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Sulfato de níquel (II)

El sulfato de níquel (II) , o simplemente sulfato de níquel , generalmente se refiere al compuesto inorgánico con la fórmula NiSO 4 (H 2 O) 6 . Esta sal de color turquesa altamente soluble es una fuente común del ion Ni 2+ para galvanoplastia . Se produjeron aproximadamente 40.000 toneladas en 2005. [1]

Estructuras

Sulfato de níquel hexahidratado bajo el microscopio.

Se conocen al menos siete sales de sulfato de níquel (II). Estas sales difieren en cuanto a su hidratación o hábito cristalino.

El hexahidrato tetragonal común cristaliza en solución acuosa entre 30,7 y 53,8 °C. Por debajo de estas temperaturas, cristaliza un heptahidrato, y por encima de estas temperaturas se forma un hexahidrato ortorrómbico. La forma anhidra amarilla, NiSO 4 , cristaliza en un sistema cristalino ortorrómbico [2] y a presión estándar se descompone en NiO a temperaturas superiores a 640 °C, antes de alcanzar el punto de fusión . [3] Se funde solo a alta presión del sistema, utilizando un método de volumen constante se encontró que el punto de fusión era 1210 °C. [4] El sulfato anhidro se produce calentando los hidratos por encima de 330 °C.

Las mediciones de cristalografía de rayos X muestran que el NiSO 4 ·6H 2 O está formado por iones octaédricos [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ . Estos iones, a su vez, están unidos por enlaces de hidrógeno a iones de sulfato. [5] La disolución de la sal en agua produce soluciones que contienen el complejo acuoso [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ .

Todos los sulfatos de níquel son paramagnéticos .

Producción, aplicaciones y química de coordinación

La sal se obtiene generalmente como subproducto de la refinación del cobre . También se puede producir por disolución de níquel metálico o de óxidos de níquel en ácido sulfúrico.

Las soluciones acuosas de sulfato de níquel reaccionan con carbonato de sodio para precipitar carbonato de níquel , un precursor de catalizadores y pigmentos a base de níquel. [6] La adición de sulfato de amonio a soluciones acuosas concentradas de sulfato de níquel precipita Ni(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 ·6H 2 O . Este sólido de color azul es análogo a la sal de Mohr , Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 ·6H 2 O . [1]

El sulfato de níquel tiene algunos usos en el laboratorio. Las columnas utilizadas en el marcado con polihistidina , útil en bioquímica y biología molecular , se regeneran con sulfato de níquel. Las soluciones acuosas de NiSO 4 ·6H 2 O y los hidratos relacionados reaccionan con amoníaco para dar [Ni(NH 3 ) 6 ]SO 4 y con etilendiamina para dar el complejo [Ni(H 2 NCH 2 CH 2 NH 2 ) 3 ]SO 4 . Este último se utiliza ocasionalmente como calibrador para mediciones de susceptibilidad magnética porque no tiene tendencia a hidratarse.

Ocurrencia natural

El sulfato de níquel se presenta como el mineral raro retgersita, [7] que es un hexahidrato . El segundo hexahidrato se conoce como níquelhexahidrita (Ni,Mg,Fe)SO 4 ·6H 2 O , que es el dimorfo monoclínico de la retgersita. El heptahidrato, que es relativamente inestable en el aire, se presenta como morenosita. El monohidrato se presenta como el mineral muy raro dwornikita (Ni,Fe)SO 4 ·H 2 O .

Seguridad

Prueba de parche

En 2005-2006, el sulfato de níquel fue el alérgeno principal en las pruebas de parche (19,0%). [8] El sulfato de níquel está clasificado como carcinógeno humano [9] [10] con base en el aumento de los riesgos de cáncer respiratorio observado en estudios epidemiológicos de trabajadores de refinerías de minerales sulfídicos. [11] En un estudio de inhalación de 2 años en ratas F344 y ratones B6C3F1, no hubo evidencia de actividad carcinogénica, aunque se observó un aumento de las inflamaciones pulmonares e hiperplasia de los ganglios linfáticos bronquiales. [12] Estos resultados sugieren firmemente que existe un umbral para la carcinogenicidad del sulfato de níquel por inhalación. En un estudio de 2 años con la administración oral diaria de sulfato de níquel hexahidrato a ratas F344, no se observó evidencia de un aumento de la actividad carcinogénica. [13] Los datos humanos y animales indican de manera consistente una falta de carcinogenicidad por vía oral de exposición y limitan la carcinogenicidad de los compuestos de níquel a los tumores respiratorios después de la inhalación. [14] No está claro si estos efectos son relevantes para los seres humanos, ya que los estudios epidemiológicos de trabajadoras altamente expuestas no han mostrado efectos adversos de toxicidad para el desarrollo. [15]

Referencias

  1. ^ ab K. Lascelles, LG Morgan, D. Nicholls, D. Beyersmann “Compuestos de níquel” en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. Vol. A17 p. 235 doi :10.1002/14356007.a17_235.pub2.
  2. ^ Dimaras, PI (1957-04-10). "Morfología y estructura del sulfato de níquel anhidro". Acta Crystallographica . 10 (4): 313–315. doi :10.1107/S0365110X57000900. S2CID  98635639.
  3. ^ Tagawa, Hiroaki (octubre de 1984). "Temperaturas de descomposición térmica de sulfatos metálicos". Thermochimica Acta . 80 (1): 23–33. doi :10.1016/0040-6031(84)87181-6.
  4. ^ Kobertz, Dietmar; Müller, Michael (junio de 2014). "Estudios experimentales sobre NiSO4 mediante análisis térmico y calorimetría". Calphad . 45 : 55–61. doi :10.1016/j.calphad.2013.10.008.
  5. ^ Wells, AF (1984). Química inorgánica estructural, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6
  6. ^ HBW Patterson, "Catalizadores" en Hidrogenación de Grasas y Aceites GR List y JW King, Eds., 1994, AOCS Press, Urbana.
  7. ^ "Sitio de recuperación". mindat.org .
  8. ^ Zug KA, Warshaw EM, Fowler JF Jr, Maibach HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Storrs FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo VA, Rietschel RL, Marks J. Resultados de pruebas de parche del Grupo de Dermatitis de Contacto de América del Norte 2005-2006. Dermatitis. Mayo-junio de 2009;20(3):149-60.
  9. ^ IARC (2012). “Níquel y compuestos de níquel” IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum, Volumen 100C: 169-218.
  10. ^ NTP (Programa Nacional de Toxicología). 2016. “Informe sobre carcinógenos”, 14.ª edición; Research Triangle Park, Carolina del Norte: Departamento de Salud y Servicios Humanos de los EE. UU., Servicio de Salud Pública. https://ntp.niehs.nih.gov/pubhealth/roc/index-1.html. Consultado el 13 de julio de 2017.
  11. ^ Comité Internacional sobre Carcinogénesis por Níquel en el Hombre (ICNCM). (1990). Informe del Comité Internacional sobre Carcinogénesis por Níquel en el Hombre. Scan. J. Work Environ. Health. 16(1): 1-82.
  12. ^ Programa Nacional de Toxicología (NTP). (1996). Estudios de toxicología y carcinogénesis del hexahidrato de sulfato de níquel (CAS N.° 10101-97-0) en ratas F344/N y ratones B6CF1 (estudios de inhalación). Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos (US DHHS). NTP TR 454. Publicación del NIH N.° 96-3370.
  13. ^ Heim, KE; Bates, HK; Rush, RE; Oller, AR (2007). “Estudio de carcinogenicidad oral con sulfato de níquel hexahidrato en ratas Fischer 344”. Toxicol. Appl. Pharmacol. 224(2): 126-137.
  14. ^ Cogliano, VJ; Baan, R.; Straif, K.; Grosse, Y.; Lauby-Secretan, B.; Ghissassi, FE; Bouvard, V.; Benbrahim-Tallaa, L.; Guha, N.; Freeman, C.; Galichet, L.; Salvaje, CP (2011). "Exposiciones evitables asociadas con cánceres humanos". J Natl Cancer Inst 103: 1827-1839.
  15. ^ Vaktskjold, A.; Talykova, LV; Chashchin, VP; Odland, JO; Nieboer, E. (2008). “Abortos espontáneos entre trabajadoras de refinerías expuestas al níquel”. Int J Environ Health Res. 18(2): 99-115.

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