Нікель
Нікель[2] (англ. nickel, нім. Nickel n) — хімічний елемент, метал сріблясто-білого кольору, дуже твердий, добре полірується, притягується магнітом.
Загальна характеристика[ред. | ред. код]
| 28 | Нікель
|
58,693 | |
| 3d84s2 | |
Символ Ni, атомний номер 28; атомна маса 58,70. Густина 8,9; температура плавлення 1455 °C; температура кипіння 2900 °C. Утворює тверді розчини з Fe, Со, Mn, Cu, Pt, Au, Pd, Cr та ін. Кларк в земній корі 5,8·10-3 %. Електронна конфігурація — [Ar] 3d8 4s2.
Природний нікель складається з суміші п'яти стабільних ізотопів: 58Ni (68,27 %), 60Ni (26,10 %), 61Ni (1,13 %), 62Ni (3,59 %) і 64Ni (0,91 %)[3].
Історія[ред. | ред. код]
Мінерал нікелін (NiAs, ніколіт, нікелевий червоний купфернікель) відомий з XVII століття. Вперше нікель виділений шведським хіміком Акселем Кронштедтом 1751 року. 1804 року німецький хімік Ієремія Ріхтер отримав більш чистий метал.
Походження назви[ред. | ред. код]
Назва походить від імені злого карлика Нікеля, який підсовував гірнякам Саксонії замість якісної мідної руди схожу на неї речовину, але з якої не можна було виготувати ні мідь, ні взагалі хоч якийсь метал. Зіпсований метал шахтарі називали «купфернікель», тобто нікелева мідь, що використовувалось як лайливе слово, ніби як «чортова мідь»[4].
Така руда дійсно була «купфернікель» — мідно-нікелева, бо в природі Нікель зустрічається лише в руді і лише у поєднанні з іншими металами, наприклад, з миш'яком. Виплавка з такої руди була небезпечна для життя.
На ім'я гнома-хулігана Кронштедт назвав відкритий ним елемент. «Купфернікель — руда, котра містить найбільшу кількість цього металу», — писав відкривач[5].
Поширення[ред. | ред. код]
В природі існує у вигляді різних оксидів, сульфідів, силікатів і належить до стратегічних корисних копалин.
Зустрічається у вулканічних породах і як вільний метал, іноді в осколках залізонікелевих метеоритів. Є компонентою Земного ядра, яке складається, переважно із заліза з домішками нікелю.
Кларк в земній корі 5,8·10-3 %.
Відомо понад 100 мінералів Нікелю, головні з яких: мілерит, полідиміт, пентландит, ваесит, нікелін, уілемсеїт, непуїт, анаберґіт.
Фізичні і хімічні властивості[ред. | ред. код]
Має високу температуру плавлення, низькі електро- і теплопровідність, може намагнічуватися. Пластичний і ковкий. Корозійно стійкий в атмосфері, воді, лугах і деяких кислотах.[6] Нікель інтенсивно поглинає гази. При плавці й гарячій обробці розчинені гази викликають крихкість.[6]
Отримання[ред. | ред. код]
Нікель отримують з нікелевих, мідно-нікелевих, кобальт-нікелевих руд.
Для отримання нікелю-сирцю його відділяють від міді за допомогою Na2S- з утворенням розчинного подвійного NaCuS2. Осад, що залишився (Нікель (II) сульфід) прожарюють з утворенням Нікель (II) оксиду. Далі, Нікель з оксиду відновлюють коксом.
Для отримання чистого нікелю (99,9 %) його рафінують електролізом.
Для отримання чистішого як 99,9 % нікелю використовують Монд-процес, названий за іменем Людвіга Монда (німецько-англійського хіміка) який відкрив карбоніл Нікелю у 1890 році. Суть процесу в тому, що порошок нікелю-сирцю при 80 °C та атмосфері моноксиду вуглецю утворює газоподібний Ni(CO)4 і який при 180 °C розкладається. При цьому утворюється дуже чистий нікель.
- Ni(тв) + 4CO(г) ⇆ Ni(CO)4(г)
Застосування[ред. | ред. код]
Його важливість пояснюється різноманітними унікальними властивостями металу: додавання Нікелю в сплави збільшує їх міцність, зносостійкість, корозійну стійкість, підвищує тепло- і електропровідність, поліпшує магнітні і каталітичні властивості. Завдяки високій хімічній, термічній і механічній стійкості застосовується в металургії (80 % загальної кількості) для виготовлення нержавіючої сталі, в реактивній авіації, ракетобудуванні, атомній, радіоелектронній, енергетичній, хімічній і харчовій промисловості. Переважна частина Нікелю використовується для отримання легованих сталей і сплавів (з Fe, Cr, Cu і т. д.).
Не тьмяніє, тому використовується в сплавах (зокрема з низьким температурним коефіцієнтом лінійного розширення — інвар, ковар та ін.), гальванопокриттях і для карбування монет. Застосовують також для захисних прикриттів, лужних акумуляторів тощо. Застосовується у виробництві магнітів, нержавіючої сталі, кераміки, емалей, скла, чорнил, фарб, ювелірних виробів, монет, жароміцних, корозійностійких, магнітних сплавів, для виготовлення хімапаратури і як каталізатор хімічних процесів.
В залежності від чистоти випускається таких марок: Н0, Н1, Н2, Н3 і Н4.[6]
Біологічна роль[ред. | ред. код]
В організмі людини[ред. | ред. код]
Входить в структуру деяких білків, ДНК, РНК, проте прояви його дефіциту в організмі людини не описані.[7] При надлишковому надходженні в організм людини проявляє токсичну і канцерогенну дії.[7] Нормальний вміст Нікелю при аналізі волосся — до 2 мкг/г, нігтів — до 3 мкг/г.[7] При надлишковому надходженні в організм внаслідок побутових або виробничих факторів спостерігається підвищена кількість Нікелю при аналізі волосся і нігтів.[7] У 10-15 % населення Землі спостерігається алергія на Нікель.[7]
Див. також[ред. | ред. код]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ A Course In Thermodynamics, Volume 2(англ.)
- ↑ Елементи хімічні та речовини прості. Терміни та визначення. Основні поняття. Умовні позначення. — Київ: Держстандарт України, 1994. — 17 с.
- ↑ За даними Британської енциклопедії
- ↑ ChemNet (Химический факультет МГУ) — Никель, Nickolum, Ni (28)
- ↑ Нікель у популярній бібліотеці хімічних елементів
- ↑ а б в А. С. Синьковский / Материаловедение: курс лекций для студентов механических, машиностроительных, химических и энергетических специальностей дневной и заочной формы обущения. — Одесса: Наука и техника, 2009. — 172 с. ISBN 978-966-8335-91-4 (с.: 39)
- ↑ а б в г д О чем говорят анализы: расшифровка без консультации врача / (сост. Д. В. Нестерова). — М.: РИПОЛ классик, 2010. — 384 с. ISBN 978-5-386-01997-6 (с.: 112—113)
Література[ред. | ред. код]
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
- И. Д. Резник, Г. П. Ермаков, Я. М. Шнеерсон. Все о металлургии нікеля.
- Нікелювання металів і пластиків
- Нікель на Webelements
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — 670 с. — ISBN 57740-0828-2.
- Нікель в месторождениях
Посилання[ред. | ред. код]
- Nickel (Ni) CHEMICAL ELEMENT / «Encyclopaedia Britannica» (англ.)
- НИКЕЛЬ (ХИМ. ЭЛЕМЕНТ) / Велика радянська енциклопедія (рос.)
Див. також[ред. | ред. код]
|
