Nikel karbonil (nama IUPAC: tetrakarbonilnikel) adalah senyawa organonikel dengan rumus kimia Ni(CO)4. Cairan berwarna kuning pucat ini adalah karbonilnikel utama. Ini adalah zat antara dalam proses Mond untuk pemurnian nikel dan pereaksi di kimia organologam. Nikel karbonil adalah salah satu zat paling beracun yang ditemui dalam proses industri.[3]
Ni(CO)4 pertama kali disintesis pada tahun 1890 oleh Ludwig Mond melalui reaksi langsung logam nikel dengan CO.[5] Karya rintisan ini meramalkan adanya banyak senyawa karbonil logam lainnya, termasuk karbonil V, Cr, Mn, Fe, dan Co. Hal itu juga diterapkan oleh industri untuk pemurnian nikel pada akhir abad ke-19.[6]
Karbon monoksida dilewatkan melalui nikel tak murni pada 323 K (50 °C; 122 °F). Tingkat optimal terjadi pada 130 °C.[7]
Pada pemanasan sedang, Ni(CO)4 terdekomposisi menjadi karbon monoksida dan logam nikel. Dikombinasikan dengan mudahnya pembentukan dari CO dan nikel tak murni sekalipun, dekomposisi ini menjadi dasar proses Mond untuk pemurnian nikel. Dekomposisi termal dimulai mendekati 180 °C dan meningkat pada suhu yang lebih tinggi.[7]
Reaksi dengan nukleofil dan reduktor
Seperti karbonil logam valensi rendah lainnya, Ni(CO)4 rentan diserang oleh nukleofil. Serangan dapat terjadi di pusat nikel (atau pada CO), mengakibatkan perpindahan ligan CO. Jadi, ligan donor seperti trifenilfosfin bereaksi membentuk Ni(CO) dan Ni(CO). Bipiridin dan ligan terkait juga berperilaku sama.[9] Monosubstitusi nikel tetrakarbonil dengan ligan lainnya dapat digunakan untuk menentukan parameter elektronik Tolman, ukuran kemampuan ligan yang diberikan untuk menyumbangkan atau menarik elektron.
Perlakuan dengan hidroksida menghasilkan kluster seperti [Ni' Too many ('"; dan [Ni' Too many ('";. Senyawa ini juga bisa diperoleh melalui reduksi nikel karbonil.
Dengan demikian, perlakuan Ni(CO) dengan nukleofil karbon (Nu−) menghasilkan derivat asil seperti [Ni(CO)' Too many ('";.[10]
Reaksi dengan elektrofil dan oksidator
Karbonil nikel bisa dioksidasi. Klorin mengoksidasi nikel karbonil menjadi NiCl2, melepaskan gas CO. Halogen lainnya berperilaku serupa. Reaksi ini memberikan metode yang mudah untuk menghancurkan bagian yang tidak diinginkan dari senyawa beracun.
Reaksi Ni(CO)4 dengan alkil dan aril halida sering menghasilkan produk organik terkarbonilasi. Halida vinilik, seperti PhCH=CHBr, dikonversi menjadi ester tak jenuh pada perlakuan dengan Ni(CO)4 yang diikuti dengan natrium methoksida. Reaksi semacam itu juga mungkin berlangsung melalui adisi oksidatif. Halida alilik menghasilkan senyawa π-alilnikel, seperti (allyl)2Ni:[11]
2 Ni(CO)4 + 2 ClCH2CH=CH2 → Ni(μ−Cl)2(η3−C + 8 CO
Toksikologi dan pertimbangan keselamatan
Bahaya Ni(CO)4 jauh lebih besar daripada yang tersirat dari kandungan CO-nya, yang mencerminkan efek nikel jika dilepaskan di tubuh. Nikel karbonil bisa berakibat fatal jika diserap melalui kulit, terlebih jika terhirup karena volatilitasnya yang tinggi. Dosis LD50nya untuk paparan 30 menit diperkirakan pada 3 ppm, dan konsentrasi fatal pada manusia adalah 30 ppm. Beberapa subjek yang terpapar uap sampai 5 ppm menggambarkan baunya sebagai apek atau jelaga, namun karena senyawa ini sangat beracun, baunya tidak memberikan peringatan yang memadai terhadap paparan yang berpotensi fatal.[12]
Uap Ni(CO)4 dapat mengalami swasulut. Uap terdekomposisi dengan cepat di udara, dengan waktu paruh sekitar 40 detik.[13]
Keracunan nikel karbonil ditandai dengan sakit dua tahap. Pertama ditandai dari sakit kepala dan nyeri dada yang berlangsung beberapa jam, biasanya diikuti dengan remisi singkat. Fase kedua adalah pneumonitis kimia yang dimulai biasanya setelah 16 jam dengan gejala batuk, sesak napas dan kelelahan ekstrem. Ini mencapai tingkat keparahan tertinggi setelah empat hari, kemungkinan mengakibatkan kematian akibat kardiorespirasi atau gagal ginjal. Konvalesensi sering kali sangat berlarut-larut, sering dipersulit oleh kelelahan, depresi dan dispnea saat beraktivitas. Kerusakan saluran pernafasan permanen adalah tidak biasa. Karsinogenisitas Ni(CO)4 masih diperdebatkan.
^Hedberg, L.; Iijima, T.; Hedberg, K. (1979). "Nickel tetracarbonyl, Ni(CO)4. I. Molecular Structure by Gaseous Electron Diffraction. II. Refinement of Quadratic Force Field". The Journal of Chemical Physics. 70 (7): 3224–3229. doi:10.1063/1.437911.
^Stedman, D. H.; Hikade, D. A.; Pearson, R., Jr.; Yalvac, E. D. (1980). "Nickel Carbonyl: Decomposition in Air and Related Kinetic Studies". Science. 208 (4447): 1029–1031. doi:10.1126/science.208.4447.1029. PMID17779026.
3L.png)
