氫氧化鎘
氫氧化鎘是一種無機化合物,化學式為Cd(OH)2。它是一種離子化合物,為白色晶體。它在鎳鎘電池中是一種關鍵性的化合物[3]。氫氧化鎘的鹼性比氫氧化鋅強。[4]
氫氧化鎘 | |
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IUPAC名 氫氧化鎘(II) | |
識別 | |
CAS編號 | 21041-95-2 |
PubChem | 10313210 |
ChemSpider | 8488675 |
SMILES |
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InChI |
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InChIKey | PLLZRTNVEXYBNA-NUQVWONBAA |
性質 | |
化學式 | Cd(OH)2 |
莫耳質量 | 146.43 g/mol g·mol⁻¹ |
外觀 | 白色晶體 |
密度 | 4.79 g/cm3 |
熔點 | 150 °C(分解) |
溶解性(水) | 0.026 g/100 mL |
溶解性 | 可溶於稀酸、氨水和銨鹽溶液[1] |
結構 | |
晶體結構 | 六方(β) 單斜(γ) |
熱力學 | |
ΔfHm⦵298K | −561 kJ·mol−1[2] |
S⦵298K | 96 J·mol−1·K−1[2] |
危險性 | |
警示術語 | R:R20/21/22-R50/53 |
安全術語 | S:S60-S61 |
歐盟分類 | Xn N |
相關物質 | |
其他陰離子 | 氯化鎘 溴化鎘 碘化鎘 氧化鎘 |
其他陽離子 | 氫氧化鋅 氧化汞 氫氧化銅 |
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。 |
製備
- Cd(NO3)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2↓ + 2 NaNO3
另一種製法是將氫氧化鉀固體加入至碘化鎘溶液中,產生的沉澱先加熱至其溶解,再靜置溶液使之逐漸冷卻,析出氫氧化鎘。[1]
氫氧化鎘也可通過水熱法合成。如將20份的氫氧化鈉配成的溶液加入1份乙酸鎘配成的溶液中,再加入溶液等體積的乙二醇,攪拌半小時後,轉移到水熱反應釜中反應,在60℃的真空乾燥箱中乾燥4小時,得到產物。[5]
- Cd(CH3COO)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2↓ + 2 CH3COONa
用硝酸鎘溶液和5%KOH溶液反應,硝酸鈉作為礦化劑,進行水熱合成,可以得到六邊形納米盤Cd(OH)2。[6]
較新的合成方法還有微波法,如在聚乙二醇(PEG-10000)溶液中加入0.8mol·L-1的硝酸鎘,攪拌均勻後,再加入等體積的0.8mol·L-1六次甲基四胺(HMTA),繼續攪拌,之後轉移到瓷坩堝內,加蓋,置於微波爐中低溫加熱8min,冷卻到室溫後分別用一次水和多次乙醇洗滌,在60℃下乾燥4h,得到Cd(OH)2螺旋形納米線,反應機理如下:[7]
- (CH2)6N4 + 6 H2O → 6 HCHO + 4 NH3
- NH3 + H2O → NH4+ + OH−
- Cd2+ + 2 OH− → Cd(OH)2↓ + H2O
反應產生的納米線的直徑與長度可以通過改變反應物的濃度來控制,而陰離子的種類對產物的形貌有較大影響。
此外,固相反應也能得到氫氧化鎘。如將鎘鹽(Cd(CH3COO)2·2H2O、CdCl2·2.5H2O、3CdSO4·8H2O或CdCO3·4H2O等)和PEG-400混合均勻,加入氫氧化鈉固體,混合研磨半小時後放置5小時,用水與無水乙醇洗滌,在空氣中自然乾燥,可以得到具有晶形的產物。[8]
結構
氫氧化鎘有α、β和γ三種形態的結構。其中β型為六方晶系,γ型為單斜晶系。
化學性質
氫氧化鎘易吸收空氣中的二氧化碳,產生碳酸鎘。當氫氧化鎘加熱至150℃時,它會分解,生成氧化鎘。[4][9]
- Cd(OH)2 + CO2 → CdCO3 + H2O
- Cd(OH)2 —Δ→ CdO + H2O
作為一種鹼,氫氧化鎘也能溶於酸:
- Cd(OH)2 + 2 HCl → CdCl2 + 2 H2O
- Cd(OH)2 + 2 HI → CdI2 + 2 H2O
- Cd(OH)2 + 2 CH3COOH → Cd(CH3COO)2 + 2 H2O
- Cd(OH)2 + 4 NH3·H2O → [Cd(NH3)4](OH)2 + 4 H2O
- Cd(OH)2 + 4 NaCN → Na2[Cd(CN)4] + 2 NaOH
和氫氧化鋅不同的是,氫氧化鎘僅微溶於氫氧化鈉(5mol·L-1)溶液,溶解度為0.13g。在濃氫氧化鈉溶液中存在Na2[Cd(OH)4]。[11]
用途
化學化工上,它是製備其他鎘化合物的原料之一。
安全性
接觸皮膚、吸入或吞食有害。
對水生生物毒性很大,並且會造成長期的水體污染。[12]
參考資料
- ^ 1.0 1.1 《無機化合物製備手冊》.朱文祥 主編.化學工業出版社. P382~383. 【ⅩⅡ-21】氫氧化鎘(cadmium hydroxide)
- ^ 2.0 2.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A21. ISBN 0-618-94690-X.
- ^ 3.0 3.1 Karl-Heinz Schulte-Schrepping, Magnus Piscator "Cadmium and Cadmium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a04_499.
- ^ 4.0 4.1 4.2 《無機化學叢書》.第六卷 鹵素 銅分族 鋅分族. 科學出版社. 鍾興厚 呂雲陽等主編. P581. 1.氫氧化鎘
- ^ 溶劑熱法製備Cd(OH)2和CdO納米盤研究性實驗[J]. 李錦等. 《物理實驗》. Vol.32 No.1. Jan.,2012
- ^ 水熱合成法製備六方形納米盤Cd(OH)2. 劉俊渤 等. 吉林大學學報(理學版). Vol.47 No.3. May.,2009
- ^ 微波法合成一維結構Cd(OH)2螺旋形納米線. 彭銀 等. 高等學校化學學報. pp.7~10 Vo1.31 No.1. Jan.,2010
- ^ 室溫固相化學反應法合成Cd(OH)2納米棒. 曹亞麗 等. 高等學校化學學報. pp.1601~1603. Vol.25 No.9. Sept.,2004
- ^ 《無機化學》(第二版)下冊. 龐錫濤 主編. 高等教育出版社. 2-3 鋅族元素的重要化合物. P365. ISBN 978-7-04-005387-6
- ^ 《無機化學反應方程式手冊》.曹忠良等主編. 湖南科學技術出版社. P218. 【Cd(OH)2】. 統一書號 13204·56
- ^ Chemistry of the Elements(Second Edition). N.N. GREENWOOD and A. EARNSHAW. 29.3 Compounds of Zinc, Cadmium and Mercury. pp.1209
- ^ 氢氧化镉产品说明书(Alfa Aesar). [2020-09-12]. (原始內容存檔於2016-03-06).