Nikiel

Nazwa łacińska – niccolum
Nazwa angielska – nickel
Symbol – Ni
Liczba atomowa - 28

Nikiel odkrył w 1751 roku Axel Cronstedt. W średniowieczu nie rozróżniano rudy niklu (arsenku niklu) od bardzo poszukiwanej rudy miedzi. „Fałszywą” rudę gwarkowie nazywali Kupfernickel. Od niej pochodzi nazwa pierwiastka. Nikiel był stosowany od niedawna w postaci stopu z miedzią do wyrobu monet. Monety greckie z 235 r. p. n. e. Zawierają miedź i nikiel.

Najważniejsze związki: Szarozielony tlenek niklawy NiO, jabłkowozielony wodorotlenek niklawy Ni(OH)2 . Sole rozpuszczalne w wodzie: chlorek niklawy NiCl2, azotan niklawy Ni(NO3)2, siarczan niklawy NiSO4 . Sole trudno rozpuszczalne w wodzie: czarny siarczek niklawy NiS. Związki trójwartościowego niklu są bardzo nietrwałe. Nikiel tworzy liczne związki kompleksowe z NH3, NC-, NCS- i związkami organicznymi.

Otrzymywanie: Metaliczny nikiel otrzymywany jest przez prażenie rud, z których powstaje tlenek, i redukcje tlenku węglem. Nikiel na skalę przemysłową otrzymuje się zarówno metodą hutniczą jak i elektrolityczną.

Najważniejsze minerały: smaltyn, nikielin, milleryt, breithauptyt, chloantyt, gersdorfit, piryt żelazowo – niklowy i inne. Nikiel rodzimy występuje w meteorytach.

Właściwości fizyczne: Nikiel jest metalem srebrzystobiały o charakterystycznym połysku, jest bardzo twardy, kowalny i ferromagnetyczny, daje się dobrze polerować. W zwykłej temperaturze jest odporny na działanie czynników atmosferycznych.

Właściwości chemiczne: Nikiel jest pierwiastkiem dwu-, trój- i czterowartościowym. Występuje w stopniach utlenienia +2, +3 i +4, trwałe są związki na stopniu utlenienia +2. Rozpuszcza się w kwasach nieutleniających wypierając z nich wodór, przechodzi przy tym do roztworu w postaci jonów niklawych NI2+. Rozpuszcza się również w rozcieńczonym kwasie azotowym.W stążonym kwasie azotowym ulega pasywacji – pokrywa się ochronną warstewką tlenków, nie dopuszczającą do dalszego rozpuszczania metalu. W stanie silnie rozdrobnionym jest piroforyczny. W postaci litej reaguje z tlenem dopiero po ogrzaniu, tworząc tlenek niklawy NiO. Na gorąco reaguje z siarką i chlorowcami. Nikiel tworzy tlenki: NiO – tlenek niklawy, Ni2O3.xH2O – uwodniony tlenek niklowy oraz NiO2 – tlenek niklu(IV). Znane są liczne związki kompleksowe niklu.

Zastosowanie niklu: Nikiel stosowany jest przede wszystkim jako dodatek stopowy do stali specjalnych – kwasoodpornych, nierdzewnych i żaroodpornych, z których wykonuje się aparaturę chemiczną, opancerzenia do statków, łopatki do turbin itp. Czysty nikiel i jego stop z miedzią służą do wyrobu monet, oporów elektrycznych, narzędzi chirurgicznych. Nikiel używany jest również do sporządzania powłok ochronnych na innych metalach (niklowanie). W postaci rozdrobnionej nikiel stosowany jest jako katalizator, szczególnie reakcji uwodorowania związków organicznych ( między innymi w produkcji margaryny).

Zastosowanie związków niklu: Wodorotlenek niklowy stosowany jest jako anoda w akumulatorach Edisona. Siarczan niklawy jest katalizatorem wielu syntez organicznych.

Toksyczność: W warunkach laboratoryjnych nikiel nie jest trujący. U pracowników w przemyśle zaś nikiel i jego zawiązki mogą wywołać raka płuc. Związki niklu powodują schorzenia skórne o charakterze alergicznym i przekrwienie naczyń włosowatych przewodu pokarmowego.

Masa atomowa 58,69
Wartościowość +3, +2
Elektroujemnść 2,0
Gęstość w warunkach normalnych 8910kg m –3
Temperatura topnienia 1727K = 1454 C
Temperatura wrzenia 3193K = 2920 C
Przewodnictwo cieplne 88W m-1 K-1
Moduł Younga 205 Gpa
Wytrzymałość na rozerwanie 0,5 Gpa
Ciepło właściwe 439J kg –1 K-1
Ciepło parowania (3193K) 6485KJ kg-1