Сульфамат никеля (13770-89-3) Физические и химические свойства

Химический профиль

Сульфамат никеля

Водорастворимая соль никеля(II), обычно поставляемая в виде водных растворов, используемая в качестве электролита для гальванопокрытий и источника никеля в электроформовке и поверхностной обработке для промышленных и НИОКР приложений.

Номер CAS	13770-89-3
Класс вещества	Соли никеля (неорганические)
Типичная форма	Водный раствор (жидкость)
Распространённые сорта	EP, Reagent Grade, USP

Применяется преимущественно как агент для никелирования и источник никеля в ваннах для гальванопокрытий, электроформовки и обработки поверхности; доступен в реактивных и фармакопейных сортах для аналитики и контроля технологических процессов. Закупки и контроль качества обычно сфокусированы на содержании никеля, концентрации раствора и профиле примесей, при обращении необходимы меры по соответствующему ограждению, использованию средств индивидуальной защиты и контролю воздействия для защиты работников и минимизации выбросов в окружающую среду.

Сульфамат никеля — неорганическая соль никеля(II) с анионом сульфамата (сульфамидата) и относится к классу водорастворимых металлов сульфаматов. Структурно представляет собой никель(II), координированный двумя анионами сульфамата (формально депротонированная сульфаминовая кислота), образующий нейтральное соединение с формулой H4N2NiO6S2. Электронно вещество содержит d8-центр Ni(II), стабилизируемый анионными лигандами с атомами кислорода и азота сульфамата; набор лигандов обеспечивает множественные акцепторные участки для водородных связей и значительную полярную поверхность, что согласуется с высокой растворимостью в воде и сильной координационной способностью. Предоставленные структурные дескрипторы включают SMILES "NS(=O)(=O)[O-].NS(=O)(=O)[O-].[Ni+2]" и InChIKey KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L.

Будучи солями никеля(II) анионной амидосульфоновой кислоты, сульфамат никеля демонстрирует типичное поведение: высокая полярность, образование стабильных водных растворов и проявление кислотных свойств Льюиса с гидролизом, зависящим от pH, и химией обмена лигандами. Растворы неполярны и доминируют за счет ионной диссоциации; гидролиз Ni(II) при повышенном pH и комплексообразование с хелатирующими лигандами или анионами являются важными факторами специации. В промышленности и коммерции сульфамат никеля широко используется в процессах электроникелирования и электроформовки, где требуется растворимый Ni(II); водные растворы для этих целей обычно поставляются с заданной концентрацией никеля.

Распространённые коммерческие сорта вещества включают: EP, Reagent Grade, USP.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленное значение для данного параметра отсутствует в текущем контексте данных.

Точка плавления или разложения

Экспериментально установленное значение для данного параметра отсутствует в текущем контексте данных.

Растворимость в воде

Сульфамат никеля растворим в воде и коммерчески поставляется как водные растворы (например, концентрированные составы). Представительные формы продукции включают 50% водный раствор синевато-зеленого цвета и растворы, обозначаемые по содержанию никеля (коммерческие растворы содержат примерно 11% никеля). Растворимость определяется ионной диссоциацией катиона Ni(II) и аниона сульфамата, а также концентрационно-зависимой специацией.

pH раствора (качественное поведение)

Водные растворы сульфамата никеля обычно имеют слабо кислую до почти нейтральную реакцию в зависимости от концентрации и баланса контр-иона, так как Ni(II) подвергается ограниченному гидролизу, а сульфамат является сопряженной основанием относительно достаточно сильной амидосульфоновой кислоты. pH раствора варьируется с концентрацией и добавлением кислот или оснований; технические ванны для гальваники часто регулируются на целевой pH для контроля кинетики осаждения и специации.

Химические свойства

Кислотно-основное поведение

Анион сульфамата — это депротонированная форма сульфаминовой кислоты; в солевой форме он ведёт себя как некомплексующий или слабо координирующий анион по сравнению с более жесткими лигандами, но при этом предоставляет кислородные и азотные донорные сайты для вторичной координации и водородных связей. Никель(II) проявляет свойства переходного Льюисова кислоты среднего диапазона: в водных средах он может подвергаться гидролизу с образованием гидроксидных видов при повышенном pH и активно участвует в обмене лигандами и комплексах с хелаторами (например, аминами, фосфинами, карбоксилатами). Протонирование и депротонирование лиганда сульфамата обычно несущественно в сильнощелочных средах, так как анион уже депротонирован в солевой форме.

Реактивность и стабильность

Сульфамат никеля в целом стабилен в водных растворах при обычных лабораторных и промышленных условиях. Он подвержен типичным реакциям для солей металлов: обмен лигандами на более сильные координирующие лиганды, выпадение гидроксида никеля при высоком pH и комплексообразование с хелатирующими агентами. Соединение следует считать реакционноспособным к сильным восстановителям или окислителям в том смысле, что редокс-химия с участием никеля может происходить при форсированных условиях; Ni(II) относительно стабилен, но может участвовать в окислительно-восстановительных процессах в присутствии соответствующих реагентов. Данные по термическому разложению здесь не приведены; по вопросам термической или долгосрочной стабильности следует обращаться к специально технической литературе или документации по безопасности материала.

Молекулярные и ионные параметры

Формула и молекулярная масса

• Молекулярная формула: H4N2NiO6S2
• Молекулярная масса: 250.87 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)

Дополнительные рассчитанные параметры для ковалентно представленного блока и ионных компонентов включают точную/моноизотопную массу 249.886420 и топологическую полярную поверхность 183 (вычисленные дескрипторы отражают высокую полярность и множественные донорные участки для водородных связей).

Составляющие ионы

• Катион: никель(II), \( \mathrm{Ni}^{2+} \)
• Анион(ы): два аниона сульфамата (сульфамидата), производные сульфаминовой кислоты, обычно обозначаемые как \(\mathrm{NH_2SO_3^-}\) или сульфамидат

Предоставленная строка SMILES представляет раздвоенные ионные компоненты: NS(=O)(=O)[O-].NS(=O)(=O)[O-].[Ni+2], что указывает на соль, состоящую из двухвалентного катиона никеля и двух одноэлектронных анионов сульфамата.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

• Номер CAS: 13770-89-3
• EC номер: 237-396-1
• InChI: InChI=1S/2H3NO3S.Ni/c21-5(2,3)4;/h2(H3,1,2,3,4);/q;;+2/p-2
• InChIKey: KERTUBUCQCSNJU-UHFFFAOYSA-L
• SMILES: NS(=O)(=O)[O-].NS(=O)(=O)[O-].[Ni+2]
• DSSTox Substance ID: DTXSID2065622
• Wikidata: Q10373228

(Устаревшие или связанные регистрационные идентификаторы, указанные в технических списках, включают 5329-14-6 как родственный базовый CAS и 1333123-32-2 как устаревший CAS.)

Синонимы и общеупотребительные названия

Распространённые синонимы и альтернативные наименования данного вещества включают:
- Сульфамат никеля
- Никель (II) сульфамат
- Сульфаминовая кислота, соль никеля(2+) (2:1)
- никель (2+) дисульфамат
- Никель сульфамат
- Никель сульфаминовая кислота
- никель бис(сульфамидат)
- Никель (II) сульфамат

Коммерческие обозначения продукции и каталожные синонимы (маркировки поставщиков) могут включать дополнительные торговые наименования; приведённые выше являются основными систематическими и распространёнными названиями, встречающимися в технических контекстах.

Промышленные и коммерческие применения

Функциональные роли и сферы использования

Никель сульфамат в первую очередь используется как растворимый источник никеля(II) для электрохимического осаждения металлов. Его основная промышленная роль — это агент для гальванопокрытий и электроформования, где растворимый Ni(II) должен подаваться в контролируемой, воспроизводимой форме. Известные промышленные применения включают агенты для гальванизации и обработки поверхностей электрического оборудования, компонентов бытовой техники и других изготовленных частей, требующих никелевых покрытий. Производство и коммерческая активность с солями никеля сульфамовой кислоты задокументированы в масштабных производственных секторах.

Суммарные объемы коммерческого производства в США (примеры отчетности) включают: 2019: 2 771 294 фунтов; 2018: 3 509 404 фунтов; 2017: 2 957 124 фунтов; 2016: 1 950 057 фунтов.

Типичные примеры применения

• Ванны для электроформовки никелем и составы для никелевого гальванического покрытия.
• Агенты для обработки поверхностей, где требуется растворимый источник Ni(II).
• Лабораторный реагент для исследований никельной химии и материалов, где предпочтителен контр-иони амидосульфоната, а не сульфата.

При необходимости краткого выбора продукта пользователи выбирают никель сульфамат, когда приоритетными являются высокая водная растворимость, предсказуемая ионная спецификация и совместимость с химией ванн для гальваники.

Обзор безопасности и обращение

Опасности для здоровья и окружающей среды

Никель сульфамат и растворимые соединения никеля(II) представляют значительные опасности для здоровья, характерные для растворимых солей никеля. Основные опасные характеристики включают:

• Острая токсичность при проглатывании и вдыхании (классификация по категориям острой токсичности).
• Потенциал сенсибилизации кожи и дыхательных путей; способен вызывать аллергический контактный дерматит и профессиональную астму у сенсибилизированных лиц.
• Карциногенность: соединения никеля имеют классификации, указывающие на канцерогенный потенциал при вдыхании, связаны с повышенным риском рака легких и носовых пазух в условиях профессионального воздействия.
• Сообщалось о репродуктивной и эмбриотоксической токсичности для некоторых соединений никеля.
• Специфическая токсичность для целевых органов при повторном воздействии, в основном поражающая дыхательную систему.
• Высокая токсичность для водных организмов с долговременными эффектами.

Выборочные коды опасностей и мер предосторожности, указанные в технических классификациях, включают H302, H317, H332, H334, H341, H350/H350i, H360D, H372, H400 и H410 (означающие острую токсичность, сенсибилизацию, мутагенность, канцерогенность, репродуктивную токсичность, токсичность органов при повторном воздействии и опасность для водной среды). Установленные пределы профессионального воздействия включают допустимый уровень воздействия (PEL) \(1.0\,\mathrm{мг}\,\mathrm{м}^{-3}\) (в пересчете на никель), предел опасности для жизни и здоровья (IDLH) \(10.0\,\mathrm{мг}\,\mathrm{м}^{-3}\) (в пересчете на никель), и пороговое значение (TLV) \(0.1\,\mathrm{мг}\,\mathrm{м}^{-3}\) (вдыхаемая фракция, в пересчете на никель). Пути воздействия, вызывающие беспокойство, включают вдыхание, контакт с кожей и проглатывание.

Для контроля на рабочем месте необходимы меры по предотвращению вдыхания и контакта с кожей; в промышленных условиях, где обращаются с соединениями никеля, целесообразно медицинское наблюдение и измерение уровня воздействия.

Требования к хранению и обращению

• Хранить в плотно закрытых контейнерах в прохладном, хорошо проветриваемом помещении, вдали от несовместимых материалов (сильных окислителей/редукторов) и пищевых продуктов.
• Использовать инженерные меры для минимизации пыли и аэрозолей; применять местную вытяжную вентиляцию при обработке и перекачке.
• Средства индивидуальной защиты должны включать подходящие перчатки, защиту глаз/лица и респираторную защиту, когда воздушные загрязнения контролировать иначе невозможно.
• Избегать попадания в окружающую среду; растворимые соединения никеля представляют значительные экологические риски для водных организмов и должны контролироваться во избежание неконтролируемых выбросов.
• Для получения подробной информации об опасностях, транспортировке и нормативных требованиях, а также по специфике обращения и мерам при авариях следует обращаться к паспортам безопасности (SDS) и местному законодательству, соответствующим конкретному продукту.