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 Informacje o klasyfikacji i oznakowaniu substancji według Rozporządzenia (WE) nr 1272/2008, zał. VI, z uwzględnieniem Rozporządzeń ATP: Nikiel 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 JurisJ. Meija JurisJ., Tyler B.T.B. Coplen Tyler B.T.B., MichaelM. Berglund MichaelM., Willi A.W.A. Brand Willi A.W.A., Paul DeP.D. Bièvre Paul DeP.D., ManfredM. Gröning ManfredM., Norman E.N.E. Holden Norman E.N.E., JohannaJ. Irrgeher JohannaJ., Robert D.R.D. Loss Robert D.R.D., ThomasT. Walczyk ThomasT., ThomasT. Prohaska ThomasT. 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].