Nikiel

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
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 935[4]
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Nikiel (Ni, łac. niccolum) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym. Został odkryty w roku 1751 przez szwedzkiego chemika, Axela Cronstedta. W 1804 r. otrzymano go po raz pierwszy w stanie czystym. Przed naszą erą był używany w stopach z miedzią i cynkiem.

Historia[edytuj]

Gdy w 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 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[7][8][9] (w Anglii kojarzono drugi człon nazwy z terminem Old Nick oznaczającym diabła[10][9]). Sądzono bowiem, że ruda ta to wynik działań diabła i jego gnomów[11][12][9]. Ten sam minerał został znaleziony przez Axela Cronstedta w szwedzkiej kopalni w Los. Także on sądził, że jest to minerał miedzi, zwłaszcza że po roztworzeniu w kwasie azotowym daje on zielony roztwór, podobnie jak minerały miedzi[8]. W wyniku dalszych badań, w roku 1751 Cronstedt otrzymał z niego nowy pierwiastek, który od minerału został nazwany „nikiel”[8][10][9].

Charakterystyka[edytuj]

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[edytuj]

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[edytuj]

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[edytuj]

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[edytuj]

Uwagi

  1. Wartość w nawiasie oznacza niepewność związaną z ostatnią cyfrą znaczącą. Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością.

Przypisy

  1. a b Nikiel (ang.) w wykazie klasyfikacji i oznakowania Europejskiej Agencji Chemikaliów. [dostęp 2015-04-10].
  2. Nikiel (nr 266981) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05].
  3. publikacja w otwartym dostępie – możesz ją przeczytać Juris Meija i inni, Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 88 (3), 2016, s. 265–291, DOI10.1515/pac-2015-0305.
  4. Nikiel (CID: 935) (ang.) w bazie PubChem, United States National Library of Medicine.
  5. a b c Nickel: radii of atoms and ions. WebElements Periodic Table. [dostęp 2017-03-05].
  6. Nikiel (nr 266981) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck KGaA) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-05].
  7. Nickeline. Mindat.org. [dostęp 2017-03-08].
  8. a b c P. Enghag: Encyclopedia of the Elements. Technical Data - History - Processing - Applications. Wiley, 2004, s. 689–690. ISBN 9783527306664.
  9. a b c d Nickel: historical information. WebElements Periodic Table. [dostęp 2017-03-08].
  10. a b F. Cardarelli: Materials Handbook. A Concise Desktop Reference. Springer, 2008, s. 124–125. ISBN 978-1-84628-668-1.
  11. Baldwin, William H. The story of Nickel. I. How „Old Nick’s” gnomes were outwitted. „Journal of Chemical Education”. 8 (9), s. 1749, 1931. DOI: 10.1021/ed008p1749. 
  12. Nikiel (niccolum). Alfa-Tech Poland. [dostęp 2015-05-03].