1、钴和镍的介绍钴和镍的介绍 钴(Go),镍(Ni)位于周期表B族,性质相似,于铁合称铁系元素。 它们都是具有光泽的白色金属,钴略带灰色,镍为银白色。镍有很好的延展性,钴则较硬而脆。 它们都具有强磁性,形成的许多合金都是优良的磁性材料。 Co,Ni的性质相近,虽然它们化合物的溶解性、配位性和氧化还原性的某些差异可以作为分离的依据,但是这类化学法常常不够有效,目前钴、镍生产中多采用萃取法,其分离效果更好。 CoS是黑色沉淀物,往Co2+盐溶液中加入(NH4)2S即生成CoS,它能溶于稀HCI,但久置后会转变为CoS,此时便不溶于HCI而只能溶于HNO3: 3CoS+8HNO33Co(NO3)2+3S
2、+2NO+4H2O金属镍镍一般出现在合金中,有服装产品中用作金属配饰,如钮扣、拉链、铆钉、金属耳环、项链、戒指等。有些人对镍会产生过敏性反应,如果长期接触含镍的饰品,就会对皮肤产生严重的刺激。含镍丰富的食物有:巧克力、果仁、干豆和谷类。 镍缺乏 镍缺乏时肝内6种脱氢敏减少,包括葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和谷氨酸脱氢酶。这些酶参与生成NADH、无氧糖酵解、三羧循环和由氨基酸释放氮。而且镍缺乏时显示肝细胞和线粒体结构有变化,特别是内网质不规整,线粒体氧化功能降低。 贫血病人血镍含量减少,而且铁吸收减少,镍有刺激造血功能的作用,人和动物补充镍后红细胞、血红素及白
3、细胞增加。镍过量 每天摄入可溶性镍250mg会引起中毒。有些人比较敏感,摄入600g即可引起中毒。依据动物实验,慢性超量摄取或超量暴露,可导致心肌、脑、肺、肝和肾退行性变。 每天喝含镍高的水会增加癌症发病率,特别是己患癌症在放化疗期间应必须杜绝与镍产品接触。目前市场上经销的部份陶瓷制饮食用具应慎重选择使用,平时生活中拿一个含镍高的陶瓷具做饮水具,会提高发病机会。 动物实验显示缺乏镍可出现生长缓慢,生殖力减弱。钴的生理功能 作为机体的必需微量元素,钻具有重要的生理作用。它是维生素B12的组成成分,是某些酶的组分或催化活性的辅助因素,具有刺激造血的作用,并对某些微量元素的代谢有一定影响。 钴的作用
4、主要以维生素B12和B12辅酶形式储存于肝脏并发挥其生物学 。 老年人机体衰老与微元素锰和钴有关 ; 心血管疾病与患者体内微量元素钻的长期低少或缺乏有关。 1、作为酶的活性因子2、参与运载作用3、参与激素和维生素的生理作用。4、维持核酸的正常代谢镍币 镍钢镍铬合金合金 镍合金可作为电子管用材料、精密合金(磁性合金、精密电阻合金、电热合金等)、镍基高温合金以及镍基耐蚀合金和形状记忆合金等。在能源开发、化工、电子、航海、航空和航天等部门中,镍合金都有广泛用途。 钴合金常见的有钴基高温合金和稀土钴硬磁合金。 钨钴合金具有较高的抗弯强度、抗压强度、冲击韧性、弹性模量和较小的热膨胀系数,是硬质合金中使用
5、最广泛的一类. 主要用途: 用作刀具可加工铸铁、有色金属、非金属、耐热合金、钛合金和不锈钢等,还可作引伸模具、耐磨零件、冲压模具和钻头等. Ni-Ti系合金是很好的形状记忆合金,用在卫星天线,热致机械和医疗等方面。 刀具粘结通常使用金属钴,Nd-Fe-B和Sm-Co合金具有很高的磁性,用作永磁,磁记录和磁存储材料,Co-Cr合金还因有较宽频率的吸收特性而成为隐形材料。Co和Ni属于中等活泼金属,在高温下可以和O,S,Cl等非金属作用。在HCl和稀H2SO4中的溶解比Fe缓慢,遇冷 HNO3会钝化,在浓碱中比较稳定,镍质容器可盛熔融碱。氢氧化物 还原性:Co2+,Ni2+的溶液中加入碱都能生成相
6、应的氢氧化物沉淀。 Co(OH)2被空气氧化为棕黑色的Co(OH)3,但反应比Fe(OH)2要慢。而Ni(OH)2不能被O2氧化。 当在碱性条件下,加入较强氧化剂: 2Ni(OH)2+ClO2NiO(OH)+Cl+H2O Co(OH)3,Ni(OH)3是两性偏碱性,在酸性介质中具有很强的氧化性,与非还原性酸(如H2SO4,HNO3)作用时氧化H2O放O2,而与浓HCl作用时,则将其氧化并放出Cl2。 2Co(OH)3+6HCl2CoCl2+Cl2+6H2O Ni(OH)3的氧化能力比Co(OH)3的更强。 尽管Co(OH)2和Ni(OH)2的溶解度相近,无法用来分离二者,但是Ni(NH3)62
7、+却比Co(NH3)62+稳定的多,可以用于分离。往氨水中加入Co(NH3)2溶液之初,氨水浓度高,Co2+,Ni2+都生成相应的配离子;随着Co(NO3)2浓度的增加,使NH3称为NH4+的H+增多,氨水浓度也随之降低,配合平衡便逐渐向生成沉淀的方向移动。因为Ni(NH3)62+比较稳定,转为Ni(OH)2比较困难,只要控制Co(NO3)2的加入量,也即控制溶液的PH,就可以使Co2+基本沉淀,而Ni2+仍以配离子的形式存在,从而使二者分离。钴盐和镍盐 钴()盐和镍()盐最为常见,它们有氯化物、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、硫化物等。 镍的盐类大都是绿色的。 氯化钴(CoCI26H2O) 是重要的
8、钴()盐,因为所含结晶水的数目逐渐减少,颜色随之变化: CoCI26H2O(粉红)CoCI2 2H2O(红紫)CoCI2 H2O(蓝紫)CoCI2(蓝) 这种性质可用来指示硅胶干燥剂的吸水情况。Co(H2O)62+在溶液中显粉红色,用这种稀溶液在白纸上写的字几乎看不出字迹。将此白纸烘热脱水即显出蓝色字迹,吸收空气中潮气后字迹再次隐去,所以CoCI2溶液被称为隐显墨水。常见的镍盐有NiCI2 6H2O(绿色),Ni(NO3)2 6H2O(碧绿色)和NiSO4 7H2O(绿色)等,前二者可由Ni与浓HCI或HNO3制得。Ni与H2SO4的反应特别缓慢,通常加入HNO3或H2O2帮助溶解:3Ni+3
9、H2SO4+2HNO33NiSO4+2NO+4H2ONi+H2SO4+H2O2NiSO4+2H2ONiS和CoS相似,也有溶解情况各异的,等型的变体。实际工作中若要使其顺利溶解,切勿将沉淀放置过久。它们的氧化物 铁系元素原子的价电子层构型为3d684s2 ,可以失去电子呈现+2,+3氧化值。Co2+比Co3+稳定,Ni通常只有+2氧化值。低价氧化物具有碱性。 Co2O3及Ni2O3也是难溶于水的两性偏碱氧化物,与MnO2相似,有强氧化性,与酸作用时,得不到Co()和Ni()盐,而是得到Co()和Ni()盐。 Co2O3+6HCI2CoCI2+CI2+3H2O 2Ni2O3+4H2SO44NiSO4+O2+4H2O NiO,Co的纳米材料良好的热,电性能,可制成多种温度传感器。CoCI2的制备及CoNi分离 制备CoCI2一般以金属Co为原料,因为它不能直接溶于HCI,需用HNO3溶解生成 Co(NO3)2其中的杂质镍也生成Ni(NO3)2,然后将其加到氨水中转化为Co(OH)2沉淀,分离后沉淀用HCI溶解,便得到CoCI26H2O.从生成Co(OH)2的角度看,也可以将氨水加入Co(NO3)2溶液中,但为了利用这一过程出去Ni(NO3)2杂质,则必须采用前者。