NICKEL ACETATES AND ACETATE ELECTROLYTES FOR NICKEL PLATING
GNQLXR
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2025.01.022Keywords:
nickel acetate, complex formation, solubility of nickel acetate tetrahydrate, crystal structure of nickel acetate tetrahydrate, nickel electrodeposition, nickel electroplating solution, chemical composition of nickel electrolyte, nickel acetate electrolyte, nickel acetate-chloride electrolyte, nickel chloride-acetate electrolyte, nickel acetate-formate electrolyte, nickel acetate-aminoacetate electrolyte, technological characteristic of electrolyte, nickel electrolyte preparing method, nickel spent electrolyteAbstract
Electrodeposited nickel is widely used as corrosion protective decorative coating and for change of physico-mechanical characteristics of metal surfaces. Nickel films are usually produced from aqueous solutions of nickel salts or complexes. In the present work the literature data on aqueous acetate electrolytes for nickel electrodeposition are reviewed. Chemical classification, some technological characteristics of electrolytes containing nickel(+2) and acetate-ion are presented in the article. For instance hard nickel film on mild steel can be electrochemically deposited (pH 5, bath temperature 50 oC, cathode current density 4-5 A/dm2) from solution containing 100 g/dm3 nickel acetate, 30 g/dm3 nickel chloride, 20 g/dm3 sodium acetate, 30 g/dm3 boric acid, 0,1 g/dm3 sodium lauryl sulfate (cathode current efficiency 87 %, throwing power 7,6-9,6 %). Methods for preparing of nickel acetate galvanic baths with nickel metal, nickel basic carbonate, nickel chloride, nickel sulfate, nickel acetate as precursors are described in the review. Literature data on solubility of nickel acetate in water are given, solubilities of Ni(CH3COO)2·4H2O in some aqueous solutions and in non-aqueous solvents (carboxylic acids, alcohols, ethers, esters, amides of carboxylic acids, hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons and others) are experimentally estimated. Сrystal structure of nickel acetate tetrahydrate, complex formation between nickel(+2)-ion and acetate-ion in the aqueous solution are described
References
Di Bari G.A. Electrodeposition of nickel // Modern electroplating. Edited Schlesinger M., Paunovich M. 5th edition. Hoboken. NJ. USA: John Wiley & sons. Inc., 2010. P. 79-114.
Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. М.: Химия, 1979. 352 с.
Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. Никелирование: учебное пособие. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. 198 с.
Watts O.P. Rapid nickel plating // Transactions of the American electrochemical society. 1916. V. 29. P. 395-403.
Dennis J.K., Such T.E. Nickel and chromium plating. 3th edition. Cambridge. England: Woodhead publishing ltd., 1993. 449 р.
Rose I., Whittington C., Lo W.W. Nickel plating handbook. Toronto: Nickel institute, 2022. 103 p.
Fronæus S. The equilibria between nickel and acetate ions. An ion exchange and potentiometric investigation // Acta chemica scandinavica. 1952. V. 6. P. 1200-1211. https://doi.org/10.3891/acta.chem.scand.06-1200.
Tanaka N., Kato K. The formation constants of metal acetate complexes. I. Polarographic determination of the formation constants of acetatonickel(II) complexes // Bulletin of the chemical society of Japan. 1959. V. 32. № 5. P. 516-521. https://doi.org/10.1246/bcsj.32.516.
Filipović I., Matusinović T., Mauer B., Piljac I., Bach-Dragutinović B., Bujak A. On the stability of formato, acetato, propionato, butirato, glycolato and chloroacetato complexes of cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium and lead // Croatica chemica acta. 1970. V. 42. № 4. p. 541-549.
Tedesco P.H., De Rumi V.B., González Quintana J.A. Polarographic and spectrophotometric study on nickel-acetate and nickel-propionate complexes // Journal of inorganic and nuclear chemistry. 1971. V. 33. № 11. P. 3839-3846. https://doi.org/10.1016/0022-1902(71)80292-0.
Bonsen A., Eggers F., Knoche W. Formation of nickel acetate complexes // Inorganic chemistry. 1976. V. 15. № 5. P. 1212-1215. https://doi.org/10.1021/ic50159a048.
Кузьминская Г.Е., Кублановская А.И., Кублановский В.С. Комплексообразование в системе никель(II)-ацетат-вода // Украинский химический журнал. 1979. Т. 45. С. 941-944.
Linder P.W., Torrington R.G., Seemann U.A. Formation constants for the complexes of levulinate and acetate with manganese(II), cobalt(II), nickel(II), copper(II), zinc(II) and hydrogen ions // Talanta. 1983. V. 30. № 4. P. 295-298. https://doi.org/10.1016/0039-9140(83)80069-1.
Smith R.M., Martell A.E. (editors). Critical stability constants. V. 6. Second supplement. New York: Springer science+business media, 1989. 643 p.
Bickley R.I., Edwards H.G.M., Rose S.J., Gustar R. A raman spectroscopic study of nickel(II) acetate, Ni(CH3COO)2 and its aqueous and methanolic solutions // Journal of molecular structure. 1990. V. 238. P. 15-26. https://doi.org/10.1016/0022-2860(90)85002-z
Strathmann T.J., Myleni S.C.B. Speciation of aqueous Ni(II)-carboxylate and Ni(II)-fulvic acid solutions: Combined ATR-FTIR and ZAFS analysis // Geochimica et cosmochimica acta. 2004. V. 68. № 17. P. 3441-3458. https://doi.org/10.1016/j.gca.2004.01.012.
Набойченко С.С., Лебедь А.Б., Харитиди Э.З., Худяков И.Ф., Плеханов К.А., Серебрякова Л.Н., Журавлев В.Д. Способ получения ацетатов двухвалентных меди, никеля или кобальта. Авт. свид. СССР № 1097604. Опубл. 1984.
Mohamed M.A., Halawy S.A., Ebrahim M.M. Non-isothermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate // Journal of analytical and applied pyrolysis. 1993. V. 27. № 2. P. 109-110. https://doi.org/10.1016/0165-2370(93)80002-H.
Hussein G.A.M., Nohman A.K.H., Attyia K.M.A. Characterization of the decomposition course of nickel acetate tetrahydrate in air // Journal of the thermal analysis and calorimetry. 1994. V. 42. № 6. P. 1155-1165. https://doi.org/10.1007/BF02546925.
De Jesus J.C., González I., Quevedo A., Puerta T. Thermal decomposition of nickel acetate tetrahydrate: an integrated study by TGA, QMS and XPS techniques // Journal of molecular catalysis. A: Chemical. 2005. V. 228. P. 283-291. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2004.09.065.
Каменщиков О.Ю., Кетов А.А., Корзанов В.С., Красновских М.П. Синтез дисперсного никеля разложением формиата, ацетата и оксалата никеля(II) // Вестник Пермского университета. 2018. Т. 8. № 3. С. 278-285. https://doi.org/10.17072/2223-1838-2018-3-278-285.
Apelblat A., Manzurola E. Solubilities of magnesium, calcium, barium, cobalt, nickel, copper, and zinc acetates in water from T = (278,15 to 348,15 K) // The journal of chemical thermodynamics. 1999. V. 31. № 10. P. 1347-1357. https://doi.org/10.1006/jcht.1999.0548.
Ribeiro da Silva M.A.V., Santos L.M.N.B.F. Standard molar enthalpies of formation of Ni(CH3COO)2, Ni(CH3COO)2•4.00H2O, Cd(CH3COO)2, and Cd(CH3COO)2•2.00H2O in crystalline state // The journal of chemical thermodinamics. 2000. V. 32. № 10. P. 1327-1334. https://doi.org/10.1006/jcht.2000.0681.
Tappmeyer W.P., Davidson A.W. Cobalt and nickel acetates in anhydrous acetic acid // Inorganic chemistry. 1963. V. 2. № 4. P. 823-825. https://doi.org/10.1021/ic50008a039.
Edwards D.A., Hayward R.N. Transition metal acetates // Canadian journal of chemistry. 1968. V. 46. № 22. P. 3443-3446. https://doi.org/10.1139/v68-572.
van Niekerk J.N., Schoening F.R.L. The crystal structure of nickel acetate, Ni(CH3COO)2•4H2O, and cobalt acetate, Co(CH3COO)2•4H2O // Acta crystallographica. 1953. V. 6. № 7. P. 609-612. https://doi.org/10.1107/S0365110X5300171X.
Downie T.C., Harrison W., Raper E.S., Hepworth M.A. A three-dimensional study of the crystal structure of nickel acetate tetrahydrate // Acta crystallographica. Section B. 1971. V. 27. № 3. P. 706-712. https://doi.org/10.1107/S0567740871002802.
Cramer R.E., van Doorne W., Dubois R. Crystal and molecular structure and isotropic hydrogen-1 nuclear magnetic resonance shifts of hexakis(acetic acid)nickel(II) tetrafluoroborate [Ni(AcOH)6](BF4)2 // Inorganic chemistry. 1975. V. 14. № 10. P. 2462-2466. https://doi.org/10.1021/ic50152a034.
Treushnikov E.N., Kuskov V.I., Aslanov L.A., Soboleva L.V. Investigation of the electron-density distribution in nickel acetate tetrahydrate Ni(CH3COO)2•4H2O from x-ray diffraction data
// Kristallografiya. 1980. V. 25. № 2. P. 287-293.
Nicolaï B., Kearley G.J., Johnson M.R., Fillaux F., Suard E. Crystal structure and low-temperature methyl-group dynamics of cobalt and nickel acetates // Journal chemical physics. 1998. V. 109. № 20. P. 9062-9074. https://doi.org/10.1063/1.477577.
Tai X.-S. Preparation and crystal structure nickel acetate tetrahydrate // Advanced materials research. 2012. V. 396-398. P. 1860-1863. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.396-398.1860.
Badea G.E., Badea T. Electrochemical behavior of nickel in aqueous acetic acid solutions // Revue Roumaine de chimie. 2008. V. 53. № 4. P. 291-295.
Dong M., Gabe D.R., Hart A.C., Crouch P.C. Further studies of the chemistry of nickel solutions // Transactions of the IMF. 2014. V. 92. № 2. P. 71-73. https://doi.org/10.1179/0020296714Z.000000000167.
Mougey H.C., Wirshing R.J. Electrodeposition of nickel. U. S. Patent № 2338529. Patented 1944.
Hodaboom G.B. Nickel depositing bath and method. U. S. Patent № 2351966. Patented 1944.
Де Койе де Касталет Г. Способ получения электролитического многослойного покрытия. Патент СССР № 346885. Опубл. 1972.
Gluck V. The buffering action of nickel acetate in a Watt's nickel bath // Metal finishing. 1974. V. 72. № 5. P. 96-98.
Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Справочное пособие. Л.: Лениздат, 1975. 264 с.
Gluck V. The buffering action of acetate in nickel plating solution // Plating and surface finishing. 1975. V. 62. № 9. P. 865-869.
Вайнилавичене М.-Н.П., Ширвите Р.П., Бодневас А.И. Электролит никелирования. Авт. свид. СССР № 541901. Опубл. 1977.
Кудрявцев Н.Т., Цупак Т.Е., Шинкарева Г.Я. О применении ацетата никеля в качестве буферной добавки в электролите никелирования // Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. 1977. Вып. 95. С. 50-53.
Кудрявцев В.Н., Цупак Т.Е., Лосева Е.И., Мельников В.В. Исследование электроосаждения никеля из ацетатных электролитов // Сборник «Теория и практика защиты металлов от коррозии». Куйбышев, 1979. С. 57-58.
Barnes C., Ward J.J.B. Nickel plating. U.S. Patent № 4159926. Patented 1979.
Кудрявцев В.Н., Лосева Е.И., Цупак Т.Е., Мельников В.В. Исследование электродных процессов при электроосаждении никеля из ацетатных электролитов // Известия АН Латв. ССР. Серия химия, 1980. № 3. С. 301-303.
Цупак Т.Е., Бек Р.Ю., Лосева Е.И., Бородихина Л.И. рН прикатодного слоя при электролизе ацетатно-хлоридных растворов никелирования // Электрохимия. 1982. Т. 18. № 1. С. 86-92.
Нгуен Зуй Ши, Цупак Т.Е, Гельфанд М.Р. Свойства никелевых осадков, полученных в ацетатно-хлоридном электролите // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1983. Т. 26. № 9. С. 1106-1109.
Цупак Т.Е., Бек Р.Ю., Нгуен Зуй Ши, Бородихина Л.И. О причинах высокой допустимой плотности тока электроосаждения никеля в ацетатном электролите // Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. 1983. Вып. 129. С. 32-40.
Sultan S., Tikoo P.K. Hardness and structure of nickel electrodeposited from a nickel acetate – N,N-dimethylformamide – water bath // Surface technology. 1984. V. 21. № 3. P. 239-244. https://doi.org/10.1016/0376-4583(84)90085-2.
Sultan S., Tikoo P.K. Hardness and structure of nickel electrodeposited from its sulphate and acetate salts in a 5mol.%N-methylformamide – water mixture // Surface technology. 1984. V. 22. № 3. P. 241-244. https://doi.org/10.1016/0376-4583(84)90109-2.
Цупак Т.Е., Андреев И.Н. Валеев Н.Н., Нгуен Зуй Ши. Влияние условий получения на микротвердость и внутренние напряжения гальванических никелевых покрытий из ацетатных растворов // Журнал прикладной химии. 1985. Т. 58. № 2. С. 392-394.
Бек Р.Ю., Цупак Т.Е, Нгуен Зуй Ши, Бородихина Л.И. Особенности массопереноса в ацетатных растворах никелирования // Электрохимия. 1985. Т. 21. № 9. С. 1190-1193.
Бек Р.Ю., Цупак Т.Е, Нгуен Зуй Ши, Бородихина Л.И. О влиянии выделения водорода на массоперенос и значение рН прикатодного слоя в ацетатном электролите никелирования // Электрохимия. 1985. Т. 21. № 10. С. 1346-1349.
Гамбург Ю.Д., Нгуен Фыонг Нга, Цупак Т.Е. Физико-механические свойства осадков никеля из ацетатных электролитов // Электрохимия. 1985. Т. 21. № 10. С. 1400-1403.
Гамбург Ю.Д., Нгуен Фыонг Нга, Ващенко С.В., Цупак Т.Е. Включение водорода в никель при электроосаждении из ацетатного раствора // Электрохимия. 1985. Т. 21. № 10. С. 1403-1405.
Abd El Wahaab S.M., Abd El-Halim A.M., Abd El Rehim S.S., Abd El Meguid E.A. Effect of bath constituents and superimposed sinusoidal a. c. on nickel electroplating from acidic acetate solutions // Surface and coating technology. 1986. V. 29. № 4. P. 313-324. https://doi.org/10.1016/0257-8972(86)90004-6.
Грилихес С.Я., Тихонов К.И. Электролитические и химические покрытия. Теория и практика. Л.: Химия, 1990. 288 с.
Цупак Т.Е., Коптева Н.И., Бек Р.Ю., Шураева Л.И. О причинах высоких катодных плотностях тока в разбавленных растворах ацетата никеля // Электроосаждение металлов и сплавов: Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. 1991. С. 68-75.
Дахов В.Н., Цупак Т.Е., Коптева Н.И., Крыщенко К.И., Гамбург Ю.Д. Электроосаждение никеля и сплава никель-фосфор из разбавленных ацетатных электролитов // Гальванотехника и обработка поверхности. 1993. Т. 2. № 3. С. 30-33.
Krishnan R.M., Eleankovan T., Aruna A., Sriveeraghavan S., Jayakrishnan S., Natarajan S.R. Effect of organic acids in nickel plating // Bulletin of electrochemistry. 1996. V. 12. № 5-6. P. 270-273.
Бек Р.Ю., Цупак Т.Е., Шураева Л.И., Коптева Н.И. Малоотходные, экологически целесообразные ацетатно-хлоридные электролиты никелирования // Химия в интересах устойчивого развития. 1996. Т. 4. № 2. С. 101-105.
Law H.H., Schneemeyer L.F., Wu T.-S. Electroplating of nickel on nickel ferrite devices. U. S. Patent № 5779873. Patented 1998.
Sultan S. Pulse plated nickel electrodeposits // Materials science research India. 2006. V. 3. № 3A. P. 47-54. https://doi.org/10.13005/msri/031a05
Цупак Т.Е., Крыщенко К.И. Перспективы применения в приборостроении никелевых покрытий, полученных из электролита на основе ацетата никеля // Тезисы докладов Научно-практической конференции «Гальванические и специальные покрытия в электронике». М.: Изд. центр РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2006. С. 65-67.
Пеганова Н.В., Цупак Т.Е. Электроосаждение никеля из разбавленного ацетатно-хлоридного электролита в импульсном режиме // Гальванотехника и обработка поверхности. 2007. Т. 15. № 4. С. 18-24.
Marikkannu K.R., Surya Kala K., Paruthimal Kalaignan G., Vasudevan T. Electroplating of nickel from acetate based bath – Hull cell studies // Transactions of the IMF. 2008. V. 86. № 3. P. 172-176. https://doi.org/10.1179/174591908X304153.
Srivastav H.K., Aarti Pandey. Effect of temperature on physical characteristics of nickel electrodeposited from nickel salts in presence 1,4-dioxane-aqueous bath // Asian journal of chemistry. 2008. V. 20. № 1. P. 37-42.
Зуен В.Т., Долгих О.В., Соцкая Н.В., Котлярова Е.А. Кинетика электроосаждения никеля из растворов различного анионного состава // Конденсированные среды и межфазные границы. 2009. Т. 11. № 1. С. 37-46.
Антихович И.В., Черник А.А., Жарский И.М. Электроосаждение никелевых покрытий из ацетатных электролитов // Труды БГТУ. 2011. № 3. С. 20-23.
Srinivasan R., Bapu G.N.K.R. Characterisation of nickel deposits from nickel acetate bath // Transactions of the IMF. 2011. V. 89. № 5. P. 275-280. https://doi.org/10.1179/174591911X13123681387603.
Антихович И.В., Крупник С.М., Черник А.А., Жарский И.М. Электрохимическое осаждение никелевых покрытий из ацетатно-хлоридного электролита в импульсном режиме // Труды БГТУ. 2012. № 3. С. 8-12.
Srinivasan R., Bapu G.N.K.R. Effect of additives on electrodeposition of nickel from acetate bath: cyclic voltammetric study // Transactions of the IMF. 2013. V. 91. № 1. P. 52-56. https://doi.org/10.1179/0020296712Z.00000000062.
Антихович И.В., Черник А.А., Жарский И.М. Влияние импульсного режима электролиза на свойства никелевых покрытий полученных из низкоконцентрированного ацетатно-хлоридного электролита // Известия СПГТИ(ТУ). 2013. № 20(46). С. 30-34.
Антихович И.В., Черник А.А., Жарский И.М. Электрохимическое осаждение никеля из ацетатно-хлоридного электролита в присутствии ацетата аммония // Вестник БГУ. Серия 2. 2014. № 1. С. 15-20. https://elib.bsu.by/handle/123456789/108979.
Красиков А.В., Ежов А.А. Электролит на водной основе для никелирования изделий из стали, алюминия, титана, меди и их сплавов. Патент РФ № 2543584. Опубл. 2015.
Антихович И.В., Черник А.А., Жарский И.М., Болвако А.К. Особенности электроосаждения никелевого покрытия из низкотемпературного ацетатно-хлоридного электролита никелирования // Электрохимия. 2015. Т. 51. № 3. С. 328-333. https://doi.org/10.7868/S0424857015030020.
Sekar R., Jagadesh K.K., Bapu G.N.K.R. Microstructure and corrosion behaviour of electrodeposited nanocrystalline nickel prepared from acetate bath // Korean journal of chemical engineering. 2015. V. 32. № 6. P. 1194-1200. https://doi.org/10.1007/S11814-014-0289-7.
Ившин Я.В. Меднение предварительно никелированной стали в кислых сульфатных электролитах // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 9. С. 105-107.
Ившин Я.В., Шайхутдинова Ф.Н., Сысоев В.А. Электроосаждение меди на малоуглеродистую сталь. Особенности процесса // Электронная обработка материалов. 2017. Т. 53. № 4. С. 20-27. https://doi.org/10.5281/zenodo.1053749.
Mech K. Influence of organic ligands on electrodeposition and surface properties of nickel film // Surface and coating technology. 2017. V. 315. P. 232-239. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.02.042.
Макарова И.В., Курило И.И., Черник А.А. Механизм восстановления ионов никеля из ацетатных электролитов // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 24. С. 18-21.
Lipschutz M. Environmentally friendly nickel electroplating compositions and methods. U. S. Patent № 10508348. Patented 2019.
Lipschutz M. Nickel electroplating compositions with copolymers of arginine and bisepoxides and method of electroplating nickel. Eur. Patent № 3428322. Patented 2019.
Kireev S.Y., Frolov A.M. Electrodeposition of nickel coatings from acetate-chloride electrolyte using galvanostatic pulse electrolysis // Protection of metals and physical chemistry of surfaces. 2021. V. 57. № 7. P. 1375-1379. https://doi.org/10.1134/S2070205121070078.
Фролов А.М., Киреев С.Ю. Реверсивный гальваностатический режим осаждения никелевых покрытий из ацетатно-хлоридного электролита // Успехи химии и химической технологии. 2021. Т. 35. № 5. С. 57-59. eLIBRARY ID: 46633674. EDN://elibrary.ru/RNKPWA.
Sultan S., Tikoo P.K. Electrodeposition of nickel from formamide // Surface technology. 1984. V. 21. № 3. P. 233-238. https://doi.org/10.1016/0376-4583(84)90084-0.
Srivastava H.K., Tikoo P.K. Effect of cobalt, cadmium and ammonium ions on the electrodeposition of nickel pour dimethylsulfoxide/nickel acetate // Plating and surface finishing. 1987. V. 74. № 2. P. 67-70.
Srivastava H.K., Tikoo P.K. Bright and hard electrodeposits of nickel from nickel acetate-formamide bath // Materials science and technology. 1988. V. 4. № 9. P. 836-843. https://doi.org/10.1179/mst.1988.4.9.836.
Srivastava H.K. Physico-mechanical properties of nickel electrodeposited from nickel acetate-amide baths // Materials science and technology. 1989. V. 5. № 12. P. 1229-1235. https://doi.org/10.1179/mst.1989.5.12.1229.
IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Chromium, nickel and welding. 1990. V. 49. P. 257-445.
Barceloux D.G., Barceloux D. Nickel // Journal of toxicology: clinical toxicology. 1999. V. 37. № 2. P. 239-258. https://doi.org/10.1081/CLT-100102423.
Афонин Е.Г. Способ получения оксалата никеля. Патент России № 2256647. Опубл. 2005.
Афонин Е.Г. Способ получения фосфатов никеля(II)-аммония. Патент РФ № 2535834. Опубл. 2014.
Афонин Е.Г. Извлечение никеля из отработанных растворов гальванического и химического никелирования в форме фосфатов никеля(+2)-аммония // Наукоемкие технологии. 2014. Т. 15. № 6. С. 34-40.
Афонин Е.Г. Извлечение никеля(+2) из отработанных растворов гальванического и химического никелирования реагентными методами // Труды XIV Российской научно-технической конференции «Новые информационные технологии в системах связи и управления». Калуга: Изд-во ООО «Ноосфера». 2015. С. 374-382.
Avci E. Electrolytic recovery of nickel from dilute solutions // Separation science and technology. 1989. V. 24. № 3-4. P. 317-324. https://doi.org/10.1080/01496398908049770.
Coman V., Robotin B., Ilea P. Nickel recovery/removal from industrial wastes: a review // Resources, conservation and recycling. 2013. V. 73. P. 229-238. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2013.01.019.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Evgeniy G. Afonin
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
