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Hydroxyde de nickel(II)
composé chimique De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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L'hydroxyde de nickel(II) est un complexe de nickel au degré d'oxydation II, de formule Ni(OH)2. Ses propriétés oxydo-réductrices en font un composé très utilisé dans l'industrie, particulièrement dans les batteries rechargeables au nickel.
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Polymorphisme
L'hydroxyde de nickel(II) est présent sous plusieurs polymorphes.
La forme α est constituée de couches de Ni(OH)2 entre lesquelles sont intercalés des anions ou des molécules d'eau[4],[5]. La forme β est une structure hexagonale compacte d'ions Ni2+ et OH−[4],[5]. En présence d'eau, la forme α évolue en forme β après dissolution et recristallisation[4],[6]. Plusieurs structures d'hydroxyde de nickel γ ont été décrites, dans lesquels la distance inter-feuillet est plus importante[4].
Le minerai de Ni(OH)2, la théophrastite, se trouve sous la forme d'un cristal d'un vert émeraude translucide[7]. Une variante de ce minerai contenant du magnésium a été découverte à Hagdale, sur l'île de Unst dans les Shetland[8].
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Propriétés
Solubilité
L'hydroxyde de nickel(II) est insoluble dans l'eau[9]. Il est soluble dans les solutions très concentrées d'hydroxyde de sodium où il forme le composé de formule Na2[Ni(OH)4][9], et dans l'ammoniaque où il forme le composé soluble [Ni(NH3)6]2+[9].
Oxydo-réduction
L'hydroxyde de nickel(II) peut être oxydé en oxyhydroxyde de nickel(III) Ni(O)OH par les hypochlorites alcalins[9].
Dans les batteries au nickel, cette oxydation est combinée à la réduction d'un métal en hydrure métallique (MH) selon l'équation globale :
- Ni(OH)2 + M → Ni(O)OH + MH.
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Obtention
La première synthèse de l'hydroxyde de nickel(II) a été proposée par Glemser et Einerhand, en faisant réagir du nitrate de nickel(II) avec de la soude et du peroxodisulfate de potassium[4].
L'ajout de soude sur les composés aqueux du nickel(II) entraine la formation de l'hydroxyde de nickel(II)[9].
De nombreuses autres voies de synthèse ont été proposées en fonction de l'application finale du composé. Ainsi, pour éviter le passage de la forme allotropique α à la forme β, Jeevandam et al. ont mis au point une synthèse sonochimique menant à des couches de Ni(OH)2 avec des ions aluminium[5].
Utilisation
En raison de ces propriétés d'oxydo-réduction, l'hydroxyde de nickel(II) est très utilisé en électrochimie et plus particulièrement dans la conception des batteries.
Les accumulateurs nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique utilisent une anode en hydroxyde de nickel(II)[10]. L'α-hydroxyde de nickel(II) est la forme allotropique qui possède la plus grande capacité théorique et est donc généralement utilisée en électrochimie. Cependant sa tendance à se transformer en la variété β en solution alcaline tend à faire développer des formes stabilisées pour améliorer l'usage industriel[6].
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Toxicité
La dose létale médiane par ingestion de l'hydroxyde de nickel(II) est de 1 515 mg/kg sur le rat[1]. Cette toxicité importante de l'hydroxyde par rapport aux autres composés du nickel(II) est peut-être due à son caractère insoluble et à sa concentration dans les cellules[11]. Ces problèmes sanitaires ont entrainé une augmentation des projets de recherche visant à améliorer la densité énergétique des électrodes contenant de l'hydroxyde de nickel(II), particulièrement par l'ajout d'hydroxyde de cobalt ou de calcium[12].
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Notes et références
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