Koti > Hoito ja terveys > Mikä on nikkeli. Nikkeli - mitä se on? Nikkelin ominaisuudet


Mikä on nikkeli. Nikkeli - mitä se on? Nikkelin ominaisuudet




aiheesta: Nikkeli ja sen ominaisuudet

Teoksen ovat laatineet ryhmän 5202 2. vuoden opiskelijat

Nikitin Dmitry ja Sharhemullin Emil.

Kazan 2013

Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet.

Elementti löydettiin vuonna 1761. Nikkeli on kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän kymmenennen ryhmän alkuaine. I. Mendelejev, atominumerolla 28. Hopeanvalkoinen metalli, joka ei tummu ilmassa. Puhtaassa muodossaan se on erittäin muovista ja sitä voidaan käsitellä paineella. Se on ferromagneetti, ts. kun se johtaa virtaa sen läpi, sillä on selvät magneettiset ominaisuudet. Nikkeliatomeilla on ulkoinen elektroninen konfiguraatio 3d 8 4s 2 . Se on muokattava ja muokattava metalli, jonka avulla siitä voidaan valmistaa ohuimpia levyjä ja putkia.

Nikkelin kemialliset ominaisuudet

Ni on kemiallisesti samanlainen kuin Fe ja Co, mutta myös Cu ja jalometallit. Yhdisteissä sen valenssi vaihtelee (useimmiten 2-valenttinen). Nikkeli on keskiaktiivinen metalli. Imee (erityisesti hienojakoisessa tilassa) suuria määriä kaasuja

Nikkeli palaa vain jauheena. Tässä tapauksessa se muodostaa kaksi oksidia NiO ja Ni 2 O 3 ja vastaavasti kaksi hydroksidia Ni(OH) 2 ja Ni(OH) 3. Tärkeimmät liukoiset nikkelisuolat ovat asetaatti, kloridi, nitraatti ja sulfaatti. Suolojen vesiliuokset ovat yleensä väriltään vihreitä ja vedettömät suolat keltaisia ​​tai ruskeankeltaisia. jota käytetään usein analyyttisessä kemiassa.

N:n kyllästyminen kaasuilla huonontaa sen mekaanisia ominaisuuksia. Vuorovaikutus hapen kanssa alkaa 500 °C:ssa; hienojakoisessa tilassa N. on pyroforinen - se syttyy itsestään ilmassa. Oksideista tärkein oksidi on NiO - vihertäviä kiteitä, käytännössä veteen liukenemattomia (mineraali bunseniitti). Hydroksidi saostuu nikkelisuolojen liuoksista, kun emäksiä lisätään suuren omenanvihreän sakan muodossa. Kuumennettaessa H. yhdistyy halogeenien kanssa muodostaen NiX 2:ta. Rikkihöyryssä palaminen tuottaa sulfidin, joka on koostumukseltaan samanlainen kuin Ni 3 S 2 . Monosulfidi NiS voidaan saada kuumentamalla NiO rikillä. N. ei reagoi typen kanssa edes korkeissa lämpötiloissa (jopa 1400 °C)

Nestemäisessä tilassa N. liuottaa huomattavan määrän C:tä, joka saostuu jäähtyessään grafiitin muodossa. Kun grafiitti eristetään, N. menettää muokattavuuden ja kyvyn käsitellä paineella.

Nikkeli kestää vettä. Orgaaniset hapot vaikuttavat N:ään vasta pitkäaikaisessa kosketuksessa sen kanssa. Rikki- ja kloorivetyhapot liuottavat hitaasti typen; laimennettu typpihappo - erittäin helppoa; väkevä HNO 3 passivoi N:a, mutta vähäisemmässä määrin kuin rauta. Vuorovaikutuksessa happojen kanssa muodostuu 2-arvoisen Ni:n suoloja. Melkein kaikki Ni(II)- ja vahvojen happojen suolat ovat hyvin vesiliukoisia, niiden liuokset ovat happamia hydrolyysin vuoksi.

Nikkelin monimutkaiset yhdisteet.

Nikkelin sitoutuminen komplekseiksi on tärkeä diagnostinen prosessi analyyttiselle kemialle.

Nikkelille on ominaista kompleksien muodostuminen. Siten Ni2+-kationi ammoniakin kanssa muodostaa heksaammiinikompleksin 2+ ja dikvatetraamiinikompleksin 2+. Nämä kompleksit anionien kanssa muodostavat sinisiä tai violetteja yhdisteitä.

Liukenemattomia suoloja ovat oksalaatti ja fosfaatti (vihreä väri), kolme sulfidia: NiS (musta), Ni 3 S 2 (keltaisen pronssi) ja Ni 3 S 4 (hopeavalkoinen). Tai nikkelidimetyyliglyoksimaatti Ni (C 4 H 6 N 2 O 2) 2, joka antaa kirkkaan punaisen värin happamassa ympäristössä, jota käytetään laajasti kvalitatiivisessa analyysissä nikkelin havaitsemiseksi.

Nikkeli(II)-suolojen vesiliuokset sisältävät heksaakvanikkeli(II) 2+ -ionin. Kun näitä ioneja sisältävään liuokseen lisätään ammoniakkiliuosta, nikkeli(II)hydroksidi, vihreä hyytelömäinen aine, saostuu. Tämä sakka liukenee, kun lisätään ylimäärä ammoniakkia heksamminennikkeli(II) 2+ -ionien muodostumisen vuoksi.

Nikkeli muodostaa komplekseja tetraedrisillä ja litteillä neliörakenteilla. Esimerkiksi tetrakloorinikelaatti(II)2−-kompleksilla on tetraedrirakenne, kun taas tetrasyaaninikelaatti(II)2−kompleksilla on tasomainen neliörakenne.

Ni 2+ -ionien reaktio dimetyyliglyoksiimin kanssa on ominaista, mikä johtaa vaaleanpunaisen punaisen nikkelidimetyyliglyoksimaatin muodostumiseen. Tätä reaktiota käytetään nikkelin kvantitatiivisessa määrityksessä, ja reaktiotuotetta käytetään pigmenttinä kosmeettisissa materiaaleissa ja muihin tarkoituksiin.

Elementin kvantifiointi.

Se suoritetaan pääasiassa seuraavilla menetelmillä:

1) Saostus nikkelidimetoiglioksimaatin muodossa, kuten jo mainittiin.

2) saostus enikkeli-alfa-bentsyylidioksiimin muodossa.

3) Saostus nikkelihydroksidin muodossa (3) . Tämä reaktio suoritetaan käyttämällä emäksistä potaskaa ja bromivettä.

4) Saostuminen sulfidin muodossa. Jos nikkelioksidia käytetään painomuodossa2.

5) Elektrolyyttinen menetelmä

6) Volumetrinen menetelmä - eli kaliumsyanidin titraus kompleksisen syanidin muodostamiseksi (Kalium 2 nikkeliä neljä kertaa)

7) Kolorimetrinen menetelmä, joka perustuu heksamiinin nikkeli-ionin värin muutokseen tai liukoisen kompleksiyhdisteen punaiseen väriin, joka muodostuu nikkeli-ionien 3 reaktiossa dimetyyliglyoksiimin kanssa alkalisessa liuoksessa hapettavan aineen läsnä ollessa. agentti.

8) Kompleksometrinen menetelmä.

GRAVIMETRINEN MENETELMÄ NIKKELIN MÄÄRITTÄMISEKSI Menetelmä perustuu nikkelin saostukseen ammoniakkiliuoksessa dimetyyliglyoksiimin kanssa niukkaliukoisena yhdistelmäyhdisteenä sitruuna- tai viinihapon läsnä ollessa.

TITRIMETRINEN MENETELMÄ NIKKELIN MÄÄRITTÄMISEKSI

Menetelmä perustuu nikkelin saostukseen ammoniakkiliuoksessa dimetyyliglyoksiimin kanssa niukkaliukoisena kompleksisena yhdisteenä sitruuna- tai viinihapon läsnä ollessa ja nikkelin määrittämiseen kompleksometrisellä titrauksella indikaattorina eriokromimustalla T.

Tämä hopeanharmaa metalli on siirtymämetalli - sillä on sekä emäksisiä että happamia ominaisuuksia. Metallin tärkeimmät edut ovat muokattavuus, sitkeys sekä korkea korroosionestokyky. Missä ja miten nikkeliä käytetään - lue alla.

Pinnalla olevan oksidikalvon vuoksi metallilla on kyky vastustaa korroosiota täydellisesti. Lisäksi tämän metallin pinnoite suojaa luotettavasti muista materiaaleista valmistettuja osia ja esineitä hapettumiselta. Siksi nikkeliä käytetään laajasti nykyaikaisessa teollisuudessa.

Lisäksi elementillä ei ole vain korroosionestoominaisuuksia. Se kestää täydellisesti eri alkalien vaikutuksia. Tästä johtuen sitä käytetään suojaamaan kaikenlaisia ​​alumiini-, rauta- ja valurautaosia, jotka on tarkoitettu käytettäväksi aggressiivisissa ympäristöissä. Mukaan lukien lentokoneiden terien, vaarallisten aineiden kuljetussäiliöiden ja muiden kemianteollisuuden laitteiden valmistukseen.

Jos puhumme muista elämämme alueista, joilla nikkelin käyttö on nyt suuressa mittakaavassa, on syytä mainita tuotanto:

  • proteesit ja hammasraudat lääketieteen tarpeisiin;
  • paristot;
  • kemialliset reagenssit;
  • "valkokulta" koruteollisuudessa;
  • Soittimien kielten käämit.

Seokset

Korroosionesto-ominaisuuksiensa ansiosta elementtiä käytetään laajalti erilaisten metalliseosten valmistukseen raudasta, kuparista, titaanista, tinasta, molybdeenistä jne. Tämä kuluttaa yli 80 prosenttia maailmanlaajuisesti louhitun Ni:n kokonaismäärästä, jonka esiintymät ovat sijaitsevat Venäjän alueella (Uralin, Murmanskin ja Voronežin alueet, Norilskin alue) Etelä-Afrikassa, Kanadassa, Kreikassa, Albaniassa ja muissa valtioissa. Ni:tä käytetään ruostumattoman teräksen valmistukseen. Rautaseoksia käytetään melkein kaikilla modernin teollisuuden aloilla sekä minkä tahansa siviili- tai teollisuuslaitosten rakentamisessa.

Erilaisten prosenttiyhdistelmien tuloksena kuparin kanssa saadaan monelin, konstantiinin ja muiden seoksia. Niitä käytetään kolikoiden, rikki-, perkloori- tai fosforihapon varastosäiliöiden, varaosien ja koneenosien (venttiilit, lämmönvaihtimet, holkit, jouset, juoksupyörän siivet) valmistukseen, jotka on tarkoitettu käytettäviksi suurissa kuormitusolosuhteissa.

Seokset, joihin on lisätty kromia - nikromia - ovat lämmönkestäviä, joten niitä käytetään kaasuturbiinien rakenneosien, suihkumoottorien osien ja ydinreaktoreiden laitteiden valmistukseen.

Molybdeenin lisäysprosessissa saadaan seoksia, jotka kestävät happoja ja muita aggressiivisia yhdisteitä (kuiva kloori).

Alumiinia, rautaa, kuparia ja kobolttia sisältävät seokset - alnico ja magnico - ovat kestomagneettien ominaisuuksia ja niitä käytetään erilaisten radiomittauslaitteiden valmistuksessa ja sähkötekniikassa.

Invar-tuotteilla - metalliseoksella, johon on lisätty rautaa (Ni - 35 prosenttia, Fe - 65%), on ominaisuus, että ne eivät käytännössä veny kuumennettaessa.

Muut sovellukset

Yksi yleisimmistä aloista, joilla nikkeliä käytetään teollisuudessa nykyään, on nikkelipinnoitus, eli ohuen nikkelikerroksen levittäminen (paksuus vaihtelee 12-36 mikrometriä) muiden metallien pinnalle galvanointimenetelmällä. Tällä tavalla ruosteenestokäsittely tapahtuu:

  • metalliputket;
  • astiat;
  • ruokailuvälineet;
  • hanat ja hanat keittiöön tai kylpyhuoneeseen;
  • huonekalujen varusteet ja muut sisustustuotteet.

Tällä tavalla käsitellyt esineet suojataan luotettavasti kosteudelta pitkään, ja hopeisen pinnoitteen ansiosta, joka ei haalistu ajan myötä, ne säilyttävät edustavan ulkonäön.

Nikkeli

NIKKELI- minä; m.[Saksan kieli] Nikkeli] Kemiallinen alkuaine (Ni), hopeanvalkoinen tulenkestävä metalli, jolla on vahva kiilto (käytetään teollisuudessa).

◁ Nikkeli, th, th. N. minun. N:s malmi. H seokset. N kansi.

nikkeli

(lat. Niccolum), jaksollisen järjestelmän ryhmän VIII kemiallinen alkuaine. Nimi tulee saksalaisesta nikkelistä - pahan hengen nimi, jonka oletetaan häirinneen kaivostyöläisiä. Hopea valkoinen metalli; tiheys 8,90 g/cm3, t pl 1455 °C; ferromagneettinen (Curie-piste 358°C). Erittäin kestävä ilmaa ja vettä vastaan. Tärkeimmät mineraalit ovat nikkeli, milleriitti, pentlandiitti. Noin 80 % nikkelistä menee nikkeliseoksiin. Sitä käytetään myös akkujen, kemiallisten laitteiden valmistukseen, korroosionestopinnoitteisiin (nikkelipinnoitukseen) useiden kemiallisten prosessien katalysaattorina.

NIKKELI

NIKKELI (lat. Niсolum), Ni, kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 28, atomimassa 58,69. Alkuaineen Ni kemiallinen symboli lausutaan samalla tavalla kuin itse alkuaineen nimi. Luonnonnikkeli koostuu viidestä stabiilista nuklidista (cm. NUCLIDE): 58 Ni (67,88 massa-%), 60 Ni (26,23 %), 61 Ni (1,19 %), 62 Ni (3,66 %) ja 64 Ni (1,04 %). D. I. Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä nikkeli sisältyy ryhmään VIIIB ja yhdessä raudan kanssa (cm. RAUTA) ja kobolttia (cm. KOBOLTTI) muodostaa 4. jaksolla tässä ryhmässä siirtymämetallien triadin, jolla on samanlaiset ominaisuudet. Nikkeliatomin kahden ulomman elektronikerroksen konfiguraatio 3 s 2 s 6 d 8 4s 2 . Muodostaa yhdisteitä useimmiten hapetustilassa +2 (valenssi II), harvemmin hapetustilassa +3 (valenssi III) ja erittäin harvoin hapetustilassa +1 ja +4 (valenssi I ja IV, vastaavasti).
Neutraalin nikkeliatomin säde on 0,124 nm, Ni 2+ -ionin säde on 0,069 nm (koordinaationumero 4) 0,083 nm (koordinaationumero 6). Nikkeliatomin peräkkäiset ionisaatioenergiat ovat 7,635, 18,15, 35,17, 56,0 ja 79 eV. Paulingin asteikolla nikkelin elektronegatiivisuus on 1,91. Vakioelektrodipotentiaali Ni 0 /Ni 2+ -0,23 V.
Yksinkertainen aine nikkeli kompaktissa muodossa on kiiltävää hopeanvalkoista metallia.
Löytöhistoria
1700-luvulta lähtien Saksin (Saksan) kaivostyöläiset tunsivat malmin, joka ulkonäöltään muistutti kuparimalmeja, mutta ei antanut kuparia sulatettaessa. Sitä kutsuttiin Kupfernikeliksi (saksalainen Kupfer on kuparia ja nikkeli on kääpiön nimi, joka liukasi tyhjää kiveä kaivostyöläisille kuparimalmin sijaan). Kuten myöhemmin kävi ilmi, kupfernikkeli on nikkelin ja arseenin yhdiste, NiAs. Nikkelin löytämisen historia ulottui lähes puoli vuosisataa. Ruotsalainen metallurgi A. F. Kronstedt teki ensimmäisen päätelmän uuden "puolimetallin" esiintymisestä kupfernikkelissä (eli silloisessa terminologiassa yksinkertaisen aineen, joka on ominaisuuksiltaan metallien ja ei-metallien välissä). (cm. KRONSTEDT Axel Fredrik) vuonna 1751. Tästä löydöstä kuitenkin kiisteltiin yli kahdenkymmenen vuoden ajan ja vallitsi näkemys, että Cronstedt ei saanut uutta yksinkertaista ainetta, vaan jonkinlaista rikkiä sisältävää yhdistettä, joko rautaa tai vismuttia tai kobolttia tai jotain muuta metallia.
Vasta vuonna 1775, 10 vuotta Cronstedtin kuoleman jälkeen, ruotsalainen T. Bergman teki tutkimuksia, joiden perusteella oli mahdollista päätellä, että nikkeli on yksinkertainen aine. Mutta lopulta nikkeli alkuaineena vakiintui vasta 1800-luvun alussa, vuonna 1804, saksalaisen kemistin I. Richterin huolellisen tutkimuksen jälkeen. (cm. RICHTER Jeremiah Benjamin), joka käytti 32 nikkelivitriolin (nikkelisulfaatin) uudelleenkiteytystä puhdistukseen ja sai pelkistyksen seurauksena puhdasta metallia.
Luonnossa oleminen
Maankuoressa nikkelipitoisuus on noin 8,10 -3 painoprosenttia. On mahdollista, että valtavia määriä nikkeliä - noin 17 · 10 19 tonnia - on suljettu maan ytimeen, joka yhden laajalle levinneen hypoteesin mukaan koostuu rauta-nikkeli-seoksesta. Jos tämä on totta, maapallossa on noin 3% nikkeliä, ja planeetan muodostavien alkuaineiden joukossa nikkeli on viidennellä sijalla - raudan, hapen, piin ja magnesiumin jälkeen. Nikkeliä löytyy joistakin meteoriiteista, jotka koostumuksensa ovat nikkelin ja raudan seos (ns. rauta-nikkeli meteoriiteja). Tällaisilla meteoriiteilla ei tietenkään ole merkitystä käytännön nikkelin lähteenä. Tärkeimmät nikkelimineraalit: nikkeli (cm. NICKELIN)(nykyaikainen nimi kupfernickelille) NiAs, pentlandiitti (cm. PENTLANDIT)[nikkeli- ja rautasulfidikoostumus (Fe,Ni) 9 S 8], milleriitti (cm. MILLERITE) NiS, garnieriitti (cm. GARNIERITE)(Ni, Mg) 6 Si 4 O 10 (OH) 2 ja muut nikkeliä sisältävät silikaatit. Meriveden nikkelipitoisuus on noin 1 10 -8 -5 10 -8 %
Kuitti
Merkittävä osa nikkelistä saadaan kupari-nikkelisulfidimalmeista. Rikastetuista raaka-aineista valmistetaan ensin matta - sulfidimateriaali, joka sisältää nikkelin lisäksi myös raudan, koboltin, kuparin ja useiden muiden metallien epäpuhtauksia. kelluntamenetelmä (cm. FLOTATION) vastaanottaa nikkelirikastetta. Seuraavaksi matta yleensä käsitellään erottamaan raudan ja kuparin epäpuhtaudet, sitten poltetaan ja tuloksena oleva oksidi pelkistetään metalliksi. Nikkelin saamiseksi on olemassa myös hydrometallurgisia menetelmiä, joissa ammoniakkiliuosta uutetaan malmista. (cm. AMMONIAKKI) tai rikkihappoa (cm. RIKKIHAPPO). Lisäpuhdistusta varten musta nikkeli puhdistetaan sähkökemiallisesti.
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Nikkeli on muokattava ja sitkeä metalli. Siinä on kuutiopintainen kidehila (parametri a = 0,35238 nm). Sulamispiste 1455°C, kiehumispiste noin 2900°C, tiheys 8,90 kg/dm3. Nikkeli on ferromagneettinen aine (cm. FEROMAGNEETTINEN), Curie-piste (cm. CURIE PISTE) noin 358°C
Ilmassa tiivis nikkeli on stabiilia, kun taas erittäin dispergoitunut nikkeli on pyroforista. (cm. PYROFORISET METALLIT). Nikkelin pinta on peitetty ohuella NiO-oksidikalvolla, joka suojaa metallia voimakkaasti lisähapettumiselta. Nikkeli ei myöskään reagoi veden ja ilmassa olevan vesihöyryn kanssa. Nikkeli ei käytännössä ole vuorovaikutuksessa rikki-, fosfori-, fluorivetyhappojen ja joidenkin muiden happojen kanssa.
Nikkelimetalli reagoi typpihapon kanssa, jolloin muodostuu nikkeli(II)nitraattia Ni (NO 3) 2 ja vapautuu vastaavaa typpioksidia, esimerkiksi:
3Ni + 8HNO 3 \u003d 3Ni (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Vain kuumennettaessa ilmassa yli 800 °C:n lämpötiloihin metallinen nikkeli alkaa reagoida hapen kanssa muodostaen NiO-oksidia.
Nikkelioksidilla on perusominaisuuksia. Se on olemassa kahdessa polymorfisessa muunnelmassa: matalalämpötilainen (kuusikulmainen hila) ja korkea lämpötila (kuutiohila, stabiili yli 252 °C:n lämpötiloissa). On olemassa raportteja nikkelioksidifaasien synteesistä koostumuksella NiO 1,33-2,0.
Kuumennettaessa nikkeli reagoi kaikkien halogeenien kanssa. (cm. HALOGEENIT) NiHal 2 -dihalogenidien muodostumisen kanssa. Nikkeli- ja rikkijauheiden kuumentaminen johtaa nikkelisulfidin NiS muodostumiseen. Sekä vesiliukoisia nikkelidihalogenideja että veteen liukenematonta nikkelisulfidia voidaan saada ei vain "kuivana", vaan myös "märkänä" vesiliuoksista.
Grafiitin kanssa nikkeli muodostaa karbidia Ni 3 C, fosforin kanssa - fosfideja koostumuksista Ni 5 P 2, Ni 2 P, Ni 3 P. Nikkeli reagoi myös muiden ei-metallien kanssa, mukaan lukien (erikoisolosuhteissa) typen kanssa. Mielenkiintoista on, että nikkeli pystyy absorboimaan suuria määriä vetyä, mikä johtaa kiinteiden vetyliuosten muodostumiseen nikkelissä.
Sellaisia ​​vesiliukoisia nikkelisuoloja kuten NiS04-sulfaatti, Ni(NO3)2-nitraatti ja monet muut tunnetaan. Suurin osa näistä suoloista muodostaa vesiliuoksista kiteytettynä kiteisiä hydraatteja, esimerkiksi NiSO 4 .7H 2 O, Ni (NO 3) 2 .6H 2 O. Liukenemattomia nikkeliyhdisteitä ovat fosfaatti Ni 3 (PO 4) 2 ja silikaatti Ni2SiO4.
Kun emästä lisätään nikkeli(II)suolaliuokseen, saostuu vihreä nikkelihydroksidisakka:
Ni (NO 3) 2 + 2NaOH \u003d Ni (OH) 2 + 2NaNO 3
Ni(OH)2:lla on heikosti emäksisiä ominaisuuksia. Jos Ni (OH) 2:n suspensio emäksisessä väliaineessa altistetaan voimakkaalle hapettimelle, esimerkiksi bromille, nikkeli(III)hydroksidi ilmestyy:
2Ni(OH)2 + 2NaOH + Br2 = 2Ni(OH)3 + 2NaBr
Nikkelille on ominaista kompleksien muodostuminen. Siten Ni2+-kationi ammoniakin kanssa muodostaa heksaammiinikompleksin 2+ ja dikvatetraamiinikompleksin 2+. Nämä kompleksit anionien kanssa muodostavat sinisiä tai violetteja yhdisteitä.
Fluori F 2:n vaikutuksesta NiCl 2:n ja KCl:n seokseen ilmaantuu monimutkaisia ​​yhdisteitä, jotka sisältävät nikkeliä korkeassa hapetustilassa: +3 - (K 3 ) ja +4 - (K 2 ).
Nikkelijauhe reagoi hiilimonoksidin (II) CO:n kanssa, jolloin muodostuu helposti haihtuvaa tetrakarbonyylinikkeliä (CO) 4, jolla on suuri käytännön käyttökohde nikkelipinnoitteiden levittämisessä, erittäin puhtaan dispergoidun nikkelin valmistuksessa jne.
Ni 2+ -ionien reaktio dimetyyliglyoksiimin kanssa on ominaista, mikä johtaa vaaleanpunaisen punaisen nikkelidimetyyliglyoksimaatin muodostumiseen. Tätä reaktiota käytetään nikkelin kvantitatiivisessa määrityksessä, ja reaktiotuotetta käytetään pigmenttinä kosmeettisissa materiaaleissa ja muihin tarkoituksiin.
Sovellus
Suurin osa sulatetusta nikkelistä käytetään erilaisten metalliseosten valmistukseen. Siten nikkelin lisääminen teräkseen mahdollistaa seoksen kemiallisen kestävyyden lisäämisen, ja kaikki ruostumattomat teräkset sisältävät välttämättä nikkeliä. Lisäksi nikkeliseoksille on ominaista korkea sitkeys, ja niitä käytetään kestävän panssarin valmistukseen. Raudan ja nikkelin seoksella, joka sisältää 36-38 % nikkeliä, on yllättävän pieni lämpölaajenemiskerroin (tämä on ns. Invar-seos), ja sitä käytetään eri laitteiden kriittisten osien valmistukseen.
Sähkömagneettiytimien valmistuksessa käytetään laajalti seoksia yleisnimellä permalloy. (cm. PERMALLOY). Nämä seokset sisältävät raudan lisäksi 40-80 % nikkeliä. Tunnetaan hyvin erilaisissa lämmittimissä käytettävät nikromispiraalit, jotka koostuvat kromista (10-30 %) ja nikkelistä. Kolikot lyödään nikkelilejeeringeistä. Käytännössä käyttökelpoisten erilaisten nikkeliseosten kokonaismäärä on useita tuhansia.
Nikkelipinnoitteiden korkea korroosionkestävyys mahdollistaa ohuiden nikkelikerrosten käytön suojaamaan erilaisia ​​metalleja korroosiolta nikkelipinnoituksella. Samalla nikkelipinnoitus antaa tuotteille kauniin ulkonäön. Tässä tapauksessa elektrolyysiin käytetään kaksoisammoniumin ja nikkelisulfaatin (NH 4) 2 Ni(SO 4) 2 vesiliuosta.
Nikkeliä käytetään laajalti erilaisten kemiallisten laitteiden valmistuksessa, laivanrakennuksessa, sähkötekniikassa, alkaliparistojen valmistuksessa ja moniin muihin tarkoituksiin.
Erityisesti valmistettua dispergoitua nikkeliä (ns. Raney-nikkeliä) käytetään laajalti katalyyttinä useissa erilaisissa kemiallisissa reaktioissa. Nikkelioksideja käytetään ferriittisten materiaalien valmistuksessa sekä lasin, lasitteiden ja keramiikan pigmenttinä; oksidit ja jotkut suolat toimivat katalyytteinä eri prosesseissa.
Biologinen rooli
Nikkeli on yksi hivenaineista (cm. MIKROELEMENTIT) välttämätön elävien organismien normaalille kehitykselle. Sen roolista elävissä organismeissa tiedetään kuitenkin vähän. Nikkelin tiedetään osallistuvan eläinten ja kasvien entsymaattisiin reaktioihin. Eläimillä se kerääntyy keratinoituneisiin kudoksiin, erityisesti höyheniin. Maaperän lisääntynyt nikkelipitoisuus johtaa endeemisiin sairauksiin - rumia muotoja esiintyy kasveissa ja silmäsairauksia eläimissä, jotka liittyvät nikkelin kertymiseen sarveiskalvoon. Myrkyllinen annos (rotille) - 50 mg. Erityisen haitallisia ovat nikkelin haihtuvat yhdisteet, erityisesti sen tetrakarbonyyli Ni(CO) 4 . Nikkeliyhdisteiden MPC ilmassa vaihtelee välillä 0,0002 - 0,001 mg/m 3 (eri yhdisteille).


tietosanakirja. 2009 .

Synonyymit:

Katso, mitä "nikkeli" on muissa sanakirjoissa:

    NIKKELI- (symboli Ni), metalli, jonka atomipaino on 58,69, sarjanumero 28, kuuluu koboltin ja raudan kanssa ryhmään VIII ja Mendelejevin jaksollisen järjestelmän 4. riviin. Oud. sisään. 8,8, sulamispiste 1452°. Tavallisissa yhteyksissään N. ... ... Suuri lääketieteellinen tietosanakirja

    - (symboli Ni), hopeanhohtoinen valkoinen metalli, SIIRTYMÄELEMENTTI, löydetty vuonna 1751. Sen päämalmit ovat sulfidi-nikkeli-rautamalmit (pentlandiitti) ja nikkeliarsenidi (nikkeli). Nikkelillä on monimutkainen puhdistusprosessi, mukaan lukien erilainen hajoaminen ... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

    - (saksalainen nikkeli). Metalli on väriltään hopeanvalkoinen, eikä sitä löydy puhtaassa muodossaan. Viime aikoina sitä on käytetty astioiden ja keittiövälineiden pukemiseen. Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja. Chudinov A.N., 1910. NICKEL saksa. Nikkeli… Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

    Nikkeli- on suhteellisen kova harmahtavan valkoinen metalli, jonka sulamispiste on 1453 astetta. C. Se on ferromagneettinen, muokattava, sitkeä, vahva ja korroosiota ja hapettumista kestävä. Nikkeli on enimmäkseen...... Virallinen terminologia

Vuosi oli 1751. Pienessä Ruotsissa tiedemies Axel Frederik Krondstedtin ansiosta ilmestyi alkuaine numero 17. Tuolloin tiedettiin vain 12 metallia sekä rikkiä, fosforia, hiiltä ja arseenia. He hyväksyivät yritykseensä uuden tulokkaan, hänen nimensä on nikkeli.

Hieman historiaa

Monien vuosien ajan ennen tätä ihmeellistä löytöä Saksin kaivostyöläiset tunsivat malmin, joka voidaan luulla kupariin.Yritykset erottaa kuparia tästä materiaalista olivat turhia. Malmia alettiin kutsua "kupfernikeliksi" (venäjäksi - "kuparipaholainen"), koska se tunsi itsensä huijatuksi.

Mineraaliasiantuntija Krondstedt kiinnostui tästä malmista. Pitkän työn jälkeen saatiin uusi metalli, jota kutsuttiin nikkeliksi. Bergman otti tutkimuspaimen haltuunsa. Hän jalosti metallia edelleen ja tuli siihen tulokseen, että tämä elementti muistuttaa rautaa.

Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet

Nikkeli sisältyy kymmenenteen alkuaineryhmään ja on jaksollisen taulukon neljännessä jaksossa atominumerolla 28. Jos poistat taulukosta symbolin Ni, tämä on nikkeliä. Siinä on keltainen sävy, hopeanvärisellä pohjalla. Metalli ei haalistu edes ilmassa. Kiinteä ja melko viskoosi. Se soveltuu hyvin takomiseen, joten voidaan valmistaa erittäin ohuita tuotteita. Täydellisesti kiillotettu. Nikkeliä voidaan vetää puoleensa magneetilla. Jopa 340 asteen lämpötilassa miinusmerkillä nikkelin magneettiset ominaisuudet näkyvät. Nikkeli on korroosiota kestävä metalli. Sillä on alhainen kemiallinen aktiivisuus. Mitä voidaan sanoa nikkelin kemiallisista ominaisuuksista?

Kemialliset ominaisuudet

Mitä tarvitaan nikkelin laadullisen koostumuksen määrittämiseen? Tässä on lueteltava, mistä atomeista (niin niiden lukumäärästä) metallimme koostuu. Moolimassa (jota kutsutaan myös atomimassaksi) on 58,6934 (g / mol). Mittaukset ovat edenneet. Metallimme atomin säde on 124 pm. Ionin sädettä mitattaessa tulos oli (+2e) 69 pm ja luku 115 pm on kovalenttinen säde. Kuuluisan kristallografin ja suuren kemistin Paulingin asteikon mukaan elektronegatiivisuus on 1,91 ja elektronipotentiaali on 0,25 V.

Ilman ja veden vaikutus nikkeliin on käytännössä mitätön. Samaa voidaan sanoa alkalista. Miksi tämä metalli reagoi näin? NiO syntyy sen pinnalle. Tämä on kalvon muodossa oleva pinnoite, joka estää hapettumista. Jos nikkeli kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan, se alkaa reagoida hapen kanssa ja toimii myös halogeenien ja kaikkien niiden kanssa.

Jos nikkeliä joutuu typpihappoon, reaktio ei kestä kauan. Se aktivoituu myös helposti ammoniakkia sisältävissä liuoksissa.

Mutta kaikki hapot eivät vaikuta nikkeliin. Hapot, kuten kloorivetyhappo ja rikki, liuottavat sitä hyvin hitaasti mutta varmasti. Ja yritykset tehdä sama nikkelillä fosforihapossa eivät onnistuneet ollenkaan.

Nikkeliä luonnossa

Tiedemiesten olettamukset ovat, että planeettamme ydin on seos, jossa rautaa sisältää 90% ja nikkeliä 10 kertaa vähemmän. Siellä on kobolttia - 0,6%. Pyörimisprosessissa nikkeliatomit pääsivät ulos maanpeitekerrokseen. He ovat kupari-nikkelisulfidimalmien perustajia yhdessä kuparin ja rikin kanssa. Jotkut rohkeammat nikkeliatomit eivät pysähtyneet tähän vaan työntyivät eteenpäin. Atomit ryntäsivät pintaan kromin, magnesiumin ja raudan seurassa. Lisäksi metallimme matkustajat hapettuivat ja irtosivat.

Maapallon pinnalla on happamia ja ultramafisia kiviä. Tutkijoiden mukaan nikkelin pitoisuus happamissa kivissä on paljon pienempi kuin ultramafisissa. Siksi siellä maaperä ja kasvillisuus ovat melko hyvin nikkelirikastettuja. Mutta keskusteltavan sankarin matka biosfäärissä ja vedessä ei ollut niin havaittavissa.

Nikkelimalmit

Teolliset nikkelimalmit jaetaan kahteen tyyppiin.

  1. Sulfidi kupari-nikkeli. Mineraalit: magnesium, pyrrhotiitti, kubaniitti, mileriitti, petlandiitti, sperryliitti - sitä nämä malmit sisältävät. Kiitos magmalle, joka ne on muodostanut. Sulfidimalmeista saat myös palladiumia, kultaa ja paljon muuta.
  2. Silikaattinikkelimalmit. Ne ovat löysät, kuten savea. Tämän tyyppiset malmit ovat rautapitoisia, piipitoisia, magnesiumoksidia.

Missä nikkeliä käytetään?

Nikkeliä käytetään laajalti sellaisessa voimakkaassa teollisuudessa kuin metallurgia. Nimittäin monenlaisten metalliseosten valmistuksessa. Periaatteessa seos sisältää rautaa, nikkeliä ja kobolttia. Nikkeliin perustuvia seoksia on monia. Metallimme yhdistetään seokseksi esimerkiksi titaanin, kromin, molybdeenin kanssa. Nikkeliä käytetään myös nopeasti ruostuvien tuotteiden suojaamiseen. Nämä tuotteet ovat nikkelöityjä, eli ne luovat erityisen nikkelipinnoitteen, joka estää korroosiota tekemästä päinvastaista.

Nikkeli on erittäin hyvä katalysaattori. Siksi sitä käytetään aktiivisesti kemianteollisuudessa. Nämä ovat laitteita, kemiallisia astioita, laitteita erilaisiin sovelluksiin. Kemikaaleissa, elintarvikkeissa, alkalien toimituksessa, eteeristen öljyjen varastoinnissa käytetään nikkelimateriaalista valmistettuja säiliöitä ja säiliöitä. Tämä metalli on välttämätön ydinteknologiassa, televisiossa, erilaisissa laitteissa, joiden luettelo on erittäin pitkä.

Jos tarkastelet sellaista alaa kuin instrumenttien valmistus, ja sitten konetekniikan alaa, huomaat, että anodit ja katodit ovat nikkelilevyjä. Ja tämä ei ole koko luettelo tällaisen yksinkertaisesti upean metallin sovelluksista. Nikkelin merkitystä lääketieteessä ei pidä aliarvioida.

Nikkeli lääketieteessä

Nikkeliä käytetään laajalti lääketieteessä. Otetaan ensin operaatioon tarvittavat työkalut. Leikkauksen tulos ei riipu vain lääkäristä itsestään, vaan myös sen instrumentin laadusta, jolla hän työskentelee. Instrumenteille tehdään lukuisia sterilointia, ja jos ne on valmistettu seoksesta, joka ei sisällä nikkeliä, korroosio ei kestä kauan. Nikkeliä sisältävästä teräksestä valmistetut työkalut kestävät paljon pidempään.

Jos puhumme implanteista, niiden valmistukseen käytetään nikkeliseoksia. Nikkelipitoisella teräksellä on korkea lujuusaste. Laitteet luiden, proteesien, ruuvien kiinnittämiseen - kaikki on valmistettu tästä teräksestä. Myös hammaslääketieteessä implantit ovat ottaneet vahvan asemansa. Oikomislääkärit käyttävät bugeleja, ruostumattomasta teräksestä valmistettuja henkselit.

Nikkeli elävissä organismeissa

Jos katsot maailmaa alhaalta ylöspäin, kuvasta tulee jotain tällaista. Meillä on maata jalkojen alla. Sen nikkelipitoisuus on korkeampi kuin kasvillisessa. Mutta jos ajattelemme tätä kasvillisuutta meitä kiinnostavan prisman alla, palkokasveissa on suuri nikkelipitoisuus. Ja viljakasveissa nikkelin prosenttiosuus kasvaa.

Tarkastellaanpa lyhyesti nikkelin keskimääräistä pitoisuutta kasveissa, meri- ja maaeläimissä. Ja tietysti ihmisissä. Mitta on painoprosentteina. Joten nikkelin massa kasveissa on 5 * 10 -5. Maaeläimet 1*10 -6, merieläimet 1,6*10 -4. Ja ihmisillä nikkelipitoisuus on 1-2 * 10 -6.

Nikkelin rooli ihmiskehossa

Haluan olla terve ja kaunis ihminen aina. Nikkeli on yksi tärkeimmistä hivenaineista ihmiskehossa. Nikkeli kerääntyy yleensä keuhkoihin, munuaisiin ja maksaan. Nikkeli kerääntyy ihmisillä hiuksiin, kilpirauhaseen ja haimaan. Eikä siinä vielä kaikki. Mitä metalli tekee kehossa? Tässä voimme turvallisesti sanoa, että hän on sveitsiläinen, viikatemies ja pelaaja. Nimittäin:

  • ei ilman menestystä yrittää auttaa tarjoamaan soluja happea;
  • kudosten redox-työ laskee myös nikkelin harteille;
  • ei epäröi osallistua kehon hormonaalisen taustan säätelyyn;
  • hapettaa turvallisesti C-vitamiinia;
  • sen osallistuminen rasvojen aineenvaihduntaan voidaan havaita;
  • Nikkelillä on erinomainen vaikutus verenmuodostukseen.

Haluaisin huomauttaa nikkelin suuresta merkityksestä solussa. Tämä hivenaine suojaa solukalvoa ja nukleiinihappoja, nimittäin niiden rakennetta.

Vaikka nikkelin arvoisten teosten luetteloa voidaan jatkaa. Yllä olevasta huomaamme, että keho tarvitsee nikkeliä. Tämä hivenaine pääsee kehoomme ruoan kautta. Yleensä kehossa on tarpeeksi nikkeliä, koska se tarvitsee hyvin vähän. Hälyttävät kellot metallimme puutteesta on ihotulehduksen ilmaantuminen. Tämä on nikkelin arvo ihmiskehossa.

Nikkeliseokset

Nikkeliseoksia on monia erilaisia. Tarkastellaan kolmea pääryhmää.

Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat nikkeli ja kuparilejeeringit. Niitä kutsutaan nikkeli-kupariseoksiksi. Millä tahansa suhteella nämä kaksi elementtiä sulautuvat yhteen, tulos on hämmästyttävä ja mikä tärkeintä, ilman yllätyksiä. Homogeeninen seos taattu. Jos se sisältää enemmän kuparia kuin nikkeliä, kuparin ominaisuudet ovat selvempiä, ja jos nikkeli on vallitseva, seoksella on nikkelin luonne.

Nikkeli-kupariseokset ovat suosittuja kolikoiden ja koneenosien valmistuksessa. Constantine-seosta, jossa lähes 60 % kuparia ja loput nikkeliä, käytetään luomaan tarkempia laitteita.

Harkitse nikkelin ja kromin seosta. Nikromit. Kestää korroosiota, happoja, lämmönkestävää. Tällaisia ​​seoksia käytetään suihkumoottoreissa, ydinreaktoreissa, mutta vain jos ne sisältävät jopa 80 % nikkeliä.

Jatketaan kolmanteen ryhmään raudalla. Ne on jaettu 4 tyyppiin.

  1. Lämmönkestävä - kestää korkeita lämpötiloja. Tämä seos sisältää lähes 50 % nikkeliä. Tässä yhdistelmä voi olla molybdeenin, titaanin, alumiinin kanssa.
  2. Magneettinen - lisää magneettista läpäisevyyttä, käytetään usein sähkötekniikassa.
  3. Korroosionesto - tämä seos on välttämätön kemiallisten laitteiden tuotannossa sekä työskenneltäessä aggressiivisessa ympäristössä. Seos sisältää molybdeeniä.
  4. Seos, joka säilyttää mitat ja joustavuuden. Lämpöpari uunissa. Tässä seos tulee sisään. Kuumennettaessa mittojen mitat säilyvät, eikä elastisuus häviä. Kuinka paljon nikkeliä tarvitaan tällaisten ominaisuuksien omaavan metalliseoksen valmistamiseksi? Seoksessa olevan metallin tulee olla noin 40 %.

Nikkeli jokapäiväisessä elämässä

Jos katsot ympärillesi, voit ymmärtää, että nikkeliseokset ympäröivät ihmistä kaikkialla. Aloitetaan huonekaluista. Seos suojaa huonekalun pohjaa vaurioilta, haitallisilta vaikutuksilta. Katsotaanpa lisävarusteita. Vaikka ikkunassa, vaikka huonekaluissa. Sitä voidaan käyttää pitkään ja näyttää erittäin hyvältä. Jatketaan kiertoajeluamme kylpyhuoneeseen. Täällä ei ole nikkeliä. Suihkupäät, hana, hana - kaikki niklattu. Tämän ansiosta voit unohtaa, mitä korroosio on. Eikä ole noloa katsoa tuotetta, koska se näyttää söpöltä ja tukee sisustusta. Nikkelipinnoitettuja osia löytyy koristerakennuksista.

Nikkeli ei ole mitenkään vähäinen metalli. Erilaiset mineraalit ja malmit voivat ylpeillä nikkelin läsnäolosta. Olen iloinen, että tällainen elementti on läsnä planeetallamme ja jopa ihmiskehossa. Täällä hän ei soita viimeistä viulua hematopoieettisissa prosesseissa ja jopa DNA:ssa. Laajalti käytetty tekniikassa. Nikkeli saavutti valta-asemansa kemiallisen kestävyyden ansiosta pinnoitteiden suojauksessa.

Nikkeli on metalli, jolla on suuri tulevaisuus. Joillakin alueilla se on todellakin välttämätöntä.

Epäpuhtaan metallin sai ensimmäisen kerran vuonna 1751 ruotsalainen kemisti A. Kronstedt, joka myös ehdotti alkuaineen nimeä. Saksalainen kemisti I. Richter sai vuonna 1804 paljon puhtaamman metallin. Nimi "nikkeli" tulee mineraalista kupfernickel (NiAs), joka tunnettiin jo 1600-luvulla ja joka usein johtaa kaivostyöntekijöitä harhaan ulkoisesti kuparimalmeilla (saksa: Kupfer - kupari, Nikkeli - vuoristohenki, väitetysti luistavan kaivostyöläisiä malmijätteen sijaan rock). 1700-luvun puolivälistä lähtien nikkeliä on käytetty vain kiinteänä osana metalliseoksia, jotka ovat ulkonäöltään hopean kaltaisia. Nikkeliteollisuuden laajalle levinnyt kehitys 1800-luvun lopulla liittyi suurten nikkelimalmiesiintymien löytämiseen Uudessa-Kaledoniassa ja Kanadassa ja sen "jalostavan" vaikutuksen löytämiseen terästen ominaisuuksiin.

Nikkelin leviäminen luonnossa. Nikkeli on maapallon syvyyden alkuaine (vaipan ultraemäksisessä kivessä sitä on 0,2 painoprosenttia). On olemassa hypoteesi, jonka mukaan maapallon ydin koostuu nikkeliraudasta; tämän mukaisesti maan keskimääräiseksi nikkelipitoisuudeksi kokonaisuutena arvioidaan noin 3 %. Maankuoressa, jossa nikkeliä on 5,8·10 -3%, se pyrkii myös syvemmälle, ns. basalttikuorelle. Maankuoressa oleva Ni on Fe:n ja Mg:n satelliitti, mikä selittyy niiden valenssin (II) ja ionisäteiden samankaltaisuudella; kaksiarvoisen raudan ja magnesiumin mineraaleissa nikkeliä on isomorfisena epäpuhtautena. Nikkelin omien mineraalien tiedetään olevan 53; suurin osa niistä muodostui korkeissa lämpötiloissa ja paineissa, magman jähmettymisen aikana tai kuumista vesiliuoksista. Nikkelikertymät liittyvät magman ja sään kuoren prosesseihin. Kaupalliset nikkeliesiintymät (sulfidimalmit) koostuvat yleensä nikkelistä ja kuparista. Maan pinnalla, biosfäärissä, nikkeli on suhteellisen heikko siirtolainen. Se on suhteellisen pieni pintavesissä, elävässä aineessa. Ultramafisten kivien hallitsemilla alueilla maaperä ja kasvit rikastuvat nikkelillä.

Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet. Normaaleissa olosuhteissa nikkeliä esiintyy β-muunnelmana, jossa on kasvokeskeinen kuutiohila (a = 3,5236Å). Mutta nikkeli, joka on altistettu katodisputteroinnille H 2 -atmosfäärissä, muodostaa α-modifikaatiota, jossa on kuusikulmainen tiiviisti tiivistetty hila (a = 2,65Å, c = 4,32Å), joka kuumennettaessa yli 200 °C:een muuttuu kuutioinen. Kompakti kuutioinen nikkeli on tiheys 8,9 g/cm 3 (20 °C), atomisäde 1,24Å, ionisäteet: Ni 2+ 0,79Å, Ni 3+ 0,72Å; tpl 1453 °C; kp. noin 3000 °C; ominaislämpökapasiteetti 20 °C:ssa 0,440 kJ/(kg K); lineaarilaajenemisen lämpötilakerroin 13,3 10 -6 (0-100 °C); lämmönjohtavuus 25 °C:ssa 90,1 W/(m K); myös 500 °C:ssa 60,01 W/(m K) . Sähkövastus 20°C:ssa 68,4 nom m, ts. 6,84 mikrohm cm; sähkövastuksen lämpötilakerroin 6,8 10 -3 (0-100 °C). Nikkeli on muokattava ja muokattava metalli, josta voidaan valmistaa ohuimpia levyjä ja putkia. Vetolujuus 400-500 MN/m2 (eli 40-50 kgf/mm2); kimmoraja 80 MN/m2, myötöraja 120 MN/m2; venymä 40 %; normaalikimmokerroin 205 Gn/m 2 ; Brinell-kovuus 600-800 MN/m2. Lämpötila-alueella 0 - 631 K (yläraja vastaa Curie-pistettä) nikkeli on ferromagneettista. Nikkelin ferromagnetismi johtuu sen atomien ulkoisten elektronikuorten (3d 8 4s 2) rakenteellisista ominaisuuksista. Nikkeli, yhdessä Fe (3d 6 4s 2) ja Co (3d 7 4s 2) kanssa, myös ferromagneetit, kuuluu alkuaineisiin, joissa on keskeneräinen 3d-elektronikuori (3d-siirtymämetalleihin). Keskeneräisen kuoren elektronit synnyttävät kompensoimattoman spinmagneettisen momentin, jonka tehollinen arvo nikkeliatomeille on 6 μB, missä μB on Bohrin magnetoni. Vaihtovuorovaikutuksen positiivinen arvo nikkelikiteissä johtaa atomien magneettisten momenttien yhdensuuntaiseen orientaatioon, eli ferromagnetismiin. Samasta syystä nikkeliseokset ja monet yhdisteet (oksidit, halogenidit ja muut) ovat magneettisesti järjestettyjä (niillä on ferro-, harvemmin ferrimagneettinen rakenne). Nikkeli on tärkeimpien magneettisten materiaalien ja metalliseosten komponentti, jolla on pienin lämpölaajenemiskerroin (permalloy, monel metalli, invar ja muut).

Nikkelin kemialliset ominaisuudet. Ni on kemiallisesti samanlainen kuin Fe ja Co, mutta myös Cu ja jalometallit. Yhdisteissä sen valenssi vaihtelee (useimmiten 2-valenttinen). Nikkeli on keskiaktiivinen metalli. Imee (erityisesti hienojakoisessa tilassa) suuria määriä kaasuja (H 2 , CO ja muut); Nikkelin kyllästyminen kaasuilla huonontaa sen mekaanisia ominaisuuksia. Vuorovaikutus hapen kanssa alkaa 500 °C:ssa; hienojakoisessa tilassa nikkeli on pyroforista - syttyy itsestään ilmassa. Oksideista tärkein on NiO - vihertäviä kiteitä, käytännössä veteen liukenemattomia (mineraali bunseniitti). Hydroksidi saostuu nikkelisuolojen liuoksista, joihin on lisätty emäksiä, tilaviksi omenanvihreäksi sakaksi. Kuumennettaessa nikkeli yhdistyy halogeenien kanssa muodostaen NiX 2:ta. Rikkihöyryssä palaminen tuottaa sulfidin, joka on koostumukseltaan samanlainen kuin Ni 3 S 2 . Monosulfidi NiS voidaan saada kuumentamalla NiO rikillä.

Nikkeli ei reagoi typen kanssa edes korkeissa lämpötiloissa (jopa 1400 °C). Typen liukoisuus kiinteään nikkeliin on noin 0,07 paino-% (445 °C:ssa). Ni3N-nitridi voidaan saada johtamalla NH3:a NiF2:n, NiBr2:n tai metallijauheen yli 445°C:ssa. Fosforihöyryn vaikutuksesta korkeassa lämpötilassa muodostuu Ni 3 P 2 -fosfidia harmaan massan muodossa. Ni-As-järjestelmässä on todettu kolmen arsenidin olemassaolo: Ni5As2, Ni3As (mineraali maucheriitti) ja NiAs. Monilla metalleilla on nikkeli-arsenidityyppinen rakenne (jossa As-atomit muodostavat tiheimmän kuusikulmaisen tiivisteen, jonka kaikki oktaederiset ontelot ovat Ni-atomeilla). Epästabiili Ni 3 C -karbidi voidaan saada hitaan (satoja tunteja) hiilettämällä (sementoimalla) nikkelijauhetta CO-ilmakehässä 300 °C:ssa. Nestemäisessä tilassa nikkeli liuottaa huomattavan määrän C:tä, joka saostuu jäähtyessään grafiitin muodossa. Kun grafiitti eristetään, nikkeli menettää muokattavuuden ja kyvyn käsitellä paineella.

Jännitesarjassa Ni on Fe:n oikealla puolella (niiden normaalipotentiaalit ovat vastaavasti -0,44 V ja -0,24 V) ja liukenee siksi hitaammin kuin Fe laimeissa happoissa. Nikkeli kestää vettä. Orgaaniset hapot vaikuttavat nikkeliin vasta pitkäaikaisessa kosketuksessa sen kanssa. Rikki- ja kloorivetyhapot liukenevat hitaasti nikkeliä; laimennettu typpihappo - erittäin helppoa; väkevä HNO 3 passivoi nikkeliä, mutta vähemmän kuin rautaa.

Vuorovaikutuksessa happojen kanssa muodostuu 2-arvoisen Ni:n suoloja. Melkein kaikki Ni(II)- ja vahvojen happojen suolat ovat hyvin vesiliukoisia, niiden liuokset ovat happamia hydrolyysin vuoksi. Tällaisten suhteellisen heikkojen happojen, kuten hiili- ja fosforihapon niukkaliukoiset suolat. Useimmat nikkelisuolat hajoavat kalsinoitaessa (600-800 °C). Yksi yleisimmin käytetyistä suoloista, NiSO 4 sulfaatti, kiteytyy liuoksista smaragdinvihreänä NiSO 4 · 7H 2 O - nikkelivitriolin kiteiden muodossa. Vahvat emäkset eivät vaikuta nikkeliin, mutta se liukenee ammoniakkiliuoksiin (NH 4) 2 CO 3:n läsnä ollessa, jolloin muodostuu liukoista ammoniakkia, joka on värjätty voimakkaan siniseksi; useimmille niistä on ominaista kompleksien 2+ ja . Hydrometallurgiset menetelmät nikkelin uuttamiseksi malmeista perustuvat ammoniaattien selektiiviseen muodostukseen. NaOCl ja NaOBr saostuvat Ni (II) suolojen liuoksista, hydroksidi Ni (OH) 3 musta. Kompleksisissa yhdisteissä Ni, toisin kuin Co, on yleensä 2-valenttinen. Ni:n ja dimetyyliglyoksiimin (C 4 H 7 O 2 N) 2 Ni:n kompleksista yhdistettä käytetään Ni:n analyyttiseen määritykseen.

Korotetuissa lämpötiloissa nikkeli on vuorovaikutuksessa typen oksidien, SO 2:n ja NH3:n kanssa. CO:n vaikutuksesta sen hienojakoiseen jauheeseen karbonyyli-Ni(CO)4 muodostuu kuumentaessaan. Karbonyylin terminen dissosioituminen tuottaa puhtainta nikkeliä.

Nikkelin hankkiminen. Noin 80 % nikkelistä sen kokonaistuotannosta saadaan kupari-nikkelisulfidimalmeista. Valikoivan vaahdotusrikastamisen jälkeen malmista eristetään kupari-, nikkeli- ja pyrrotiittirikasteet. Flusteiden kanssa sekoitettu nikkelimalmirikaste sulatetaan sähkökuiluissa tai kaikuuuneissa jätekiven erottamiseksi ja nikkelin uuttamiseksi 10-15 % Ni:tä sisältäväksi sulfidisulateksi (matta). Tyypillisesti sähkösulatusta edeltää rikasteen osittainen hapettava pasutus ja agglomerointi. Nin ohella mattapintaan siirtyy osa Fe:stä, Co:sta ja lähes kokonaan Cu- ja jalometalleista. Kun Fe on erotettu hapettamalla (puhaltamalla nestemäistä kiveä muuntimissa), saadaan Cu- ja Ni-sulfidien seos - matta, joka jäähdytetään hitaasti, jauhetaan hienoksi ja lähetetään vaahdotukseen Cu:n ja Ni:n erottamiseksi. Nikkelirikaste kalsinoidaan leijukerroksessa NiO:ksi. Metallia saadaan pelkistämällä NiO valokaariuuneissa. Anodit on valettu karkeasta nikkelistä ja puhdistettu elektrolyyttisesti. Epäpuhtauspitoisuus elektrolyyttisessä nikkelissä (luokka 110) 0,01 %.

Cu:n ja Ni:n erottamiseen käytetään myös ns. karbonyyliprosessia, joka perustuu reaktion palautuvuuteen: Ni + 4CO = Ni(CO) 4 . Karbonyylin valmistus tapahtuu 100–200 atm:ssä ja 200–250 °C:ssa, ja sen hajottaminen tapahtuu ilman ilmaa atm:ssä. paine ja noin 200 °C. Ni(CO) 4:n hajottamista käytetään myös nikkelipinnoitteiden valmistukseen ja erilaisten tuotteiden valmistukseen (hajoaminen kuumennetulla matriisilla).

Nykyaikaisissa "autogeenisissä" prosesseissa sulatus tapahtuu sulfidien hapettumisen aikana hapella rikastetulla ilmalla vapautuvan lämmön vuoksi. Tämä mahdollistaa hiilipitoisten polttoaineiden hylkäämisen, rikkihapon tai alkuainerikin tuotantoon soveltuvien runsaasti S02:ta sisältävien kaasujen saamisen ja myös prosessin tehokkuuden dramaattisen lisäämisen. Täydellisin ja lupaavin on nestemäisten sulfidien hapetus. Prosessit, jotka perustuvat nikkelirikasteiden käsittelyyn happo- tai ammoniakkiliuoksilla hapen läsnä ollessa korotetuissa lämpötiloissa ja paineissa (autoklaaviprosessit) ovat yleistymässä. Nikkeli saatetaan yleensä liuokseen, josta se eristetään runsaana sulfiditiivisteenä tai metallijauheena (pelkistämällä vedyllä paineen alaisena).

Silikaattimalmeista (hapettuneista) nikkeliä voidaan väkevöidä myös kiveen, kun sulatuspanokselle syötetään sulatteita - kipsiä tai rikkikiisua. Pelkistys-sulfidointisulatus suoritetaan yleensä kuiluuuneissa; tuloksena oleva matta sisältää 16-20 % Ni, 16-18 % S, loput on Fe. Teknologia nikkelin uuttamiseksi kivestä on samanlainen kuin edellä kuvattu, paitsi että Cu-erotustoiminto epäonnistuu usein. Koska hapettuneiden malmien Co-pitoisuus on alhainen, on suositeltavaa alistaa ne pelkistyssulatukseen, jotta saadaan ferronikkeliä, joka ohjataan teräksen tuotantoon. Nikkelin uuttamiseen hapettuneista malmeista käytetään myös hydrometallurgisia menetelmiä - esipelkistetun malmin ammoniakkiuutto, rikkihappo-autoklaaviliuotus ja muut.

Nikkelisovellus. Suurin osa Ni:stä käytetään metalliseosten valmistukseen muiden metallien kanssa (Fe, Cr, Cu ja muut), jotka erottuvat korkeista mekaanisista, korroosionesto-, magneettisista tai sähköisistä ja lämpösähköisistä ominaisuuksista. Suihkuteknologian kehityksen ja kaasuturbiinilaitosten luomisen yhteydessä lämmönkestävät ja lämmönkestävät kromi-nikkeliseokset ovat erityisen tärkeitä. Nikkeliseoksia käytetään ydinreaktorien rakentamisessa.

Tämä tarkoittaa, että määrä nikkeliä kuluu alkaliparistojen ja korroosionestopinnoitteiden valmistukseen. Muokattavaa nikkeliä puhtaassa muodossaan käytetään levyjen, putkien jne. valmistukseen. Sitä käytetään myös kemianteollisuudessa erikoiskemiallisten laitteiden valmistukseen ja useiden kemiallisten prosessien katalysaattorina. Nikkeli on erittäin niukka metalli, ja jos mahdollista, se tulisi korvata muilla, halvemmilla ja yleisemmillä materiaaleilla.

Nikkelimalmien käsittelyyn liittyy SO 2:a ja usein As 2 O 3:a sisältävien myrkyllisten kaasujen vapautumista. Erittäin myrkyllistä on hiilimonoksidi, jota käytetään nikkelin jalostuksessa karbonyylimenetelmällä; erittäin myrkyllinen ja helposti haihtuva Ni(CO) 4 . Sen seos ilman kanssa räjähtää 60 °C:ssa. Valvontatoimenpiteet: laitteiden tiiviys, tehostettu ilmanvaihto.

Nikkeli on välttämätön hivenaine elimistössä. Sen keskimääräinen pitoisuus kasveissa on 5,0 10 -5 % raaka-ainetta kohden, maaeläinten kehossa 1,0 10 -6 %, merieläimissä 1,6 10 -4 %. Eläinorganismissa nikkeliä löytyy maksasta, ihosta ja umpieritysrauhasista; kerääntyy keratinoituneisiin kudoksiin (erityisesti höyheniin). On osoitettu, että nikkeli aktivoi arginaasientsyymiä ja vaikuttaa oksidatiivisiin prosesseihin; kasveissa se osallistuu useisiin entsymaattisiin reaktioihin (karboksylaatio, peptidisidosten hydrolyysi ja muut). Nikkelillä rikastetulla maaperällä sen pitoisuus kasveissa voi nousta 30 kertaa tai enemmän, mikä johtaa endeemisiin sairauksiin (kasveissa - rumia muotoja, eläimissä - silmäsairauksia, jotka liittyvät lisääntyneeseen nikkelin kertymiseen sarveiskalvoon: keratiitti, keratokonjunktiviitti).