氢氧化镉
| 氢氧化镉 | |
|---|---|
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| IUPAC名 氢氧化镉(II) | |
| 识别 | |
| CAS号 | 21041-95-2 
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| PubChem | 10313210 |
| ChemSpider | 8488675 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | PLLZRTNVEXYBNA-NUQVWONBAA |
| 性质 | |
| 化学式 | Cd(OH)2 |
| 摩尔质量 | 146.43 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色晶体 |
| 密度 | 4.79 g/cm3 |
| 熔点 | 150 °C（分解） |
| 溶解性（水） | 0.026 g/100 mL |
| 溶解性 | 可溶于稀酸、氨水和铵盐溶液[1] |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 六方（β） 单斜（γ） |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −561 kJ·mol−1[2] |
| S⦵298K | 96 J·mol−1·K−1[2] |
| 危险性 | |
| 警示术语 | R：R20/21/22-R50/53 |
| 安全术语 | S：S60-S61 |
| 欧盟分类 |  Xn  N
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| 相关物质 | |
| 其他阴离子 | 氯化镉 溴化镉 碘化镉 氧化镉 |
| 其他阳离子 | 氢氧化锌 氧化汞 氢氧化铜 |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
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。它在鎳鎘電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]
制备
[编辑]- 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]
结构
[编辑]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
[编辑]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
[编辑]化学化工上，它是制备其他镉化合物的原料之一。
安全性
[编辑]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
[编辑]- ^ 1.0 1.1 《无机化合物制备手册》.朱文祥 主编.化学工业出版社. P382~383. 【ⅩⅡ-21】氢氧化镉（cadmium hydroxide）
- ^ 2.0 2.1 Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A21. ISBN 0-618-94690-X.
- ^ 3.0 3.1 Karl-Heinz Schulte-Schrepping, Magnus Piscator "Cadmium and Cadmium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a04_499.
- ^ 4.0 4.1 4.2 《无机化学丛书》.第六卷 卤素 铜分族 锌分族. 科学出版社. 钟兴厚 吕云阳等主编. P581. 1.氢氧化镉
- ^ 溶剂热法制备Cd(OH)2和CdO纳米盘研究性实验[J]. 李锦等. 《物理实验》. Vol.32 No.1. Jan.,2012
- ^ 水热合成法制备六方形纳米盘Cd(OH)2. 刘俊渤 等. 吉林大学学报（理学版）. Vol.47 No.3. May.,2009
- ^ 微波法合成一维结构Cd(OH)2螺旋形纳米线. 彭银 等. 高等学校化学学报. pp.7~10 Vo1.31 No.1. Jan.,2010
- ^ 室温固相化学反应法合成Cd(OH)2纳米棒. 曹亚丽 等. 高等学校化学学报. pp.1601~1603. Vol.25 No.9. Sept.,2004
- ^ 《无机化学》（第二版）下册. 庞锡涛 主编. 高等教育出版社. 2-3 锌族元素的重要化合物. P365. ISBN 978-7-04-005387-6
- ^ 《无机化学反应方程式手册》.曹忠良等主编. 湖南科学技术出版社. P218. 【Cd(OH)2】. 统一书号 13204·56
- ^ Chemistry of the Elements(Second Edition). N.N. GREENWOOD and A. EARNSHAW. 29.3 Compounds of Zinc, Cadmium and Mercury. pp.1209
- ^ 氢氧化镉产品说明书（Alfa Aesar）. [2020-09-12]. （原始内容存档于2016-03-06）.
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