Cu_(2+)−Ni_(2+)−NH_(3)−NH_(4)+−C_(2)O_(4)^(2-)−H_(2)O 体系金属离子沉淀行为热力学分析

摘要

针对反应体系Cu_(2+)−Ni_(2+)−NH_(3)−NH_(4)+−C_(2)O_(4)^(2-)−H_(2)O中Cu^(2+)和Ni^(2+)的反应行为,根据物质守恒原理,建立热力学数学模型。模拟计算结果表明,该体系中金属离子的沉淀是一个复杂的动态平衡过程;在高pH条件下,Cu^(2+)和Ni^(2+)与NH3配合分别形成[Cu(NH3)n]^(2+)(n=3−5)和[Ni(NH3)m]^(2+)(m=3−6)的反应占主导地位。当[C_(2)O_(4)^(2-)]T=0.6 mol/L时,Cu^(2+)和Ni^(2+)的共沉淀pH范围在[NH3]T为0.6 mol/L和4.2 mol/L时分别为2.0−6.5和2.0−5.5。在pH>7.0的纯水体系中,由于Cu^(2+)和Ni^(2+)的分步沉淀,Cu−Ni草酸复盐热分解后得到的产物为Cu−Ni复合物。改变沉淀介质为混合溶剂(水/乙醇)可最终制备具有高纯度和良好结晶度的棒状Cu−Ni合金粉末。