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氢氧化镉

氢氧化镉
IUPAC名
氢氧化镉(II)
识别
CAS号 21041-95-2  ✓
PubChem 10313210
ChemSpider 8488675
SMILES
InChI
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 0.026 g/100 mL
溶解性 可溶于稀酸、氨水和铵盐溶液
结构
晶体结构 六方(β)
单斜(γ)
热力学
ΔfHmo298K −561 kJ·mol−1
So298K 96 J·mol−1·K−1
危险性
警示术语 R:R20/21/22-R50/53
安全术语 S:S60-S61
欧盟分类 有害 Xn 有害环境物质 N
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,所有数据均出自一般条件(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。它在镍镉电池中是一种关键性的化合物。氢氧化镉的碱性比氢氧化锌强。

制备

氢氧化镉可以通过热的氢氧化钠溶液与热的硝酸镉溶液反应得到:

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。

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。

Cd(CH3COO)2 + 2 NaOH → Cd(OH)2↓ + 2 CH3COONa

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

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:

(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。

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。

在固体氢氧化镉中,不存在OH…O氢键

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

Cd(OH)2 + CO2 → CdCO3 + H2O
Cd(OH)2Δ→ 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

此外,它还能和氨水氰化钠反应,产生配合物而溶解:

Cd(OH)2 + 4 NH3·H2O → [Cd(NH3)4](OH)2 + 4 H2O
Cd(OH)2 + 4 NaCN → Na2[Cd(CN)4] + 2 NaOH

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]。

用途

氢氧化镉在镍镉电池中有应用。

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。

参考资料

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