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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 请问镍与石墨高温下是否会反应生成羰基镍？
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hbc1234

木虫 (小有名气)

[求助] 请问镍与石墨高温下是否会反应生成羰基镍？ 已有1人参与

本人为物理专业，对化学类了解较少，向大家请教个问题。如果发错了区，劳烦版主帮忙改一下，谢谢！

我们实验室有一个镍材质的加热器，其中有螺纹，目前我们想用石墨作为润滑剂。但是经过查询发现有化学反应Ni+4CO=Ni(CO)4，而这种羰基镍是剧毒的，对我们来说风险很大。请问，石墨能否和镍发生类似的反应？

镍加热器在真空下工作，气压一般为10^-4Pa，可能会存在少量的漏氧，工作温度为800~1000摄氏度，不知道这样的环境会不会有类似的化学反应。
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1楼 2014-07-16 17:01:31
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
xiaoxususy: 金币+1, 谢谢参与 2014-07-16 18:21:22
羰基镍的组成是Ni(CO)4，Ni和C源有了，O呢？显然不能。
事实上，羰基镍高温下分解为镍和CO。
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2楼2014-07-16 18:17:20
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hbc1234

木虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by jiagle at 2014-07-16 18:17:20
羰基镍的组成是Ni(CO)4，Ni和C源有了，O呢？显然不能。
事实上，羰基镍高温下分解为镍和CO。

我们的真空室并不完美，存在一定的漏气，其中会有少量的氧。另外我们有时会在加热器温度尚未降到室温之前（约200~300摄氏度）关掉真空泵，这时候腔室里的气压大概会增加到10Pa左右，这种情况安全吗？谢谢
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3楼2014-07-17 09:10:20
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
xiaoxususy: 感谢交流 2014-07-17 15:47:57
xiaoxususy: 金币+1 2014-07-17 15:48:06
引用回帖:
3楼: Originally posted by hbc1234 at 2014-07-17 09:10:20
我们的真空室并不完美，存在一定的漏气，其中会有少量的氧。另外我们有时会在加热器温度尚未降到室温之前（约200~300摄氏度）关掉真空泵，这时候腔室里的气压大概会增加到10Pa左右，这种情况安全吗？谢谢...

既然是真空状态下，自然就不存在泄漏问题，没有安全隐患。
另外，在此低压（真空）下，就算有CO生成，也极不易生成Ni(CO)4，就算生成了，也极易分解回去。所以仍是安全的。
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4楼2014-07-17 09:28:29
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hbc1234

木虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by jiagle at 2014-07-17 09:28:29
既然是真空状态下，自然就不存在泄漏问题，没有安全隐患。
另外，在此低压（真空）下，就算有CO生成，也极不易生成Ni(CO)4，就算生成了，也极易分解回去。所以仍是安全的。...

谢谢您的回答！
其实我们实验上称的“真空”只是一种低气压的状态，这个世界上也不存在绝对没有原子分子的真空环境。漏气是普遍存在的，真空泵的工作只是在维持抽气和漏气的动态平衡。事实上现在所说的超高真空也不过10^-8Pa，估算可知其分子数仍然有10^6/cm3。
因为百度告诉我羰基镍的毒性较强，中国（TJ 36—79）标准规定，车间空气中的最高容许浓度 为0.001 mg/m3，所以微量的产物也是危险的。

我们实验室的真空腔室体积大概0.1m3，真空度按1Pa估计，其中气体浓度大概10^14/cm3，即10^8/m3，真空漏气为空气，所以其中有20%的氧气。
请问这样的氧气浓度在几百摄氏度的条件下能否生成Ni(CO)4？如果能生成微量Ni(CO)4，其浓度是否在安全范围内呢？
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5楼2014-07-21 09:01:08
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星星虾

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
hbc1234: 金币+5, ★★★很有帮助, 谢谢！ 2014-07-25 13:33:10
10pa的压力已经很小了，而且你还是在两三百度的低温下，完全可以不惧反应。
目前加热用的炉子，能抽到百分之一或千分之一pa的压力算是可以了，更低的压力只有在精密设备里用，很少用来加热的

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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6楼2014-07-21 09:27:56
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hbc1234

木虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 星星虾 at 2014-07-21 09:27:56
10pa的压力已经很小了，而且你还是在两三百度的低温下，完全可以不惧反应。
目前加热用的炉子，能抽到百分之一或千分之一pa的压力算是可以了，更低的压力只有在精密设备里用，很少用来加热的
...

我们的设备是脉冲激光沉积系统，加热器工作温度850℃，工作气压一般是10^-4Pa，但有时会通入高纯氧使气压增到3~5Pa。镀膜结束后加热器缓慢降温，同时关掉涡轮分子泵，这时候加热器温度仍然在七八百度，气压为几帕。
整个过程中都不会生成危险产物吗？谢谢
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7楼2014-07-21 13:15:07
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
hbc1234: 金币+15, ★★★很有帮助, 非常感谢！ 2014-07-25 13:32:51
引用回帖:
7楼: Originally posted by hbc1234 at 2014-07-21 13:15:07
我们的设备是脉冲激光沉积系统，加热器工作温度850℃，工作气压一般是10^-4Pa，但有时会通入高纯氧使气压增到3~5Pa。镀膜结束后加热器缓慢降温，同时关掉涡轮分子泵，这时候加热器温度仍然在七八百度，气压为几帕。 ...

根据描述的条件，绝对没有生成Ni(CO)4的可能，在这方面肯定是安全的。
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8楼2014-07-24 14:08:34
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