Przejdź do zawartości

Nikiel: Różnice pomiędzy wersjami

Edytuj linki
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przeglądaj historię interaktywnie
[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
← poprzednia edycjanastępna edycja →
Usunięta treść Dodana treść
WizualnieWikikod
m Wycofano edycje użytkownika 64.83.242.122 (dyskusja). Autor przywróconej wersji to The Polish.
wstep, historia
Linia 97: Linia 97:
|wikisłownik = nikiel
|wikisłownik = nikiel
}}
}}
'''Nikiel''' jest [[Pierwiastek chemiczny|pierwiastkiem chemicznym]] o [[Symbolika chemiczna#Symbole pierwiastków|symbolu]] '''Ni''' i [[liczba atomowa|liczbie atomowej]] 28. Jest biało-srebrzystym [[metale]]m o lekkim złotym zabarwieniu. Nikiel należy do grupy [[metale przejściowe|metali przejściowych]], charakteryzuje się typową dla tej grupy metali twardością i [[ciągliwość|ciągliwością]]. Czysty nikiel wykazuje stosunkowo dużą aktywność chemiczną, która jest szczególnie widoczna kiedy metal jest w postaci proszku{{r|ull}}, co zwiększa powierzchnię, na której zachodzi reakcja. W większych bryłach metalu, w temperaturze pokojowej nikiel jest mało aktywny chemicznie, reaguje on powoli z [[powietrze]]m ze względu na [[pasywacja|tworzenie]] się ochronnej warstwy [[tlenki|tlenkowej]] na powierzchni{{r|asm}}. Mimo tego nikiel jest na tyle podatny na [[utlenianie]], że w [[skorupa ziemska|skorupie ziemskiej]] nie występuje on w [[Pierwiastki rodzime|postaci rodzimej]], wyjątkiem są [[meteoryt]]y [[żelazo]]wo-niklowe, w których nikiel występuje w postaci [[stopy|stopu]] z żelazem. Uważa się, że stop żelazowo-niklowy znajduje się w [[jądro Ziemi|jądrze Ziemi]]{{r|geo}}. Ze względu na powolne tempo utleniania niklu w temperaturze pokojowej uważa się, że metal ten jest odporny na [[korozja|korozję]]. Było to powodem używania go dawniej do [[platerowanie|platerowania]] żelaza i [[mosiądz]]u używanego do konstrukcji aparatury chemicznej, a także stosowania go w pewnych stopach utrzymujących połysk, takich jak między innymi [[nowe srebro]].</br>
'''Nikiel''' ('''Ni''', [[łacina|łac.]] ''niccolum'') – [[pierwiastek chemiczny]] z grupy [[Blok d|metali przejściowych]] w [[układ okresowy pierwiastków|układzie okresowym]]. Został odkryty w roku 1751 przez szwedzkiego chemika, [[Axel Cronstedt|Axela Cronstedta]]. W 1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z [[Miedź|miedzią]] i [[cynk]]iem.
Nikiel jest jednym z czterech pierwiastków (obok [[żelazo|żelaza]], [[kobalt]]u i [[gadolin]]u), które są [[Ferromagnetyzm|ferromagnetykami]] w temperaturze pokojowej. [[magnes#Magnes trwały|Trwałe magnesy]] wykonane z [[alniko]], zawierające do 26% niklu, są pod względem mocy pomiędzy magnesami trwałymi opartymi na [[żelazo|żelazie]], a magnesami opartymi na [[metale ziem rzadkich|metalach ziem rzadkich]]. Metal jest głównie używany do produkcji stopów; około 60% światowej produkcji niklu jest używane do produkcji [[stal nierdzewna|stali nierdzewnej]]. Inne stopy i [[nadstopy]] niklu stanowią większość z pozostałych zastosowań niklu, a tylko ok. 3% światowej produkcji niklu jest wykorzystywana do produkcji związków niklu. Jako pierwiastek nikiel ma wiele niszowych zastosowań, takich jak np. [[katalizator]] w [[hydrogenacja|hydrogenacji]], produkcji soli niklu używanych w [[galwanotechnika|galwanotechnice]] czy barwieniu [[ceramika|ceramiki]]{{r|ull}}. Znanych jest osiem{{r|pmid19363030}} [[enzymy|enzymów]] zawierających w swoim [[centrum aktywne|centrum aktywnym]] nikiel.


== Historia ==
== Historia ==
Mimo, że nikiel został wyizolowany i sklasyfikowany dopiero w 1751 roku wykazano, że metal ten, mimo że był nieznany był przypadkowo wykorzystywany przez ludzkość od niepamiętnych czasów. Obecność niklu w przedmiotach metalowych była przypadkowa i pojawiał się on w składzie niektórych wczesnych [[Artefakt (archeologia)|artefaktach]] wykonanych z [[brąz]]u i [[miedź|miedzi]]. Najwcześniejsze znalezisko zawierające 2,73% niklu datowane jest na ok. 3500-3100 r. p.n.e. (niektóre źródła wskazują nawet na okres 4600-4100 r. p.n.e.{{r|fotos}}) i pochodzi z obszaru [[Antiochia (Turcja)|Antiochii]]{{r|rev}}. Inne starożytne artefakty, zawierające ponad 9% niklu zostały odnalezione na terenie [[Mohendżo-Daro]]. Pierwszy znany artefakt wykonany z meteorytu żelazowo-niklowego pochodzi z okresu [[dynastia Shan|dynastii Shan (1600-1046 r. p.n.e.) - jest to ''topór Yueh''{{r|yueh|fotos}}.</br>
Gdy w [[Saksonia|Saksonii]] odkryto nowy, błyszczący minerał o odcieniu miedzi, przypuszczano, że uda się z niego wyizolować ten metal. Ponieważ okazało się to niemożliwe, w 1694 roku niemiecki alchemik i geolog [[Urban Hjärne|Urbana Hjärnego]] (1641–1724) nazwał go ''kupfernickel'', co odnosi się do niemieckiego słowa ''kupfer'', czyli [[miedź]] oraz prawdopodobnie do imienia ''Nicolaus'', którym określano złośliwego gnoma{{r|Mindat|Enghag|WE}} (w Anglii kojarzono drugi człon nazwy z terminem ''Old Nick'' oznaczającym diabła{{r|Cardarelli|WE}}). Sądzono bowiem, że ruda ta to wynik działań diabła i jego gnomów{{r|Baldwin|AT|WE}}. Ten sam minerał został znaleziony przez [[Axel Cronstedt|Axela Cronstedta]] w szwedzkiej kopalni w [[Los (Szwecja)|Los]]. Także on sądził, że jest to minerał miedzi, zwłaszcza że po roztworzeniu w [[kwas azotowy|kwasie azotowym]] daje on zielony roztwór, podobnie jak minerały miedzi{{r|Enghag}}. W wyniku dalszych badań, w roku 1751 Cronstedt otrzymał z niego nowy pierwiastek, który od minerału został nazwany „nikiel”{{r|Enghag|Cardarelli|WE}}.
Prawdopodobnie pierwszym świadomym zastosowaniem niklu było stosowanie go w stopie używanym do bicia [[moneta|monet]]. Pierwsze monety zawierające nikiel (''pak-fong'', ''pai-t'ung'' lub ''biała miedź'' - opisana przez Du Halde w [[1736]]) były używane w [[Historia Chin|królestwach Chin]] w okresie ok. 700-220 r. p.n.e. W [[Królestwo Greko-Baktryjskie|Królestwie Greko-Baktryjskim]] monety Euthydemus II, Pantaleon i Agathocles z okresu 200-195 r. p.n.e. były bite ze stopu zawierającego 18,5-20,9% Ni, 75,5-77,9% Cu, 1,6-1,7% Fe oraz innych domieszek. Nikiel w monetach pojawił się na nowo po przeszło 2000 lat i stosowany jest do dziś. W historii pojawiają się wzmianki o broni ''pochodzącej z nieba'', co potwierdziły badania znalezisk. Znane są XV-wieczne egzemplarze [[Malajowie|malajskich]] [[kris]]ów wykonanych z [[żelazo meteoryczne|żelaza meteorycznego]]{{r|kris|kris2|kr3}}. Informacja o niklu pojawia się także w dziele "''aes album''" [[Andreas Libavius|Libaviusa]] z [[1597]] r{{r|rev}}.</br>
{| style="border: 1px black solid; margin-left:1em; text-align: left;" align="center" width="100"
! colspan="4" style="background:silver" align="center"|Nikiel w historii
|-
|[[Plik:Meteorite iron harpoon.jpg|145px|Harpun z kła narwala z ostrzem wykonanym z meteorycznego żelaza]]
|[[Plik:Meteoric iron dagger of Emperor Jahangir, Mughal dynasty, 1621, India, watered steel blade with meteoric iron, iron hilt, and gold inlay - Freer Gallery of Art - DSC05177.JPG|430px|Sztylet mongolskiego władcy Dżahangira, wykonany z meteorycznego żelaza]]
|[[Plik:VNickel.jpeg|320px|XIX-wieczne monety wykonane z niklu]]
|-
| colspan="4" style="background:#DCDCDC" align="left" |O<small>d '''lewej''': Harpun z kła [[narwal]]a z ostrzem wykonanym z meteorycznego żelaza; [[Sztylet]] [[mongołowie|mongolskiego]] władcy [[Dżahangir]]a, wykonany z meteorycznego żelaza; XIX-wieczne monety wykonane z niklu</small>
|}
Wzmianki o wydobywaniu niklu pochodzą z ok. XVI-XVII wieku od [[górnik]]ów [[Saksonia|saksońskich]] z obszaru [[Rudawy|Rudaw]]. Nazwę pierwiastek zawdzięcza próbom wydobywania i przetwarzania [[nikielin]]u (NiAs), biorąc go za rudę [[miedź|miedzi]]{{r|weld}}. Ruda przy topieniu oczywiście nie dawała miedzi, wydzielała natomiast trujący [[arsen]]. Górnicy za brak miedzi w rudzie i za pogorszenie swojego zdrowia obwiniali złe duchy lub ''Old Nick'a''. Górnicy nazywali tę rudę ''kupper icell'', ''kupfernickel'', ''kupper nicklichten'', co oznaczało ''diabelska miedź'' lub ''fałszywa miedź''{{r|rev}}. Nikiel, mimo, że znany był już wcześniej, został "odkryty" i sklasyfikowany dopiero w 1751 roku przez [[Axel Frederik Cronstedt|Axela Fredericka Cronsedta]], a nazwa pierwiastka ''nickel'' pojawiła się oficjalnie w [[1754]] w jego dziele ''Continuation of Results and Experiments on the Los Cobalt Ore''{{r|rev|weld}}. Ze względu na niski stopień oczyszczenia niklu, przez co próbka nie wykazywała ciągliwości (cecha charakterystyczna dla metali) Cronstedt zaklasyfikował nikiel do [[Półmetale|półmetali]]{{r|rev}}. Właściwości czystego niklu zostały opisane{{r|richt}} w [[1804]] roku przez J. B. Richtera. Pierwiastek został opisany 'idealny", "szlachetny" metal charakteryzujący się doskonałą ciągliwością, twardością i odpornością na korozję{{r|rev}}. Około 1830 roku stopy niklowo-miedziowe były znane pod nazwą "''niemieckie srebro''" (''[[nowe srebro]]''). Oprócz wyglądu przypominającego wygląd [[srebro|srebra]] stopy te (o przybliżonym składzie 40% Cu, 32% Ni, 25% [[Cynk|Zn]] i 3% Fe) stop ten charakteryzował się łatwością wytwarzania i odlewania, był odporny na matowienie i był tani w produkcji{{r|ull}}. Wzrost wykorzystania niklu nastąpił od [[1857]], kiedy [[Stany Zjednoczone]] wprowadziły do obiegu monetę zawierającą 12%; wkrótce potem inne kraje podążyły tym trendem. . Mimo, że czysty nikiel był produkowany na skalę przemysłową od 1838, to aż do [[1876]] roku światowa produkcja niklu utrzymywała się na poziomie poniżej 1000 [[tona|ton]] rocznie{{r|ull}}. Zapotrzebowanie na nikiel wzrosło gwałtownie w latach 1870-1880, kiedy Henri Marbeau we [[Francja|Francji]] i James Riley w [[Szkocja|Szkocji]] opracowali dobrej jakości stopy żelazowo-niklowe i stal niklową{{r|meteo}} oraz powstały pierwsze niklowe [[Powłoka galwaniczna|powłoki galwaniczne]]. Gwałtowny wzrost wykorzystania niklu w przemyśle nastąpił od lat 90-tych XIX wieku kiedy stopy stalowo-niklowe były wykorzystywane jako pancerz [[okręt]]ów{{r|ull}}.</br>
W 1863, na [[Nowa Kaledonia (wyspa)|Nowej Kaledonii]], [[Juliusz Garnier]] odkrył złoża niklu (jako [[garnieryt]]), czego skutkiem było, to że ta niewielka wyspa do 1905 roku była największym producentem niklu na świecie. Od roku 1905 do lat 50-tych XX wieku miano największego producenta niklu przejęła [[Kanada]] dzięki wydobyciu rud w obszarze [[Krater Sudbury|niecki Sudbury]]. Obecnie nikiel, w ilościach powyżej 20 tys ton/rocznie wydobywany jest w 15 krajach na świecie, a łączna roczna produkcja w roku 2016 wyniosła ponad 2,2 mln ton{{r|mcs}}.



== Charakterystyka ==
== Charakterystyka ==
Linia 133: Linia 147:
<ref name="Aldrich">{{Sigma-Aldrich|266981|ALDRICH|MSDS=tak|data dostępu=2011-10-05}}</ref>
<ref name="Aldrich">{{Sigma-Aldrich|266981|ALDRICH|MSDS=tak|data dostępu=2011-10-05}}</ref>
<ref name="Aldrich-US">{{Sigma-Aldrich|266981|ALDRICH|MSDS=tak|język=en|data dostępu=2011-10-05}}</ref>
<ref name="Aldrich-US">{{Sigma-Aldrich|266981|ALDRICH|MSDS=tak|język=en|data dostępu=2011-10-05}}</ref>
<ref name="AT">{{Cytuj stronę | url = http://www.alfa-tech.com.pl/nikiel-niccolum.html | tytuł = Nikiel (niccolum) | nazwisko = | imię = | opublikowany = Alfa-Tech Poland | data = | data dostępu = 2015-05-03}}</ref>
<ref name=Baldwin>{{cytuj pismo | autor = Baldwin, William H | tytuł = The story of Nickel. I. How „Old Nick’s” gnomes were outwitted | czasopismo = Journal of Chemical Education | wolumin = 8 | wydanie = 9 | strony = 1749 | rok = 1931 | doi = 10.1021/ed008p1749 | język =}}</ref>
<ref name="WE2">{{Cytuj stronę | url = https://www.webelements.com/nickel/atom_sizes.html | tytuł = Nickel: radii of atoms and ions | opublikowany = WebElements Periodic Table | data dostępu = 2017-03-05}}</ref>
<ref name="WE2">{{Cytuj stronę | url = https://www.webelements.com/nickel/atom_sizes.html | tytuł = Nickel: radii of atoms and ions | opublikowany = WebElements Periodic Table | data dostępu = 2017-03-05}}</ref>

<ref name="Cardarelli">{{cytuj książkę|autor=F. Cardarelli|tytuł=Materials Handbook. A Concise Desktop Reference|wydawca=Springer|data=2008|strony=124–125|isbn=978-1-84628-668-1}}</ref>
*<ref name="asm">{{cytuj książkę | nazwisko =Davis | imię =J. R. | tytuł = ASM Specialty Handbook: Nickel, Cobalt, and Their Alloys | wydawca = ASM International| miejsce = | data = | rok =2000 | strony = | rozdział =The Nickel Industry: Occurrence, Recovery, and Consumption | tytuł części = | seria = | doi =10.1361/ncta2000p003 | isbn =0-87170-685-7 | język =en }}</ref>
<ref name="Enghag">{{cytuj książkę|autor=P. Enghag|tytuł=Encyclopedia of the Elements. Technical Data - History - Processing - Applications|wydawca=Wiley|data=2004|strony=689–690|isbn=9783527306664}}</ref>
*<ref name="ull">{{cytuj książkę | rozdział = Nickel | nazwisko r =Kerfoot | imię r =Derek G. E. | tytuł =Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry | wydawca =Wiley-VCH | miejsce = | rok =grudzień 2002 | wydanie =6 | isbn =978-3-527-30385-4 |język=en|doi=10.1002/14356007.a17_157}}</ref>
<ref name="Mindat">{{cytuj stronę|url=https://www.mindat.org/show.php?id=2901|tytuł=Nickeline|opublikowany=Mindat.org|data dostępu=2017-03-08}}</ref>
*<ref name="geo">{{cytuj książkę |nazwisko =Brown | imię =Geoffrey | tytuł =The Inaccessible Earth:An Integrated Approach to Geophysics and Geochemistry | wydawca =Springer | miejsce = | rok =1993 | strony =105 | isbn =041248160X |język=en}}</ref>
<ref name="WE">{{cytuj stronę|url=https://www.webelements.com/nickel/history.html|tytuł=Nickel: historical information|opublikowany=WebElements Periodic Table|data dostępu=2017-03-08}}</ref>
*<ref name="yueh">{{cytuj stronę | url = http://gallery.sjsu.edu/sacrifice/chinese.html| tytuł =sacrifices (Chinese module Virtual Exhibition Project) | data dostępu = 2013-02-02| autor =Tim Brocato | opublikowany = | praca = | data = 23 maja 2000| język =en }}</ref>
*<ref name="fotos">{{cytuj pismo | nazwisko =Photos | imię = E.| tytuł =The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results | czasopismo =World Archaeology | wolumin =20 | wydanie = 3| strony =403-421 | data =luty 1989 | wydawca =Taylor & Francis, Ltd. | miejsce = | issn = | doi = |język=en|url=http://img2.tapuz.co.il/forums/1_132972987.pdf}}</ref>
*<ref name="rev">{{cytuj książkę |nazwisko =Howard-White | imię = Frank Buller | tytuł = Nickel: An historical review | wydawca = Methuen & Co.| miejsce = | rok =1963 | doi = | isbn =0416272207 |język=en|url=http://books.google.pl/books?id=ZrgOAAAAQAAJ&pg=PA43&dq=pak-fong+nickel&hl=pl&sa=X&ei=FUAMUbyTBYeQhQesroDACQ&ved=0CFEQ6AEwBQ#v=onepage&q=pak-fong%20nickel&f=false}}</ref>
*<ref name="kris">{{cytuj książkę |nazwisko =Frey | imię =Edward | tytuł =The Kris: Mystic Weapon of the Malay World | wydawca =Oxford University Press | miejsce =[[Kuala Lumpur]] | rok = Grudzień 2003|wydanie=3| strony =33 | isbn = |język=en|url=http://books.google.pl/books?id=2N_dcj9XfVgC&printsec=frontcover&hl=pl#v=onepage&q&f=false}}</ref>
*<ref name="kris2">{{cytuj stronę | url =http://stevekbs.tripod.com/id9.html | tytuł =The Kris - Blade of SE Asia | data dostępu = 2013-02-02| autor =KBS System of Filipino Martial Arts | opublikowany = | praca = | data = | język = en}}</ref>
*<ref name="kr3">{{cytuj stronę | url =http://www.bt.com.bn/life/2008/07/27/the_kris_the_traditional_malay_weapon | tytuł =The kris: The traditional Malay weapon | data dostępu = 2013-02-02| autor =Rozan Yunos,Bandar Seri Begawan | opublikowany =27 lipca 2008 | praca =The Brunei Times | data = | język =en }}</ref>
*<ref name="weld">{{cytuj książkę |nazwisko =DuPont| imię =John N. | tytuł =Welding Metallurgy and Weldability of Nickel-Base Alloys | wydawca = John Wiley & Sons, Inc.| miejsce = | rok =2009 | strony =5 |wydanie=1| isbn =0470087145 |język=en}}</ref>
*<ref name="richt">{{cytuj pismo | nazwisko = Richter | imię =J. B. | tytuł =On absolutely pure nickel. Proof that it is a noble metal | czasopismo =Neues Allgem. J. Chem | wolumin =2 | wydanie =61 | strony = | data =1804 | wydawca = | miejsce = | issn = | doi = |język=}}</ref>
**<ref name="meteo">{{cytuj książkę |nazwisko =Burke| imię =John B. | tytuł =Cosmic Debris: Meteorites in History | wydawca = University of California Press| miejsce = | rok =1991 | strony =236 |wydanie=| isbn =9780520073968 |język=en|url=http://books.google.pl/books?id=6saFpP5aticC&printsec=frontcover&hl=pl#v=onepage&q&f=false}}</ref>
*<ref name="mcs">{{cytuj książkę |nazwisko = Schnebele | imię =Emily K. | tytuł =Nickel: Mineral Commodity Summaries | wydawca =U.S. Geological Survey | rok = Styczeń 2017|wydanie=3| strony =114-115 | isbn = |język=en|url=https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/nickel/mcs-2017-nicke.pdf}}</ref>
*<ref name="pmid19363030">{{Cytuj pismo | nazwisko = Ragsdale |imię=Stephen W | tytuł = Nickel-based Enzyme Systems. | czasopismo = The Journal of Biological Chemistry |wydawca=''[[American Society for Biochemistry and Molecular Biology]]'' | wolumin = 284 | wydanie = 28 | strony = 18571-5 | rok = 2009 | doi = 10.1074/jbc.R900020200 | pmid = 19363030 | język = en| url=http://www.jbc.org/content/284/28/18571.full }}</ref>
}}
}}


Wersja z 17:38, 5 sie 2017

Nikiel
kobalt ← nikiel → miedź
Wygląd
srebrzystobiały
Nikiel
Widmo emisyjne niklu
Widmo emisyjne niklu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

nikiel, Ni, 28
(łac. niccolum)

Grupa, okres, blok

10, 4, d

Stopień utlenienia

II, III

Właściwości metaliczne

metal przejściowy

Właściwości tlenków

średnio zasadowe

Masa atomowa

58,6934(4) u[3][a]

Stan skupienia

stały

Gęstość

8908 kg/m³

Temperatura topnienia

1455 °C

Temperatura wrzenia

2913 °C

Numer CAS

7440-02-0

PubChem

{{{nazwa}}}, [w:] PubChem, United States National Library of Medicine, CID: (ang.).

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons
Hasło w Wikisłowniku

Nikiel jest pierwiastkiem chemicznym o symbolu Ni i liczbie atomowej 28. Jest biało-srebrzystym metalem o lekkim złotym zabarwieniu. Nikiel należy do grupy metali przejściowych, charakteryzuje się typową dla tej grupy metali twardością i ciągliwością. Czysty nikiel wykazuje stosunkowo dużą aktywność chemiczną, która jest szczególnie widoczna kiedy metal jest w postaci proszku[6], co zwiększa powierzchnię, na której zachodzi reakcja. W większych bryłach metalu, w temperaturze pokojowej nikiel jest mało aktywny chemicznie, reaguje on powoli z powietrzem ze względu na tworzenie się ochronnej warstwy tlenkowej na powierzchni[7]. Mimo tego nikiel jest na tyle podatny na utlenianie, że w skorupie ziemskiej nie występuje on w postaci rodzimej, wyjątkiem są meteoryty żelazowo-niklowe, w których nikiel występuje w postaci stopu z żelazem. Uważa się, że stop żelazowo-niklowy znajduje się w jądrze Ziemi[8]. Ze względu na powolne tempo utleniania niklu w temperaturze pokojowej uważa się, że metal ten jest odporny na korozję. Było to powodem używania go dawniej do platerowania żelaza i mosiądzu używanego do konstrukcji aparatury chemicznej, a także stosowania go w pewnych stopach utrzymujących połysk, takich jak między innymi nowe srebro.
Nikiel jest jednym z czterech pierwiastków (obok żelaza, kobaltu i gadolinu), które są ferromagnetykami w temperaturze pokojowej. Trwałe magnesy wykonane z alniko, zawierające do 26% niklu, są pod względem mocy pomiędzy magnesami trwałymi opartymi na żelazie, a magnesami opartymi na metalach ziem rzadkich. Metal jest głównie używany do produkcji stopów; około 60% światowej produkcji niklu jest używane do produkcji stali nierdzewnej. Inne stopy i nadstopy niklu stanowią większość z pozostałych zastosowań niklu, a tylko ok. 3% światowej produkcji niklu jest wykorzystywana do produkcji związków niklu. Jako pierwiastek nikiel ma wiele niszowych zastosowań, takich jak np. katalizator w hydrogenacji, produkcji soli niklu używanych w galwanotechnice czy barwieniu ceramiki[6]. Znanych jest osiem[9] enzymów zawierających w swoim centrum aktywnym nikiel.

Historia

Mimo, że nikiel został wyizolowany i sklasyfikowany dopiero w 1751 roku wykazano, że metal ten, mimo że był nieznany był przypadkowo wykorzystywany przez ludzkość od niepamiętnych czasów. Obecność niklu w przedmiotach metalowych była przypadkowa i pojawiał się on w składzie niektórych wczesnych artefaktach wykonanych z brązu i miedzi. Najwcześniejsze znalezisko zawierające 2,73% niklu datowane jest na ok. 3500-3100 r. p.n.e. (niektóre źródła wskazują nawet na okres 4600-4100 r. p.n.e.[10]) i pochodzi z obszaru Antiochii[11]. Inne starożytne artefakty, zawierające ponad 9% niklu zostały odnalezione na terenie Mohendżo-Daro. Pierwszy znany artefakt wykonany z meteorytu żelazowo-niklowego pochodzi z okresu [[dynastia Shan|dynastii Shan (1600-1046 r. p.n.e.) - jest to topór Yueh[12][10].
Prawdopodobnie pierwszym świadomym zastosowaniem niklu było stosowanie go w stopie używanym do bicia monet. Pierwsze monety zawierające nikiel (pak-fong, pai-t'ung lub biała miedź - opisana przez Du Halde w 1736) były używane w królestwach Chin w okresie ok. 700-220 r. p.n.e. W Królestwie Greko-Baktryjskim monety Euthydemus II, Pantaleon i Agathocles z okresu 200-195 r. p.n.e. były bite ze stopu zawierającego 18,5-20,9% Ni, 75,5-77,9% Cu, 1,6-1,7% Fe oraz innych domieszek. Nikiel w monetach pojawił się na nowo po przeszło 2000 lat i stosowany jest do dziś. W historii pojawiają się wzmianki o broni pochodzącej z nieba, co potwierdziły badania znalezisk. Znane są XV-wieczne egzemplarze malajskich krisów wykonanych z żelaza meteorycznego[13][14][15]. Informacja o niklu pojawia się także w dziele "aes album" Libaviusa z 1597 r[11].

Nikiel w historii
Harpun z kła narwala z ostrzem wykonanym z meteorycznego żelaza Sztylet mongolskiego władcy Dżahangira, wykonany z meteorycznego żelaza XIX-wieczne monety wykonane z niklu
Od lewej: Harpun z kła narwala z ostrzem wykonanym z meteorycznego żelaza; Sztylet mongolskiego władcy Dżahangira, wykonany z meteorycznego żelaza; XIX-wieczne monety wykonane z niklu

Wzmianki o wydobywaniu niklu pochodzą z ok. XVI-XVII wieku od górników saksońskich z obszaru Rudaw. Nazwę pierwiastek zawdzięcza próbom wydobywania i przetwarzania nikielinu (NiAs), biorąc go za rudę miedzi[16]. Ruda przy topieniu oczywiście nie dawała miedzi, wydzielała natomiast trujący arsen. Górnicy za brak miedzi w rudzie i za pogorszenie swojego zdrowia obwiniali złe duchy lub Old Nick'a. Górnicy nazywali tę rudę kupper icell, kupfernickel, kupper nicklichten, co oznaczało diabelska miedź lub fałszywa miedź[11]. Nikiel, mimo, że znany był już wcześniej, został "odkryty" i sklasyfikowany dopiero w 1751 roku przez Axela Fredericka Cronsedta, a nazwa pierwiastka nickel pojawiła się oficjalnie w 1754 w jego dziele Continuation of Results and Experiments on the Los Cobalt Ore[11][16]. Ze względu na niski stopień oczyszczenia niklu, przez co próbka nie wykazywała ciągliwości (cecha charakterystyczna dla metali) Cronstedt zaklasyfikował nikiel do półmetali[11]. Właściwości czystego niklu zostały opisane[17] w 1804 roku przez J. B. Richtera. Pierwiastek został opisany 'idealny", "szlachetny" metal charakteryzujący się doskonałą ciągliwością, twardością i odpornością na korozję[11]. Około 1830 roku stopy niklowo-miedziowe były znane pod nazwą "niemieckie srebro" (nowe srebro). Oprócz wyglądu przypominającego wygląd srebra stopy te (o przybliżonym składzie 40% Cu, 32% Ni, 25% Zn i 3% Fe) stop ten charakteryzował się łatwością wytwarzania i odlewania, był odporny na matowienie i był tani w produkcji[6]. Wzrost wykorzystania niklu nastąpił od 1857, kiedy Stany Zjednoczone wprowadziły do obiegu monetę zawierającą 12%; wkrótce potem inne kraje podążyły tym trendem. . Mimo, że czysty nikiel był produkowany na skalę przemysłową od 1838, to aż do 1876 roku światowa produkcja niklu utrzymywała się na poziomie poniżej 1000 ton rocznie[6]. Zapotrzebowanie na nikiel wzrosło gwałtownie w latach 1870-1880, kiedy Henri Marbeau we Francji i James Riley w Szkocji opracowali dobrej jakości stopy żelazowo-niklowe i stal niklową[18] oraz powstały pierwsze niklowe powłoki galwaniczne. Gwałtowny wzrost wykorzystania niklu w przemyśle nastąpił od lat 90-tych XIX wieku kiedy stopy stalowo-niklowe były wykorzystywane jako pancerz okrętów[6].
W 1863, na Nowej Kaledonii, Juliusz Garnier odkrył złoża niklu (jako garnieryt), czego skutkiem było, to że ta niewielka wyspa do 1905 roku była największym producentem niklu na świecie. Od roku 1905 do lat 50-tych XX wieku miano największego producenta niklu przejęła Kanada dzięki wydobyciu rud w obszarze niecki Sudbury. Obecnie nikiel, w ilościach powyżej 20 tys ton/rocznie wydobywany jest w 15 krajach na świecie, a łączna roczna produkcja w roku 2016 wyniosła ponad 2,2 mln ton[19].


Charakterystyka

Nikiel metaliczny jest srebrzystobiałym połyskującym metalem, trudno korodującym i odpornym na ścieranie. Stosuje się go do tworzenia błyszczących powłok galwanicznych na powierzchni elementów stalowych. Stopy niklu i miedzi (tzw. miedzionikiel) są stosowane do wyrobu monet, sztućców itp. Nikiel jest też dodawany do stopów stali o podwyższonej odporności na korozję. Poniżej temperatury 360 °C jest ferromagnetykiem. Ma 29 izotopów z przedziału mas 50-78, z których 5 (58, 60, 61, 62, 64) jest trwałych.

Występowanie

Występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok. 80 ppm w postaci minerałów garnieryt i pentlandyt. Rudy dzieli się na tlenkowe, siarczkowe i arsenkowe, w zależności od ich składu chemicznego.

Wydobycie niklu na świecie w roku 2005

Właściwości chemiczne

Nikiel w związkach występuje najczęściej na II, rzadziej na III stopniu utlenienia. Tworzy szereg związków kompleksowych, takich jak niklocen czy fosfiny i karbonylki niklu, które znalazły zastosowanie jako katalizatory wielu reakcji, m.in. na kompleksach niklu oparte są katalizatory polimeryzacji polietylenu wysokociśnieniowego.

Zastosowanie

Znaczenie biologiczne – nikiel jest mikroelementem obecnym w centrach reaktywności wielu enzymów. Jego minimalne, dzienne dobowe spożycie wynosi 0,3 mg.

W Polsce rudy niklu były wydobywane i przetwarzane w miejscowości Szklary do 1982 roku. Nikiel używany jest często do produkcji oprawek okularów i taniej biżuterii co może sprawić problemy alergikom. Osoby uczulone na nikiel narażone są na zaczerwienienie skóry w miejscu styczności metalu ze skórą. W dodatku pewnemu zniszczeniu ulegają też oprawki (widoczne są wżery, jakby po wytrawieniu kwasem).

Nikiel wykorzystuje się głównie jako pokrycie mniej szlachetnego żelaza i stali (elektroliza), gdzie zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję. Stale takie wykorzystuje się w przemyśle samochodowym. Sieć krystaliczna niklu posiada właściwość absorpcji atomów wodoru. W silnie rozdrobnionym metalu może się zmieścić około 17 razy więcej wodoru niż wynosi jego objętość. Właściwość ta wykorzystywana jest jako katalizator w wielu procesach, m.in. w hydrogenizacji (chemicznym utwardzaniu) tłuszczów. Jest składnikiem baterii niklowo-kadmowych. Jego stopy z miedzią służą do produkcji monet.

Stopy na bazie niklu, żelaza i kobaltu znane są jako nadstopy. Stosuje się je w przemyśle energetycznym ze względu na ich żaroodporność i małe pełzanie materiału w wysokich temperaturach.

Zobacz też

  1. ↑ Błąd w przypisach: Błąd w składni elementu <ref>. Brak tekstu w przypisie o nazwie CIAAW
    BŁĄD PRZYPISÓW
Błąd w przypisach: Znacznik <ref> o nazwie „uwagi”, zdefiniowany w <references>, nie był użyty wcześniej w treści.
BŁĄD PRZYPISÓW
  1. ↑ a b Nikiel, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10] (ang.).
  2. ↑ Nikiel (nr 266981) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. ↑ a b Szablon:IUPAC-SAW2013 Błąd w przypisach: Nieprawidłowy znacznik <ref>; nazwę „CIAAW” zdefiniowano więcej niż raz z różną zawartością
    BŁĄD PRZYPISÓW
  4. ↑ a b c Nickel: radii of atoms and ions. WebElements Periodic Table. [dostęp 2017-03-05].
  5. ↑ Nikiel (nr 266981) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  6. ↑ a b c d e Derek G. E. Kerfoot: Nickel. W: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wyd. 6. Wiley-VCH, grudzień 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_157. ISBN 978-3-527-30385-4. (ang.).
  7. ↑ The Nickel Industry: Occurrence, Recovery, and Consumption. W: J. R. Davis: ASM Specialty Handbook: Nickel, Cobalt, and Their Alloys. ASM International, 2000. DOI: 10.1361/ncta2000p003. ISBN 0-87170-685-7. (ang.).
  8. ↑ Geoffrey Brown: The Inaccessible Earth:An Integrated Approach to Geophysics and Geochemistry. Springer, 1993, s. 105. ISBN 0-412-48160-X. (ang.).
  9. ↑ Stephen W Ragsdale. Nickel-based Enzyme Systems.. „The Journal of Biological Chemistry”. 284 (28), s. 18571-5, 2009. American Society for Biochemistry and Molecular Biology. DOI: 10.1074/jbc.R900020200. PMID: 19363030. (ang.). 
  10. ↑ a b E. Photos. The Question of Meteoritic versus Smelted Nickel-Rich Iron: Archaeological Evidence and Experimental Results. „World Archaeology”. 20 (3), s. 403-421, luty 1989. Taylor & Francis, Ltd.. (ang.). 
  11. ↑ a b c d e f Frank Buller Howard-White: Nickel: An historical review. Methuen & Co., 1963. ISBN 0-416-27220-7. (ang.).
  12. ↑ Tim Brocato: sacrifices (Chinese module Virtual Exhibition Project). 23 maja 2000. [dostęp 2013-02-02]. (ang.).
  13. ↑ Edward Frey: The Kris: Mystic Weapon of the Malay World. Wyd. 3. Kuala Lumpur: Oxford University Press, Grudzień 2003, s. 33. (ang.).
  14. ↑ KBS System of Filipino Martial Arts: The Kris - Blade of SE Asia. [dostęp 2013-02-02]. (ang.).
  15. ↑ Rozan Yunos,Bandar Seri Begawan: The kris: The traditional Malay weapon. [w:] The Brunei Times [on-line]. 27 lipca 2008. [dostęp 2013-02-02]. (ang.).
  16. ↑ a b John N. DuPont: Welding Metallurgy and Weldability of Nickel-Base Alloys. Wyd. 1. John Wiley & Sons, Inc., 2009, s. 5. ISBN 0-470-08714-5. (ang.).
  17. ↑ J. B. Richter. On absolutely pure nickel. Proof that it is a noble metal. „Neues Allgem. J. Chem”. 2 (61), 1804. 
  18. ↑ John B. Burke: Cosmic Debris: Meteorites in History. University of California Press, 1991, s. 236. ISBN 978-0-520-07396-8. (ang.).
  19. ↑ Emily K. Schnebele: Nickel: Mineral Commodity Summaries. Wyd. 3. U.S. Geological Survey, Styczeń 2017, s. 114-115. (ang.).
{{Przypisy}} Nieprawidłowe pola: przypisy.
p • d • e
Układ okresowy pierwiastków
1 2   3[i] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8 Uue Ubn ✱  
  ✱ Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs ...[ii]  
Metale alkaliczne Metale ziem
alkalicznych 		Lantanowce Aktynowce Metale przejściowe Metale Półmetale Niemetale Halogeny Gazy szlachetne Właściwości
nieznane
  1. ↑ Alternatywnie do skandowców zalicza się często nie lutet i lorens, lecz lantan, aktyn oraz hipotetyczny unbiun.
  2. ↑ Budowa 8. okresu jest przedmiotem badań teoretycznych i dokładne umiejscowienie pierwiastków tego okresu w ramach układu okresowego jest niepewne.
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=Nikiel&oldid=50062198”