้ละลายในน้ำพวกเขาจะแยกตัวออกเป็นนิกเกิล (II) ไอออน ($ ni^{2 +} $) และแอนไอออนที่สอดคล้องกัน
[nicl_ {2} (s) \ Right ni^{2+} (aq)+2cl^{-} (aq)]
[nioso_ {4} (4} (s) \ rightrow ni^{2+} (q)+so_ {4}^{2 -} (aq)]
ความสามารถในการละลายของเกลือเหล่านี้ถูกควบคุมโดยค่าคงที่ผลิตภัณฑ์การละลาย ($ k_ {sp} $) $ k_ {sp} $ เป็นค่าคงที่สมดุลที่แสดงถึงผลิตภัณฑ์ของความเข้มข้นของไอออนในสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด สำหรับนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์ ($ ni (OH) _ {2} $) ความสมดุลของการละลายจะได้รับจาก:
[(OH) _ {2} (S) \ Rightleftharpoons ni^{2+ (aq)+2oh^{} (aq)]
นิพจน์ค่าคงที่ผลิตภัณฑ์การละลายคือ (k_ {sp} = [ni^{2 +}] [oh^{-}]^{2}) ที่ 25 ° C, $ k_ {sp} $ value ของ (ni (OH){2}) ประมาณ (5.48 \ times10^{-16}) จากค่านี้เราสามารถคำนวณความสามารถในการละลายของ (Ni (OH){2}) ในน้ำ ปล่อยให้ความสามารถในการละลายของ (Ni (OH){2}) เป็น (s) mol/l จากนั้น ([ni^{2 +}] = s) และ ([oh^{-}] = 2S) แทนที่ค่าเหล่านี้ลงใน (k{sp}) นิพจน์:
[k_ {sp} = (s) \ times (2S)^{2} = 4S^{3}]
[s = \ sqrt [3] {\ frac {k_ {sp}} {4}} = \ sqrt [3] {\ frac {5.48 \ times 10^{-16}} {4}} \ \ \ {5}}
ปัจจัยที่มีผลต่อความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำ
พี.
ค่า pH ของน้ำมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถในการละลายของสารประกอบนิกเกิล ดังที่แสดงในกรณีของนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์ความสามารถในการละลายนั้นขึ้นอยู่กับค่า pH สูง ในสารละลายที่เป็นกรดไอออนไฮดรอกไซด์จะทำปฏิกิริยากับไอออนไฮโดรเจนจากกรดขยับสมดุลของปฏิกิริยาการละลายไปทางขวาเพิ่มความสามารถในการละลายของนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์
[Ni (โอ้){2} (s)+2H^{+} (aq) \ rightArrow ni^{2+} (aq)+2H{2} o (l)]
ในทางกลับกันในสารละลายอัลคาไลน์ความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์สูงซึ่งสามารถทำให้เกิดการตกตะกอนของนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์ลดการละลายของนิกเกิลไอออนในน้ำ
อุณหภูมิ
โดยทั่วไปการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเพิ่มความสามารถในการละลายของตัวละลายที่เป็นของแข็งที่สุดในน้ำและเกลือนิกเกิลก็ไม่มีข้อยกเว้น ตามหลักการของ Le Chatelier สำหรับกระบวนการสลายตัวของความร้อนการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเปลี่ยนความสมดุลไปสู่ทิศทางการละลายทำให้เกิดความสามารถในการละลายที่สูงขึ้น อย่างไรก็ตามผลกระทบของอุณหภูมิต่อความสามารถในการละลายของสารนิกเกิลจำเป็นต้องได้รับการศึกษาในกรณี - โดยเฉพาะกรณีเนื่องจากเกลือนิกเกิลที่แตกต่างกันอาจมีเอนทัลปีที่แตกต่างกันของการสลายตัว
การปรากฏตัวของสารที่ซับซ้อน
ตัวแทนที่ซับซ้อนสามารถเพิ่มความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวแทนที่ซับซ้อนเป็นโมเลกุลที่สามารถสร้างพันธะประสานงานกับไอออนโลหะเช่นไอออนนิกเกิล กรด ethylenediaminetetraacetic (EDTA) เป็นสารประกอบเชิงซ้อนทั่วไป เมื่อ EDTA อยู่ในน้ำมันจะสร้างความซับซ้อนที่มีความเสถียรด้วยนิกเกิลไอออน:
[ni^{2+} (aq)+h_ {2} y^{2 -} (a) \ rightrow niy^{2 -} (aq)+2H^{+} (aq)
โดยที่ (h_ {2} y^{2 -}) หมายถึงโมเลกุล EDTA การก่อตัวของ (niy^{2 -}) คอมเพล็กซ์จะช่วยกำจัดนิกเกิลไอออนออกจากสารละลายได้อย่างมีประสิทธิภาพเปลี่ยนความสมดุลของการละลายของสารประกอบนิกเกิลไปสู่การสลายตัวซึ่งจะเป็นการเพิ่มความสามารถในการละลายโดยรวมของนิกเกิลในน้ำ
ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและอุตสาหกรรม
ความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม
นิกเกิลเป็นองค์ประกอบร่องรอยในสภาพแวดล้อม แต่ปริมาณนิกเกิลในน้ำที่มากเกินไปอาจเป็นอันตรายต่อชีวิตทางน้ำและสุขภาพของมนุษย์ นิกเกิลในระดับสูงในน้ำอาจทำให้เกิดความเป็นพิษต่อปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำอื่น ๆ ซึ่งมีผลต่อการเจริญเติบโตการสืบพันธุ์และการอยู่รอด นอกจากนี้การสัมผัสกับนิกเกิล - น้ำที่ปนเปื้อนในระยะยาวอาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์รวมถึงการแพ้ผิวหนังปัญหาทางเดินหายใจและผลการก่อมะเร็งที่อาจเกิดขึ้น
ในฐานะซัพพลายเออร์นิกเกิลเราเป็นอย่างดี - ตระหนักถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของความสามารถในการละลายของนิกเกิล เรามั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ของเราถูกใช้และกำจัดในลักษณะที่รับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้เรายังให้การสนับสนุนทางเทคนิคแก่ลูกค้าของเราเพื่อช่วยพวกเขาจัดการนิกเกิล - มีของเสียและลดการปล่อยนิกเกิลเข้าสู่สภาพแวดล้อม
แอปพลิเคชันอุตสาหกรรม
ในภาคอุตสาหกรรมความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำจะถูกนำไปใช้ในกระบวนการต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นในการชุบด้วยไฟฟ้าเกลือนิกเกิลจะถูกละลายในน้ำเพื่อสร้างอ่างชุบ ความสามารถในการละลายของเกลือเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีการจัดหาไอออนนิกเกิลที่มั่นคงสำหรับกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้า
แอปพลิเคชั่นอื่นอยู่ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล โดยการควบคุมความสามารถในการละลายของสารประกอบนิกเกิลในน้ำเราสามารถเตรียมสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันสำหรับการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ที่วัสดุฟอยล์นิกเกิลเราจัดหามีคุณภาพสูงและสามารถใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมหลายแห่งที่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของนิกเกิล
บทสรุป
ความสามารถในการละลายของนิกเกิลในน้ำเป็นหัวข้อที่ซับซ้อนซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงรูปแบบของนิกเกิล, pH, อุณหภูมิและการปรากฏตัวของสารที่ซับซ้อน ในขณะที่โลหะนิกเกิลบริสุทธิ์มีความสามารถในการละลายต่ำในน้ำเกลือนิกเกิลสามารถละลายได้สูงภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม การทำความเข้าใจพฤติกรรมการละลายของนิกเกิลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการใช้งานอุตสาหกรรม
ในฐานะซัพพลายเออร์นิกเกิลที่เชื่อถือได้เรามุ่งมั่นที่จะให้ผลิตภัณฑ์นิกเกิลคุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิคที่ยอดเยี่ยม ไม่ว่าคุณจะต้องการนิกเกิลสำหรับการชุบด้วยไฟฟ้าการผลิตแบตเตอรี่หรือแอพพลิเคชั่นอื่น ๆ เรามีความเชี่ยวชาญและทรัพยากรเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ หากคุณสนใจผลิตภัณฑ์นิกเกิลของเรารวมถึงวัสดุฟอยล์นิกเกิลโปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ เราหวังว่าจะให้บริการคุณและสร้างความสัมพันธ์ทางธุรกิจระยะยาว
การอ้างอิง
- Atkins, PW, & de Paula, J. (2014) เคมีกายภาพสำหรับวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต WH Freeman
- Skoog, DA, West, DM, Holler, FJ, & Crouch, SR (2014) พื้นฐานของเคมีวิเคราะห์ การเรียนรู้ Cengage
- Ebbing, DD, & Gammon, SD (2016) เคมีทั่วไป การเรียนรู้ Cengage