Сульфат никеля (NiSO4*7H2O, никелевый купорос)

Из-за схожести свойств железа и никеля, свойства их сульфатов тоже очень похожи, но различия есть, причем довольно существенные.
Во-первых, сульфат никеля невозможно получить растворением никеля в серной кислоте — либо замучаетесь ждать, либо реакция вообще не пройдет — никель довольно пассивен по отношению к кислотам. Кусочек проволочки длиной 1 см и толщиной 0.08 мм растворяется двое суток в кипящей разбавленной серной кислоте, с концентрированной или под анодным током он вообще не будет реагировать
Поэтому проще и лучше купить его в химмаге (никель сернокислый). Но если у вас нет химмага, то придется извращаться. Собственно, как я его и получал.
Никель плохо реагирует с кислотами, а тем более с сильными окислителями. Но он с легкостью реагирует с соляной кислотой (HCl). Из-за политики нашего государства эту кислоту нигде толком не купить, кроме химмага или интернет-магазина. Однако, есть два выхода из этой ситуации.
1 способ. Можно получить HCl. Для этого нам понадобится серная кислота (если это электролит для аккумуляторов — его надо немного выпарить, так как нам нужна концентрированная кислота). Выпаривать электролит и получать соляную кислоту нужно очень осторожно — отнеситесь к этому серьезно, при попадании конц. кислот на кожу появятся сильные ожоги, одежду прожигает насквозь!!! Так что советую делать это вне помещения, строго следуя правилам безопасности.
Реакция идет по уравнению:
H2SO4 + 2NaCl = Na2SO4 + 2HCl ↑
Емкость должна плотно закрываться, желательно чтобы она была из тонкостенного стекла. Так же нам понадобится газоотвод — крышка со стеклянной или пластмассовой трубочкой. В емкость засыпаем хлорид натрия, ставим на водяную баню (в емкость с горячей водой, которая постоянно нагревается, например, на газовой горелке). Хотя можно обойтись и без водяной бани и нагревать саму колбу, но это довольно опасно, да и реакция пройдет не равномерно.
Когда водяная баня нагреется, добавляем в емкость с NaCl концентрированную серную кислоту, затем быстро закрываем емкость крышкой, а конец газоотводной трубки помещаем в герметичную колбу с холодной водой. (Трубка не должна касаться воды! Емкость должна быть наполнена только на половину, желательно меньше). В колбе с реагентами начнется довольно бурное выделение газа, который полностью будет поглощаться холодной водой. В конце реакции надо снять колбу с водяной бани, а из второй колбы вытащить трубку и герметично закрыть. Теперь у нас есть HCl, причем, если серная кислота была достаточной концентрации и воды было не слишком много, то она будет концентрированной.
Этот же способ вы можете увидеть в видео-опыте «Хлороводородный фонтанчик», где все не только подробно и понятно рассказано, но и поставлен очень интересный и красивый опыт.
2 способ. Он не такой опасный, как первый, и служит для быстрой замены HCl, если нет времени или возможности её получить. Просто смешайте серную кислоту (не концентрированную) и поваренную соль — получится быстрая замена соляной кислоты. Причем выделение газа довольно слабое, но с растворе HCl присутствовать будет в достаточном количестве.
Ну ладно, соляная кислота у нас есть. А что же никель?
В качестве источника никеля подойдет спираль из нихрома, аноды из радиоламп (хотя именно с анодами заморачиваться не стоит), никелированные детали. Из всего этого предпочтительнее нихром, так как его можно относительно легко достать.
Реакция идет по следующей схеме:
Ni + 2HCl = NiCl2 + H2 ↑
Реакция все равно будет идти довольно медленно. Но её можно значительно ускорить! Необходимо лишь найти источник тока (зарядное устройство или вроде того). Подключаем положительный полюс (+) к нихрому, а отрицательный (-) к любому электроду, хотя желательно угольному или (если его нет) стальному. Подключаем наш источник тока в сеть и наблюдаем выделение Cl2 на нихроме и H2 на угольном электроде. (Минус этого способа — анод — т.е. нихром — быстрее всего растворяется на границе раздела раствора и воздуха. В конченом итоге он может просто развалиться на две половинки. Но здесь ничего не поделаешь, если только не замазать эту границу чем-нибудь инертным к соляной кислоте, например полимерным клеем или силиконом)
Затем фильтруем раствор. Если вам не сильно важна чистота получившейся смеси, можете добавить в раствор серной кислоты и пропустить следующий шаг — кристаллы будут расти и так. И это будут именно кристаллы сульфата никеля, а не хлорида, так как при длительном контакте NiCl2 и H2SO4 будет опять образовываться и улетучиваться соляная кислота.
Но если чистота кристаллов вам важна, то переводим хлорид никеля с сульфат другим методом.
Добавляем к раствору пищевую соду (NaHCO3, гидрокарбонат натрия) или карбонат натрия (Na2CO3), разницы никакой.
Реагенты добавлять маленькими порциями, ожидая окончания предыдущей реакции. Раствор сильно пенится из-за выделения углекислого газа.
В первом случае реакция пойдет так:
2NiCl2 + 4NaHCO3 = Ni2CO3(OH)2↓ + 4NaCl + 3CO2↑ + H2O
Во втором:
2NiCl2 + H2O + 2Na2CO3 = Ni2CO3(OH)2↓ + 4NaCl + CO2↑
В итоге получаем осадок основного карбоната никеля Ni2CO3(OH)2. Чтобы перевести его в сульфат надо лишь добавить серной кислоты
Ni2CO3(OH)2 + 2H2SO4 = 2NiSO4 + CO2↑ + 3H2O
Мы получили раствор сульфата никеля. Он темно-зеленого цвета. Кристаллы почти такой же формы, как и у сульфата железа, но цвет у них ярко-изумрудный.