Qu’est-ce que le sulfure de nickel ?
Le sulfure de nickel est un composé inorganique dont la formule chimique est NiS.
Le sulfure de nickel (NiS) se forme en traitant des sels de nickel avec du sulfure d’hydrogène. Le sulfure de nickel est connu sous plusieurs formes, le monosulfure de nickel (NiS) se trouvant dans le minerai de nickel en aiguille. Il est insoluble dans l’eau, soluble dans l’acide nitrique, non cristallin et de couleur noire.
Le sulfure de nickel (NiS2) est également obtenu en chauffant du carbonate de nickel (II) avec du carbonate de potassium et du soufre. Il est cristallin, gris fer foncé et insoluble dans l’eau. Le sulfure de nickel (Ni3S2) est pratiquement insoluble dans l’eau et soluble dans l’acide nitrique.
Utilisations du sulfure de nickel
Le sulfure de nickel est largement utilisé comme catalyseur. Les exemples incluent le craquage par hydrogénation à haute pression du pétrole lourd, la déshydrogénation des composés organiques et les catalyseurs de désulfuration.
Les informations sur les dangers du sulfure de nickel comprennent le risque d’inhalation provoquant des allergies, de l’asthme, des difficultés respiratoires et des réactions allergiques cutanées, la cancérogénicité et les lésions respiratoires dues à une exposition prolongée ou répétée. Il convient de porter des gants de protection appropriés, une protection respiratoire appropriée, etc. pendant l’utilisation et de se laver soigneusement les mains après manipulation.
Propriétés du sulfure de nickel
Le NiS est un solide noir qui se forme en traitant les sels de nickel (II) avec du sulfure d’hydrogène. Un certain nombre de sulfures de nickel sont connus, notamment le minerai de nickel aiguille, un minéral dont la formule chimique est la même que celle du NiS. Outre les minerais utiles, le sulfure de nickel est également obtenu comme produit de réactions de désulfuration et est souvent utilisé comme catalyseur.
Structure du sulfure de nickel
Le sulfure de nickel comprend le monosulfure de nickel (NiS), le disulfure de nickel (NiS2) et le disulfure de trinickel (Ni3S2). D’autres composés indéterminés tels que Ni9S8 et Ni3S2 sont également connus. Comme dans le minerai de base (NiS2), un atome de nickel peut se combiner avec plusieurs atomes de soufre.
Le sulfure de nickel (II), comme de nombreuses substances apparentées, adopte le motif de l’arséniure de nickel. Dans cette structure, le nickel est octaédrique et le centre du sulfure est tricolore.
Le sulfure de nickel (II) présente des polymorphes de type α et β. Le type α a une cellule unitaire hexagonale, tandis que le type β a une cellule unitaire rhomboédrique. Le type α est stable au-dessus de 379°C, mais se transforme en type β à des températures plus basses. Cette transition de phase augmente le volume de 2 à 4 %.
Autres informations sur le sulfure de nickel
1. Synthèse du sulfure de nickel (II)
La précipitation noire du sulfure de nickel (II) est bien connue dans l’analyse inorganique qualitative traditionnelle. Cela signifie que les métaux contenant du nickel (II) peuvent être séparés sur la base des différences de solubilité du sulfure.
Une gamme complète de méthodes de synthèse contrôlées a été développée, y compris la synthèse par métathèse en phase solide et les réactions à haute température des éléments.
2. Sulfure de nickel (II) naturel
Le minerai de nickel aiguille est un sulfure de nickel (II) dont la formule chimique est la même que celle du NiS. Outre sa présence naturelle, par exemple dans les systèmes hydrothermaux à basse température ou dans les cavités des roches carbonatées, il peut également être un sous-produit d’autres minéraux nickélifères. Toutefois, selon les conditions dans lesquelles le sulfure de nickel (II) est formé, sa structure diffère de celle du NiS stœchiométrique synthétique.
3. Le sulfure de nickel (II) dans le verre
Le verre flotté contient de petites quantités de sulfure de nickel (II) formé par le nickel contenu dans le sulfate de sodium du clarificateur et les alliages métalliques impurs. Ces inclusions de sulfure de nickel posent un problème dans la fabrication du verre trempé.
En effet, les inclusions de sulfure de nickel deviennent une phase α métastable après le processus de trempe et sont finalement converties en une phase β stable à basse température, qui augmente de volume et provoque la fissuration du verre. La tension du matériau à l’intérieur du verre trempé et la propagation des fissures entraînent une rupture spontanée du verre. Cette rupture spontanée du verre se produit généralement plusieurs années ou décennies après la fabrication du verre.
4. Autres structures de sulfure de nickel
Le sulfure de nickel est connu pour inclure les composés NiS, NiS2 et Ni3S2, mais aussi Ni9S8 et Ni3S2. Par exemple, NiS2, connu sous le nom de minerai de base, est un minéral sulfuré composé principalement de sulfure de nickel avec de petites quantités de cobalt et de fer.