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氢氧化镉
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氢氧化镉是一种无机化合物,化学式为Cd(OH)2。它是一种离子化合物,为白色晶体。它在镍镉电池中是一种关键性的化合物[3]。氢氧化镉的碱性比氢氧化锌强。[4]
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制备
- Cd(NO3)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2↓ + 2 NaNO3
另一种制法是将氢氧化钾固体加入至碘化镉溶液中,产生的沉淀先加热至其溶解,再静置溶液使之逐渐冷却,析出氢氧化镉。[1]
氢氧化镉也可通过水热法合成。如将20份的氢氧化钠配成的溶液加入1份乙酸镉配成的溶液中,再加入溶液等体积的乙二醇,搅拌半小时后,转移到水热反应釜中反应,在60℃的真空干燥箱中干燥4小时,得到产物。[5]
- Cd(CH3COO)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2↓ + 2 CH3COONa
用硝酸镉溶液和5%KOH溶液反应,硝酸钠作为矿化剂,进行水热合成,可以得到六边形纳米盘Cd(OH)2。[6]
较新的合成方法还有微波法,如在聚乙二醇(PEG-10000)溶液中加入0.8mol·L-1的硝酸镉,搅拌均匀后,再加入等体积的0.8mol·L-1六次甲基四胺(HMTA),继续搅拌,之后转移到瓷坩埚内,加盖,置于微波炉中低温加热8min,冷却到室温后分别用一次水和多次乙醇洗涤,在60℃下干燥4h,得到Cd(OH)2螺旋形纳米线,反应机理如下:[7]
- (CH2)6N4 + 6 H2O → 6 HCHO + 4 NH3
- NH3 + H2O → NH4+ + OH−
- Cd2+ + 2 OH− → Cd(OH)2↓ + H2O
反应产生的纳米线的直径与长度可以通过改变反应物的浓度来控制,而阴离子的种类对产物的形貌有较大影响。
此外,固相反应也能得到氢氧化镉。如将镉盐(Cd(CH3COO)2·2H2O、CdCl2·2.5H2O、3CdSO4·8H2O或CdCO3·4H2O等)和PEG-400混合均匀,加入氢氧化钠固体,混合研磨半小时后放置5小时,用水与无水乙醇洗涤,在空气中自然干燥,可以得到具有晶形的产物。[8]
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结构
氢氧化镉有α、β和γ三种形态的结构。其中β型为六方晶系,γ型为单斜晶系。
化学性质
氢氧化镉易吸收空气中的二氧化碳,产生碳酸镉。当氢氧化镉加热至150℃时,它会分解,生成氧化镉。[4][9]
- Cd(OH)2 + CO2 → CdCO3 + H2O
- Cd(OH)2 —Δ→ CdO + H2O
作为一种碱,氢氧化镉也能溶于酸:
- 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
和氢氧化锌不同的是,氢氧化镉仅微溶于氢氧化钠(5mol·L-1)溶液,溶解度为0.13g。在浓氢氧化钠溶液中存在Na2[Cd(OH)4]。[11]
用途
化学化工上,它是制备其他镉化合物的原料之一。
安全性
接触皮肤、吸入或吞食有害。
对水生生物毒性很大,并且会造成长期的水体污染。[12]
参考资料
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