Schmelzpunkt ni. Anwendungsgebiete von Nickel. Sehen Sie in anderen Wörterbüchern, was „Nickel“ ist

Es zeichnet sich durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit, Ästhetik und die Fähigkeit aus, jede ihm gegebene Form anzunehmen. Aufgrund seiner Eigenschaften ist dies . Mehr als 60 % des Nickels fließen in die Herstellung von Edelstahl.

Nickel wird zum Bau von Häusern, zur Ausführung interessanter architektonischer Entwürfe, zur Dekoration von Wänden und zur Herstellung von Abflussrohren verwendet. Nickel kommt überall in unserem Leben vor. Deshalb werden wir uns heute mit der Zusammensetzung, Struktur und den Eigenschaften von Nickel befassen.

Nickel ist weiß mit einem silbernen Farbton. Dieses Metall wird oft mit anderen Materialien kombiniert. Dadurch entstehen Legierungen.

Nickel kommt in der Nahrung, der Erdkruste, im Wasser und sogar in der Luft vor.
Nickel hat ein kubisch flächenzentriertes Gitter (a = 3,5236A). Im Normalzustand liegt es in Form der β-Modifikation vor. Beim kathodischen Sputtern geht es in die α-Modifikation mit hexagonalem Gitter über. Wenn Sie Nickel weiter auf 200 °C erhitzen, wird sein Gitter kubisch.
Nickel hat eine unvollendete 3D-Elektronenhülle und wird daher als Übergangsmetall eingestuft.
Das Element Nickel gehört zu den wichtigsten magnetischen Legierungen und Werkstoffen, bei denen der Wärmeausdehnungskoeffizient minimal ist.

Nickel, das nicht in der Natur verarbeitet und abgebaut wird, besteht aus 5 stabilen Isotopen. Im Periodensystem von Mendeleev hat Nickel die Nummer 28. Dieses Element hat eine Atommasse von 58,70.

Nickeleigenschaften

Dichte und Masse

Nickel gehört zu einer Reihe von Schwermetallen. Seine Dichte ist doppelt so hoch wie die von Titanmetall, entspricht aber im numerischen Wert der Dichte.

Der Zahlenwert der spezifischen Dichte von Nickel beträgt 8902 kg/m3. Atommasse von Nickel: 58,6934 a. e.m. (g/mol).

Mechanische Eigenschaften

Nickel hat eine gute Formbarkeit und Duktilität. Dank dieser Eigenschaften lässt es sich leicht rollen. Es ist ganz einfach, daraus dünne Bleche und kleine Rohre herzustellen.

Bei Temperaturen von 0 bis 631 K wird Nickel ferromagnetisch. Dieser Vorgang erfolgt aufgrund der besonderen Struktur der Außenhüllen des Nickelatoms.

Die folgenden mechanischen Eigenschaften von Nickel sind bekannt:

Erhöhte Kraft.
Zugfestigkeit gleich 450 MPa.
Hochplastisches Material.
Korrosionsbeständigkeit.
Hoher Schmelzpunkt.
Hohe katalytische Fähigkeit.

Die mechanischen Eigenschaften des beschriebenen Metalls hängen vom Vorhandensein von Verunreinigungen ab. Am gefährlichsten und schädlichsten sind Schwefel, Wismut und Antimon. Wenn Nickel mit Gasen gesättigt ist, verschlechtern sich seine mechanischen Eigenschaften.

Thermische und elektrische Leitfähigkeit

Nickelmetall hat die folgende Wärmeleitfähigkeit: 90,1 W/(m·K) (bei einer Temperatur von 25°C).
Die elektrische Leitfähigkeit von Nickel beträgt 11.500.000 Sim/m.

Korrosionsbeständigkeit

Unter Korrosionsbeständigkeit versteht man die Fähigkeit eines Metalls, der Zerstörung zu widerstehen, wenn es einer aggressiven Umgebung ausgesetzt wird. Nickel ist ein Material mit hoher Korrosionsbeständigkeit.

Nickel rostet in den folgenden Umgebungen nicht:

Ambiente-Atmosphäre. Nickel hat eine gute Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Wenn Nickel einer Industrieatmosphäre ausgesetzt wird, wird es immer mit einem dünnen Film bedeckt, der zum Anlaufen des Nickels führt.
Alkalien in heißer und kalter Form sowie im geschmolzenen Zustand.
Organische Säuren.
Anorganische Säuren.

Darüber hinaus rostet Nickel in heißen Alkoholen und Fettsäuren nicht. Aus diesem Grund wird dieses Metall häufig in der Lebensmittelindustrie verwendet.

Auch in der chemischen Industrie wird Nickel in großem Umfang eingesetzt. Dies ist auf die Korrosionsbeständigkeit von Nickel gegenüber hohen Temperaturen und hohen Lösungskonzentrationen zurückzuführen.

Nickel ist unter folgenden Umgebungsbedingungen korrosionsanfällig:

Meerwasser.
Alkalische Lösungen von Hypochloriten.
Schwefel oder jedes schwefelhaltige Medium.
Lösungen oxidierender Salze.
Ammoniakhydrat und Ammoniakwasser.

Die Nickeltoxizität wird weiter unten besprochen.

Temperaturen

Die folgenden thermodynamischen Eigenschaften von Nickel sind bekannt:

Schmelzpunkt von Nickel: 1726 K oder 2647 °F oder 1453 °C.
Nickel-Siedepunkt: 3005 K oder 4949 °F oder 2732 °C.
Gießtemperatur: 1500–1575 °C.
Glühtemperatur: 750 – 900 °C.

Toxizität und Umweltfreundlichkeit

In großen Mengen wirkt Nickel toxisch auf den Körper. Wenn es um die Einnahme mit Nahrungsmitteln geht, stellt der erhöhte Gehalt dieses Elements sicherlich eine Gefahr für die Gesundheit dar.

Eine häufig auftretende negative Folge eines Nickelüberschusses sind Allergien. Wenn der Körper diesem Metall (in großen Mengen) ausgesetzt wird, kommt es außerdem zu Magen- und Darmbeschwerden und der Gehalt an roten Blutkörperchen steigt zwangsläufig an. Nickel kann chronische Bronchitis, Nierenstress und Lungenfunktionsstörungen verursachen. Ein Überschuss an Nickel provoziert Lungenkrebs.

Wenn Trinkwasser 250 Teile Nickel pro Million Teile Wasser enthält, kann dieser Wert zu Blutkrankheiten und Nierenproblemen führen. Dies ist jedoch recht selten.

Nickel kommt im Tabakrauch vor. Das Einatmen dieses nickelhaltigen Rauches oder Staubes führt zu Bronchitis und einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion. Es ist möglich, diesen Stoff unter Bedingungen oder in ökologisch ungünstigen Gebieten zu gewinnen.

Eine Nickeltoxizität stellt nur dann eine Gefahr dar, wenn es in großen Mengen in den menschlichen Körper gelangt. Wenn Nickel in Industrie und Bauwesen verwendet wird, ist es ungefährlich.

Andere Eigenschaften

Nickel hat außerdem folgende Eigenschaften:

Der elektrische Widerstand von Nickel beträgt 68,8 nom m.
Chemisch gesehen ähnelt Nickel Eisen, Kobalt, Kupfer und einigen Edelmetallen.
Nickel reagiert mit Sauerstoff bei einer Temperatur von 500 °C.
Wenn Nickel fein verteilt wird, kann es sich spontan entzünden.
Nickel reagiert auch bei sehr hohen Temperaturen nicht mit Stickstoff.
Nickel löst sich in Säuren langsamer als Eisen.

Lange vor der Entdeckung von Nickel kannten sächsische Bergleute ein dem Kupfererz ähnliches Mineral, das in der Glasherstellung zum Grünfärben von Glas verwendet wurde. Alle Versuche, daraus Kupfer zu gewinnen, blieben erfolglos, und deshalb erhielt es den Namen „Kupfernickel“, was in etwa „Kupferteufel“ bedeutet (vgl. dt. Nickel – boshaft). Dieses Mineral (roter Nickelpyrit NiAs) wurde 1751 vom schwedischen Mineralogen und Chemiker Kronstedt untersucht. Es gelang ihm, grünes Oxid und durch dessen Reduktion ein neues Metall namens Nickel zu gewinnen.

In der Natur sein und empfangen:

Nickel kommt in der Natur recht häufig vor – sein Gehalt in der Erdkruste beträgt 0,01 % (Gew.). In Eisenmeteoriten (bis zu 8 %). Bei Pflanzen im Durchschnitt 5 * 10 -5 Gewichtsprozent, bei Meerestieren - 1,6 * 10 -4, bei Landtieren - 1 * 10 -6, im menschlichen Körper - 1 ... 2 * 10 -6
Der Großteil des Nickels wird auf verschiedene Weise aus Garnierit und magnetischen Pyriten gewonnen:
1. Silicat-Erz wird mit Kohlenstaub in Drehrohröfen zu Eisen-Nickel-Pellets (5-8 % Ni) reduziert, die anschließend von Schwefel gereinigt, kalziniert und mit einer Ammoniaklösung behandelt werden. Nach dem Ansäuern der Lösung wird daraus elektrolytisch Metall gewonnen.
2. Carbonyl-Methode (Mond-Methode). Zunächst wird aus Sulfiderz Kupfer-Nickel-Stein gewonnen, über den unter hohem Druck CO geleitet wird. Durch thermische Zersetzung entsteht leichtflüchtiges Tetracarbonylnickel, wodurch ein besonders reines Metall freigesetzt wird.
3. Aluminothermische Methode. Reduktion von Nickel aus Oxiderz mit Aluminium: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al 2 O 3.

Physikalische Eigenschaften:

Nickelmetall hat eine silbrige Farbe mit einem gelblichen Farbton, ist sehr hart, zäh und formbar, lässt sich gut polieren und wird von einem Magneten angezogen. Dichte einer einfachen Substanz bei Nr. 8,902 g/cm 3 , Schmelzpunkt = 1726 K, Siedepunkt = 3005 K.

Chemische Eigenschaften:

Bei normalen Temperaturen zeichnet sich Nickel durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus – es ist stabil in Luft, Wasser, Laugen und einer Reihe von Säuren. Reagiert mit Salpetersäure unter Bildung von Nickel(II)-nitrat Ni(NO 3) 2 und dem entsprechenden Stickoxid.
Beim Erhitzen reagiert Nickel mit vielen Nichtmetallen: Halogenen, Schwefel, Phosphor, Kohlenstoff. Mit Luftsauerstoff bildet Nickel bei 800 °C das Oxid NiO.
Nickel ist in der Lage, große Mengen Wasserstoff zu absorbieren, was zur Bildung fester Lösungen von Wasserstoff in Nickel führt.
Nickel bildet mit Kohlenmonoxid leicht das flüchtige und hochgiftige Carbonyl Ni(CO) 4 .

Die wichtigsten Verbindungen:

In Verbindungen weist Kobalt eine Oxidationsstufe von +3, +2, 0 auf.
Nickel(II)-oxid, NiO- eine feste Substanz von hell- bis dunkelgrüner oder schwarzer Farbe. Es überwiegen grundlegende Eigenschaften; es wird durch Wasserstoff und andere Reduktionsmittel zu Metall reduziert.
Nickel(II)-hydroxid, Ni(OH) 2- grüne Farbe, schwer löslich in Wasser und Laugen, gut in vielen Säuren, basische Eigenschaften überwiegen. Beim Erhitzen zersetzt es sich zu NiO.
Nickel(II)-Salze- üblicherweise durch Reaktion von NiO oder Ni(OH) 2 mit verschiedenen Säuren gewonnen. Wasserlösliche Nickelsalze bilden normalerweise kristalline Hydrate, zum Beispiel NiSO 4 *7H 2 O, Ni(NO 3) 2 *6H 2 O. Zu den unlöslichen Nickelverbindungen gehören Ni 3 (PO 4) 2 Phosphat und Ni 2 SiO 4 Silikat. Kristallhydrate und Lösungen sind meist grün gefärbt, wasserfreie Salze sind gelb oder bräunlich-gelb.
Nickel(II)-Komplexverbindungen sehr zahlreich (Anzahl = 6). Ihre Entstehung erklärt beispielsweise die Auflösung von Nickeloxid in einer Ammoniaklösung. Als qualitative Reaktion zu Nickel(II)-Ionen wird Nickeldimethylglyoximat Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2 verwendet, das in saurer Umgebung eine klare rote Farbe ergibt.
Nickel(III)-Verbindungen- weniger typisch. Bekannt zum Beispiel Oxid Ni 2 O 3 *H 2 O, eine schwarze Substanz, wird durch Oxidation von Nickel(II)-hydroxid in alkalischem Medium mit Hypochlorit oder Halogenen gewonnen:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 *H 2 O + 2NaBr + H 2 O
Starkes Oxidationsmittel.
es gibt auch Nickel(III)-Komplexverbindungen, zum Beispiel K 3.
Nickelcarbonyl, Ni(CO) 4. Diamagnetische farblose Flüssigkeit, sehr flüchtig und giftig. Es härtet bei -23 °C aus und zerfällt beim Erhitzen auf 180–200 °C in metallisches Nickel und Kohlenoxid (II). Ni(CO) 4 ist in Wasser schwer löslich, gut in organischen Lösungsmitteln und reagiert nicht mit verdünnten Säuren und Laugen.

Anwendung:

Nickel ist Bestandteil vieler Legierungen – hitzebeständig, Widerstandslegierungen (Nichrom: 60 % Ni + 40 % Cr), Schmuck (Weißgold, Kupfernickel), Münzen.
Nickel wird auch zum Vernickeln verwendet – wodurch eine korrosionsbeständige Beschichtung auf der Oberfläche eines anderen Metalls entsteht. Sie werden auch zur Herstellung von Batterien und zum Aufziehen von Saiten für Musikinstrumente verwendet.
Nickel ist eines der Spurenelemente, die für die normale Entwicklung lebender Organismen notwendig sind. Es ist bekannt, dass es an enzymatischen Reaktionen bei Tieren und Pflanzen beteiligt ist.
Nickel kann Allergien (Kontaktdermatitis) gegen Metalle auslösen, die mit der Haut in Kontakt kommen (Schmuck, Uhren, Jeansnieten). Die Europäische Union begrenzt den Nickelgehalt in Produkten, die mit der menschlichen Haut in Kontakt kommen.

Rudagina Olga
HF Staatliche Universität Tjumen, 581gr., 2011

Quellen: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ni usw.,
Beliebte Bibliothek chemischer Elemente. Nickel. http://n-t.ru/ri/ps/pb028.htm
Website der nach ihr benannten Abteilung für Allgemeine und Anorganische Chemie der Russischen Chemisch-Technischen Universität. DI. Mendelejew. Tabelle D.I. Mendelejew: Nickel

Nickel

NICKEL-ICH; M.[Deutsch Nickel] Chemisches Element (Ni), ein silberweißes, feuerfestes Metall mit starkem Glanz (wird in der Industrie verwendet).

◁ Nickel, oh, oh. N. meins. N-tes Erz. N-te Legierungen. N-te Beschichtung.

Nickel

(lat. Niccolum), chemisches Element der Gruppe VIII des Periodensystems. Der Name leitet sich vom deutschen Nickel ab – dem Namen eines bösen Geistes, der angeblich die Bergleute störte. Silberweißes Metall; Dichte 8,90 g/cm 3, T pl 1455°C; ferromagnetisch (Curiepunkt 358°C). Sehr beständig gegen Luft und Wasser. Die Hauptmineralien sind Nickelit, Millerit und Pentlandit. Etwa 80 % des Nickels werden für Nickellegierungen verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Batterien und chemischen Geräten, für Korrosionsschutzbeschichtungen (Vernickelung) und als Katalysator für viele chemische Prozesse verwendet.

NICKEL

NICKEL (lat. Niсsolum), Ni, chemisches Element mit der Ordnungszahl 28, Atomgewicht 58,69. Das chemische Symbol für das Element Ni wird genauso ausgesprochen wie der Name des Elements selbst. Natürliches Nickel besteht aus fünf stabilen Nukliden (cm. NUKLID): 58 Ni (67,88 Gew.-%), 60 Ni (26,23 %), 61 Ni (1,19 %), 62 Ni (3,66 %) und 64 Ni (1,04 %). Im Periodensystem von D.I. Mendeleev gehört Nickel zur Gruppe VIIIB und zusammen mit Eisen (cm. EISEN) und Kobalt (cm. KOBALT) In der 4. Periode dieser Gruppe bildet es eine Trias von Übergangsmetallen mit ähnlichen Eigenschaften. Konfiguration der beiden äußeren elektronischen Schichten des Nickelatoms 3 S 2 P 6 D 8 4s 2 . Es bildet Verbindungen am häufigsten in der Oxidationsstufe +2 (Wertigkeit II), seltener in der Oxidationsstufe +3 (Wertigkeit III) und sehr selten in den Oxidationsstufen +1 und +4 (Wertigkeit I bzw. IV).
Der Radius des neutralen Nickelatoms beträgt 0,124 nm, der Radius des Ni 2+ -Ions beträgt 0,069 nm (Koordinationszahl 4) bis 0,083 nm (Koordinationszahl 6). Die aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien des Nickelatoms betragen 7,635, 18,15, 35,17, 56,0 und 79 eV. Nach der Pauling-Skala beträgt die Elektronegativität von Nickel 1,91. Standardelektrodenpotential Ni 0 /Ni 2+ –0,23 V.
Der einfache Stoff Nickel in kompakter Form ist ein silberweiß glänzendes Metall.
Geschichte der Entdeckung
Bereits aus dem 17. Jahrhundert. Die Bergleute Sachsens (Deutschland) kannten Erze, die im Aussehen Kupfererz ähnelten, beim Schmelzen jedoch kein Kupfer lieferten. Es wurde Kupfernickel genannt (deutsch Kupfer – Kupfer und Nickel – der Name des Gnoms, der den Bergleuten statt Kupfererz brachliegendes Gestein zuschob). Wie sich später herausstellte, ist Kupfernickel eine Verbindung aus Nickel und Arsen, NiAs. Die Geschichte der Entdeckung von Nickel erstreckte sich über fast ein halbes Jahrhundert. Die erste Schlussfolgerung über das Vorhandensein eines neuen „Halbmetalls“ in Kupfernickel (d. h. nach der damaligen Terminologie ein einfacher Stoff mit Eigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen) wurde vom schwedischen Metallurgen A. F. Kronstedt gezogen (cm. KRONSTEDT Axel Fredrik) im Jahr 1751. Diese Entdeckung war jedoch mehr als zwanzig Jahre lang umstritten und die vorherrschende Meinung war, dass Kronstedt keine neue einfache Substanz erhielt, sondern eine Art Verbindung mit Schwefel von Eisen, Wismut, Kobalt oder einem anderen Metall.
Erst 1775, 10 Jahre nach Kronstedts Tod, führte der Schwede T. Bergman Untersuchungen durch, die ihn zu dem Schluss führten, dass Nickel eine einfache Substanz ist. Doch erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts, im Jahr 1804, wurde Nickel nach sorgfältigen Forschungen des deutschen Chemikers I. Richter endgültig als Element etabliert (cm. RICHTER (Jeremiah Benjamin), der zur Reinigung 32 Umkristallisationen von Nickelsulfat (Nickelsulfat) durchführte und als Ergebnis der Rückgewinnung reines Metall erhielt.
In der Natur sein
In der Erdkruste beträgt der Nickelgehalt etwa 8·10 -3 Massen-%. Möglicherweise sind im Erdkern, der einer gängigen Hypothese zufolge aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht, enorme Mengen Nickel enthalten – etwa 17 10 19 Tonnen. Wenn das so ist, dann besteht die Erde zu etwa 3 % aus Nickel, und unter den Elementen, aus denen der Planet besteht, steht Nickel an fünfter Stelle – nach Eisen, Sauerstoff, Silizium und Magnesium. Nickel kommt in einigen Meteoriten vor, die eine Legierung aus Nickel und Eisen sind (sogenannte Eisen-Nickel-Meteoriten). Als praktische Nickelquelle haben solche Meteorite natürlich keine Bedeutung. Die wichtigsten Nickelmineralien: Nickel (cm. NICKELIN)(moderner Name für Kupfernickel) NiAs, Pentlandit (cm. PENTLANDIT)[Nickel- und Eisensulfidzusammensetzung (Fe,Ni) 9 S 8 ], Millerit (cm. MILLERIT) NiS, Garnierit (cm. GARNIERIT)(Ni, Mg) 6 Si 4 O 10 (OH) 2 und andere nickelhaltige Silikate. Im Meerwasser beträgt der Nickelgehalt etwa 1·10 -8 –5·10 -8 %
Quittung
Ein erheblicher Teil des Nickels wird aus sulfidischen Kupfer-Nickel-Erzen gewonnen. Aus angereicherten Rohstoffen wird zunächst Stein hergestellt – ein Sulfidmaterial, das neben Nickel auch Verunreinigungen von Eisen, Kobalt, Kupfer und einer Reihe anderer Metalle enthält. Durch Flotationsverfahren (cm. FLOTATION) Es wird Nickelkonzentrat gewonnen. Als nächstes wird der Stein normalerweise bearbeitet, um Eisen- und Kupferverunreinigungen zu entfernen, und dann gebrannt, wobei das resultierende Oxid zu Metall reduziert wird. Es gibt auch hydrometallurgische Verfahren zur Herstellung von Nickel, bei denen eine Ammoniaklösung verwendet wird, um es aus Erz zu gewinnen. (cm. AMMONIAK) oder Schwefelsäure (cm. SCHWEFELSÄURE). Zur weiteren Reinigung wird Rohnickel einer elektrochemischen Raffination unterzogen.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Nickel ist ein formbares und duktiles Metall. Es hat ein kubisch flächenzentriertes Kristallgitter (Parameter a = 0,35238 nm). Schmelzpunkt 1455°C, Siedepunkt ca. 2900°C, Dichte 8,90 kg/dm3. Nickel ist ferromagnetisch (cm. FERROMAGNETISCH), Curie-Punkt (cm. CURIE-PUNKT) ca. 358°C
Kompaktes Nickel ist an der Luft stabil, während hochdisperses Nickel pyrophor ist (cm. PYROPHORISCHE METALLE). Die Oberfläche von Nickel ist mit einem dünnen Film aus NiO-Oxid bedeckt, der das Metall zuverlässig vor weiterer Oxidation schützt. Nickel reagiert auch nicht mit in der Luft enthaltenem Wasser und Wasserdampf. Nickel interagiert praktisch nicht mit Säuren wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Flusssäure und einigen anderen.
Nickelmetall reagiert mit Salpetersäure, es entsteht Nickel(II)-nitrat Ni(NO 3) 2 und das entsprechende Stickoxid wird freigesetzt, zum Beispiel:
3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Erst wenn es an der Luft auf Temperaturen über 800 °C erhitzt wird, beginnt Nickelmetall mit Sauerstoff zu reagieren und das Oxid NiO zu bilden.
Nickeloxid hat grundlegende Eigenschaften. Es existiert in zwei polymorphen Modifikationen: Niedertemperatur (hexagonales Gitter) und Hochtemperatur (kubisches Gitter, stabil bei Temperaturen über 252 °C). Es gibt Berichte über die Synthese von Nickeloxidphasen mit der Zusammensetzung NiO 1,33-2,0.
Beim Erhitzen reagiert Nickel mit allen Halogenen (cm. HALOGEN) unter Bildung von Dihalogeniden NiHal 2. Das Erhitzen von Nickel- und Schwefelpulvern führt zur Bildung von Nickelsulfid NiS. Sowohl wasserlösliche Nickeldihalogenide als auch wasserunlösliches Nickelsulfid können aus wässrigen Lösungen nicht nur „trocken“, sondern auch „nass“ gewonnen werden.
Mit Graphit bildet Nickel das Karbid Ni 3 C, mit Phosphor Phosphide der Zusammensetzungen Ni 5 P 2, Ni 2 P, Ni 3 P. Nickel reagiert auch mit anderen Nichtmetallen, darunter (unter besonderen Bedingungen) mit Stickstoff. Interessanterweise ist Nickel in der Lage, große Mengen Wasserstoff zu absorbieren, was zur Bildung fester Lösungen von Wasserstoff in Nickel führt.
Bekannt sind wasserlösliche Nickelsalze wie NiSO 4 Sulfat, Ni(NO 3) 2 Nitrat und viele andere. Die meisten dieser Salze bilden bei der Kristallisation aus wässrigen Lösungen kristalline Hydrate, beispielsweise NiSO 4 ·7H 2 O, Ni(NO 3) 2 ·6H 2 O. Zu den unlöslichen Nickelverbindungen gehören Ni 3 (PO 4) 2 Phosphat und Ni 2 SiO-Silikat 4 .
Wenn einer Lösung von Nickel(II)-Salz Alkali zugesetzt wird, fällt ein grüner Niederschlag aus Nickelhydroxid aus:
Ni(NO 3) 2 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + 2NaNO 3
Ni(OH) 2 hat schwach basische Eigenschaften. Wird eine Suspension von Ni(OH) 2 in alkalischem Medium einem starken Oxidationsmittel, beispielsweise Brom, ausgesetzt, entsteht Nickel(III)-hydroxid:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr
Nickel zeichnet sich durch die Bildung von Komplexen aus. Somit bildet das Ni 2+ -Kation mit Ammoniak einen Hexaammin-Komplex 2+ und einen Diaquatetraammin-Komplex 2+. Diese Komplexe mit Anionen bilden blaue oder violette Verbindungen.
Wenn Fluor F2 auf eine Mischung aus NiCl2 und KCl einwirkt, entstehen komplexe Verbindungen, die Nickel in hohen Oxidationsstufen enthalten: +3 - (K3) und +4 - (K2).
Nickelpulver reagiert mit Kohlenmonoxid (II) CO und es entsteht leicht flüchtiges Tetracarbonyl Ni(CO) 4, das große praktische Anwendung beim Aufbringen von Nickelbeschichtungen, der Herstellung von hochreinem dispergiertem Nickel usw. findet.
Eine charakteristische Reaktion von Ni 2+ -Ionen mit Dimethylglyoxim führt zur Bildung von rosarotem Nickel-Dimethylglyoximat. Diese Reaktion wird zur quantitativen Bestimmung von Nickel verwendet und das Reaktionsprodukt wird als Pigment in kosmetischen Materialien und für andere Zwecke verwendet.
Anwendung
Der Hauptanteil des geschmolzenen Nickels wird für die Herstellung verschiedener Legierungen aufgewendet. Daher erhöht die Zugabe von Nickel zu Stahl die chemische Beständigkeit der Legierung, und alle rostfreien Stähle enthalten zwangsläufig Nickel. Darüber hinaus zeichnen sich Nickellegierungen durch eine hohe Zähigkeit aus und werden zur Herstellung langlebiger Panzerungen verwendet. Eine Legierung aus Eisen und Nickel mit 36–38 % Nickel hat einen überraschend niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (dies ist die sogenannte Invar-Legierung) und wird bei der Herstellung kritischer Teile verschiedener Geräte verwendet.
Bei der Herstellung von Elektromagnetkernen werden häufig Legierungen unter der allgemeinen Bezeichnung Permalloy verwendet. (cm. PERMALLOY). Diese Legierungen enthalten neben Eisen 40 bis 80 % Nickel. Bekannt sind Nichrom-Spiralen, die in verschiedenen Heizgeräten verwendet werden und aus Chrom (10–30 %) und Nickel bestehen. Münzen werden aus Nickellegierungen geprägt. Die Gesamtzahl der verschiedenen Nickellegierungen im praktischen Einsatz beträgt mehrere Tausend.
Die hohe Korrosionsbeständigkeit von Nickelbeschichtungen ermöglicht den Einsatz dünner Nickelschichten, um verschiedene Metalle durch Vernickeln vor Korrosion zu schützen. Gleichzeitig verleiht die Vernickelung den Produkten ein schönes Aussehen. In diesem Fall wird zur Elektrolyse eine wässrige Lösung aus doppeltem Ammonium- und Nickelsulfat (NH 4) 2 Ni(SO 4) 2 verwendet.
Nickel wird häufig bei der Herstellung verschiedener chemischer Geräte, im Schiffbau, in der Elektrotechnik, bei der Herstellung von Alkalibatterien und für viele andere Zwecke verwendet.
Speziell hergestelltes dispergiertes Nickel (das sogenannte Raney-Nickel) wird häufig als Katalysator für eine Vielzahl chemischer Reaktionen verwendet. Nickeloxide werden bei der Herstellung ferritischer Werkstoffe sowie als Pigmente für Glas, Glasuren und Keramik verwendet; Oxide und einige Salze dienen als Katalysatoren für verschiedene Prozesse.
Biologische Rolle
Nickel gehört zu den Mikroelementen (cm. Mikroelemente) notwendig für die normale Entwicklung lebender Organismen. Über seine Rolle in lebenden Organismen ist jedoch wenig bekannt. Es ist bekannt, dass Nickel an enzymatischen Reaktionen bei Tieren und Pflanzen beteiligt ist. Bei Tieren reichert es sich in keratinisiertem Gewebe an, insbesondere in Federn. Ein erhöhter Nickelgehalt im Boden führt zu endemischen Krankheiten – bei Pflanzen treten hässliche Formen auf und bei Tieren treten Augenkrankheiten auf, die mit der Ansammlung von Nickel in der Hornhaut verbunden sind. Toxische Dosis (für Ratten) - 50 mg. Besonders schädlich sind flüchtige Nickelverbindungen, insbesondere das Tetracarbonyl Ni(CO) 4 . Die maximal zulässige Konzentration für Nickelverbindungen in der Luft liegt zwischen 0,0002 und 0,001 mg/m 3 (für verschiedene Verbindungen).

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

Synonyme:

Sehen Sie, was „Nickel“ in anderen Wörterbüchern ist:

NICKEL- (Symbol Ni), ein Metall mit einem Atomgewicht von 58,69, Seriennummer 28, gehört zusammen mit Kobalt und Eisen zur Gruppe VIII und Reihe 4 des Periodensystems von Mendelejew. Ud. V. 8,8, Schmelzpunkt 1.452°. In ihren üblichen Verbindungen N.... ... Große medizinische Enzyklopädie

- (Symbol Ni), ein silberweißes Metall, ÜBERGANGSELEMENT, entdeckt im Jahr 1751. Seine Haupterze sind Nickelsulfid-Eisenerze (Pentlandit) und Nickelarsenid (Nickel). Nickel unterliegt einem komplexen Reinigungsprozess, einschließlich einer differenzierten Zersetzung... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

- (Deutsches Nickel). Das Metall hat eine silberweiße Farbe und kommt nicht in reiner Form vor. In jüngster Zeit wird es zur Herstellung von Tisch- und Küchengeschirr verwendet. Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache. Chudinov A.N., 1910. NICKEL Deutsch. Nickel... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

Nickel- ist ein relativ hartes grauweißes Metall mit einem Schmelzpunkt von 1453 Grad. C. Es ist ferromagnetisch und zeichnet sich durch Formbarkeit, Duktilität, Festigkeit sowie Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit aus. Nickel ist hauptsächlich... Offizielle Terminologie

Wechselwirkungen von Nickel im Körper

Die Hauptquelle dafür, dass Nickel in den menschlichen Körper gelangt, sind Nahrung und Wasser. Bis zu 10 % Nickel werden aus der Nahrung aufgenommen, aus Wasser schneller und vollständiger – die Aufnahme des Stoffes steigt auf 25 %. Bereits im Magen beginnt Salzsäure, Nickel zu beeinflussen und dessen Aufnahme ins Blut zu fördern; die restliche Substanz wird im Dünndarm absorbiert. Anschließend verbindet sich Nickel mit Serumproteinen im Blutplasma (Alpha1-Glykoprotein, Nickeloplasmin usw.) und wird über das Blut zu den Organen transportiert. Fast das gesamte restliche Nickel wird über den Darm mit dem Kot ausgeschieden, nur 5 % des restlichen Nickels werden über Urin und Galle ausgeschieden.

Trotz der geringen chemischen Aktivität von Nickel kommt es im Körper zu recht aktiven Wechselwirkungsreaktionen, die bei der Kontrolle der Aufnahme dieser Substanz berücksichtigt werden sollten. In Gegenwart von Vitamin B12 stimuliert Nickel die Kontraktilität und das Wachstum von Muskelfasern (und wenn wenig von diesem Vitamin im Körper vorhanden ist, verringert Nickel im Gegenteil den Muskeltonus. Die Anwesenheit von Vitamin C beeinträchtigt die Aufnahme von Nickel. Durch Nickel beeinflusst die Ausscheidung überschüssiger Steroidhormone und verhindert angeblich die Natrium- und Wasserretention, beseitigt Schwellungen und bewahrt außerdem Kalzium im Knochengewebe, wodurch die Entwicklung von Osteoporose verhindert wird. Wenn im Körper Eisenmangel auftritt, wird dieses Element durch Nickelmoleküle ersetzt Die Aufnahme von Nickel nimmt während der Schwangerschaft und Stillzeit zu, was durch die Notwendigkeit dieses chemischen Elements für die Hormonsynthese erklärt wird.

Zink, Selen und Schwefel in Lebensmitteln und bioaktiven Nahrungsergänzungsmitteln beeinträchtigen die Aufnahme von Nickel. Nickel ist zusammen mit Kupfer und Kobalt an der Synthese roter Blutkörperchen und anderer Blutbestandteile beteiligt.

Grundfunktionen im Körper

Im menschlichen Körper kommt Nickel hauptsächlich in der Hypophyse, der Bauchspeicheldrüse und den Nebennieren vor – den wichtigsten Drüsen des endokrinen Systems, die Endorphin, Wachstumshormon und andere Hormone produzieren, die folgende Funktionen erfüllen:

sind für die Geburt und Ernährung des Kindes verantwortlich;
stimulieren die Produktion von Melanin, einem Hautpigment, das sie vor UV-Strahlung schützt;
aktivieren Sie die Schilddrüse;
Verbesserung der Muskelkontraktilität;
Hilfe bei der Produktion von Insulin.

Die Rolle von Nickel bei der hormonbildenden Aktivität des endokrinen Systems wird noch untersucht, es gibt jedoch Hinweise darauf, dass Nickel das Nervensystem beruhigt und die Adrenalinaktivität verringert. Dank Nickel steigern die Nieren die Produktion des Hormons Erythropoetin, das für die Produktion roter Blutkörperchen, Erythrozyten und die Sauerstoffversorgung aller Gewebe verantwortlich ist. Die Rolle von Nickel bei der Regulierung der Ansammlung und Ausscheidung überschüssiger Steroidhormone im Urin, der von den Nebennieren produziert wird, wurde bestätigt. Dadurch wird der Blutdruck gesenkt, der Blutzuckerspiegel reguliert und die Geweberegeneration im Körper beschleunigt.

Ein weiteres Organ zur Speicherung von Nickel ist die Leber, und hier ist das Element an der Synthese von Aminosäuren beteiligt, die für den Körper essentiell sind, die Teil der Struktur der zellulären DNA und RNA sind, das Immunsystem stärken und die Funktion des Herz und Blutgefäße, bekämpfen Entzündungen und beschleunigen die Erholung des Gewebes danach, kontrollieren das Körpergewicht und verhindern eine unkontrollierte Zellteilung.

Nickel ist an den Oxidations- und Reduktionsreaktionen verschiedener organischer Verbindungen beteiligt, die für das Funktionieren des Körpers wichtig sind. Es ist für die Produktion bestimmter Enzyme notwendig, ohne die Vitamine, Fette und Kohlenhydrate nicht aufgenommen werden können.

Die Vorteile von Nickel für den Körper

Die Vorteile von Nickel für den Körper sind kaum bekannt, aber da es eine Reihe der wichtigsten Prozesse in Organen und Systemen aktiv beeinflusst, können die folgenden positiven Eigenschaften hervorgehoben werden:

reduziert die Manifestation einer arteriellen Hypertonie;
reguliert den Stoffwechsel von Fetten und Kohlenhydraten, beeinflusst die Gewichtsabnahme;
lindert nervöse Erregung;
erhöht das Hämoglobin im Blut;
verbessert die Insulinabsorption;
erhöht die Immunität;
stärkt das Herz-Kreislauf-System.

Nickelhaltige Präparate werden in der Trichologie aktiv eingesetzt – dieses Element erhöht die Durchblutung im Bereich der Haarfollikel und verbessert deren Sauerstoffversorgung, was zur Reduzierung des Haarausfalls beiträgt.

Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf verschiedener Krankheiten

Die Wirkung von Nickel auf die Insulinaktivierung ist nachgewiesen. Wenn diese Substanz bei Diabetes mellitus unmittelbar nach Insulin verabreicht wird, wird die blutzuckersenkende Wirkung des Arzneimittels deutlich verstärkt und es kann seltener eingenommen werden. Bei älteren Menschen beginnt sich Nickel in der Lunge anzusammeln, und angesichts des wahrscheinlichen Zusammenhangs dieser Substanz mit der hormonellen Aktivität des Körpers vermuten Wissenschaftler einen Einfluss von Nickel auf die altersbedingte Aktivität von Lungenhormonen, was die Manifestationen verstärken kann von Asthma bronchiale.

Eine übermäßige Anreicherung von Nickel im Körper führt zu einer Depigmentierung der Haut – Vitiligo. Die Wirkung von Nickel auf die Histaminproduktion im Körper hat dieses Metall zu einem der bekanntesten Allergene gemacht: Etwa 15 % der Menschen auf der Welt reagieren allergisch auf Nickelverbindungen, die zur Herstellung von Schmuck, Uhren, Verschlüssen und Kleidungsnieten verwendet werden – das ist der Fall führt zu Reizungen und juckenden Ausschlägen auf der Haut.

Welche Lebensmittel enthalten Nickel?

Ein Viertel des Nickels, das täglich in unseren Körper gelangt, stammt aus Leitungswasser. Besonders viel von diesem chemischen Element enthält Wasser am Morgen, wenn es längere Zeit in der Leitung gestanden hat. Die Spitzenreiter beim Nickelgehalt sind Kakaopulver (980 µg/100 g Produktgewicht), dunkle Schokolade (260 µg) und Milchschokolade (120 µg). Als Gründe für einen so hohen Nickelgehalt in diesen Produkten wird die Verwendung vernickelter Geräte und Behälter zur Lagerung und Verarbeitung von Schokoladenrohstoffen angesehen.

Nickel in einigen Lebensmitteln (µg pro 100g)

Getreide		Hülsenfrüchte, Nüsse		Fleischfisch		Gemüsefrüchte
Maisgrieß	80	Cashew	510	Rinderleber	63	Spinat	390
Haferflocken	50	Sojabohnen	304	Geräucherte Stöcker	28	Aprikosen	32
Reis	50	Grüne Erbse	250	Sprotten in Öl	14	Birne	18
Weizen	40	Bohnen	170	Schweinefleisch	12	Traube	16
Roggen	30	Linsen	160	Kabeljau	9	Weißkohl	15
Graupen	20	Pistazien	40	Rindfleisch	8	Tomaten	13

Rat des Arztes. Wer eine Diät auf Basis pflanzlicher Proteine einhält, muss proteinreiche Hülsenfrüchte und Getreide sinnvoll in seinem Speiseplan verteilen, um keine Überdosis Nickel zu bekommen

Nickelallergiker sollten versuchen, Lebensmittel mit hohem Nickelgehalt in ihrer Ernährung zu meiden.

So bleibt Nickel in Lebensmitteln erhalten

Produkte mit einem hohen Nickelgehalt (Getreide, Hülsenfrüchte) sollten nicht offen in direktem Sonnenlicht gelagert werden, da das Metall verschiedene Oxide bilden kann, die sich im Körper ansammeln können. Andererseits dürfen Sie Lebensmittel nicht länger als zwei Tage in vernickelten Behältern aufbewahren – die Gefahr, dass Nickel in Lebensmittel übergeht und sich der Mineralstoff übermäßig in Organen und Gewebe anreichert, steigt.

Mineralische Verdaulichkeit

Allergiker sollten außerdem bedenken, dass koffeinhaltige Getränke und Bier Nickel enthalten, das schlecht aufgenommen wird und Hautirritationen verschlimmern kann.

Die Aufnahme von Nickel verschlechtert sich erheblich, wenn Sie Tee, Kaffee, Milch, Orangensaft sowie Produkte trinken, die Nickel enthalten, oder Ihre Nahrung mit Obst- und Beerendesserts aus Zitrusfrüchten, Kiwi, schwarzen Johannisbeeren und anderen Produkten, die viel Ascorbinsäure enthalten, ergänzen Säure.

Kombination mit anderen Nährstoffen

Nickel interagiert leicht mit Proteinen und organischen Säuren (Zitronensäure, Äpfelsäure, Essigsäure usw.) und unterstützt so deren Absorption. Es ist wichtig, Nickel mit fett- und kohlenhydratreichen Lebensmitteln zu kombinieren. Ohne Nickel werden die mit Nährstoffen versorgten Fette nicht in leicht absorbierbare Fettsäuren und Glycerin zerlegt und die vom Körper benötigte Energie aus Kohlenhydraten wird nicht freigesetzt.

Tägliche Nickelnormen

Die biologische Rolle von Nickel im menschlichen Körper ist noch nicht genau geklärt, daher gibt es keine wissenschaftlich fundierten Standards für den Verbrauch dieses Metalls und der Bedarf dafür wird größtenteils auf der Grundlage von Beobachtungen belegt. Die tägliche Nickelnorm für den Menschen liegt im Bereich von 100 bis 300 µg. Mit Nahrung und Wasser nehmen wir täglich etwa 600 µg Nickel auf, nehmen jedoch nicht mehr als ein Viertel der aufgenommenen Menge auf, so dass bei einer ausgewogenen Ernährung ein Mangel oder Überschuss dieses Stoffes selten vorkommt.

Ursachen und Folgen von Nickelmangel

Wenn der Körper weniger als 50 µg Nickel pro Tag erhält, kann sich ein Mangelzustand entwickeln. Die Ursache für einen Nickelmangel können neben schlechter Ernährung (zum Beispiel eine Ernährung, die nur auf Früchten oder Säften, Buchweizen oder Kaffee basiert) auch einige Erkrankungen des Magens und des Darms sein, die die Aufnahme von Nickel, schwere Anämie und Herz beeinträchtigen Krankheit.

Rat des Arztes. Beim chronischen Müdigkeitssyndrom, bei körperlicher und geistiger Belastung, nach Infektionskrankheiten benötigt der Körper eine erhöhte Zufuhr von Nickel aus der Nahrung

Bei arterieller Hypertonie, Diabetes mellitus und einigen dermatologischen Erkrankungen ist es nach Rücksprache mit einem Arzt notwendig, die Ernährung mit Nickel zu ergänzen. Schwangere und stillende Frauen sollten beim Umgang mit Nickel besonders vorsichtig sein. Einerseits begünstigt Nickel die Schwangerschaft und beeinflusst die Stillzeit, andererseits ist es ein toxisches Element, daher müssen alle Nahrungsergänzungsmittel, Vitaminkomplexe und sogar Änderungen des Speiseplans zugunsten von nickelreichen Lebensmitteln mit einem Arzt besprochen werden.

Anzeichen für einen Nickelmangel sind Muskelschwäche und allgemeine Lethargie sowie Bewegungsmangel. Die Abwehrkräfte des Körpers gegen Viren und Bakterien nehmen ab, Infektionskrankheiten entwickeln sich häufig, sind langanhaltend und schwierig. Wenn über einen längeren Zeitraum keine Maßnahmen ergriffen werden, sinkt der Hämoglobinspiegel stark, der Blutzucker steigt an, die Herztätigkeit wird gestört, es entwickeln sich Lebererkrankungen und es treten Dermatosen auf.

Überschüssiges Nickel im Körper

Eine übermäßige Anreicherung von Nickel im Körper kommt viel häufiger vor als Mangelzustände und kann verschiedene Ursachen haben:

ständige Verwendung von vernickelten Utensilien und Aufbewahrung von Lebensmitteln darin;
Verzehr großer Mengen an nickelreichen Lebensmitteln;
erhöhter Nickelgehalt in Gemüse und Obst aufgrund ihres Anbaus in mit diesem Element kontaminierten Böden und Gewässern;
hoher Nickelgehalt im Leitungswasser;
Missbrauch von Konserven (sie enthalten viel Nickel aus dem Dosenmetall);
Tragen von Schmuck, Uhren aus Nickellegierungen;
minderwertiger Zahnersatz oder Zahnspangen, aus denen Nickel freigesetzt wird;
Einatmen von Tabakrauch, Abgasen;
Missbrauch von elektronischen Zigaretten.

Eine Überdosis Nickel kann durch das Einatmen von Dämpfen oder Stäuben, die Verbindungen dieses Elements enthalten, unter industriellen Produktionsbedingungen oder bei der Arbeit mit Medikamenten erreicht werden, da sich Nickel im Körper ansammeln kann. Am gefährlichsten sind Nickelsulfat und Chlorid – diese Verbindungen lösen sich in Wasser und ziehen schnell ein.

Nickeloxalate, Silikate und Phosphate sind wasserunlöslich und daher weniger toxisch.

Eine akute Vergiftung durch überschüssiges Nickel kann auftreten, wenn eine Einzeldosis von mehr als 50 mg der Substanz in den Körper gelangt. In diesem Fall treten Schmerzen im rechten Hypochondrium, Atemnot, Übelkeit und Kopfschmerzen auf.

Wichtig! Ein hoher Nickelspiegel im Blut bei einer Laboruntersuchung kann ein erstes Anzeichen für einen sich entwickelnden Herzinfarkt sein

Eine chronische Nickelvergiftung äußert sich:

Hautentzündungen – Keratitis, Kontaktdermatitis;
Geschwüre auf der Hornhaut der Augen;
häufiges Nasenbluten;
Rhinitis, Erkrankungen der Atemwege;
nervöse Störungen, Reizbarkeit und Erregbarkeit;
Herzrhythmusstörungen;
Verdauungsprobleme.

Bei fortgeschrittenen Formen drohen durch überschüssiges Nickel Ödeme im Gehirn und der Lunge, Fettleber, Nierenversagen sowie die Entstehung von Lungen- und Magenkrebs.

Erste Hilfe bei einer akuten Nickelvergiftung kann die Gabe von Unithiol (Natriumdithiolpropansulfonat) sein, das Nickel fest bindet und entfernt. Je nach Indikation wird eine symptomatische Therapie eingesetzt und nickelhaltige Lebensmittel aus der Ernährung ausgeschlossen.

Zubereitungen, die das Mineral enthalten

Wenn es nicht möglich ist, den Mangel an Nickel aus der Nahrung auszugleichen, kann der Arzt Nahrungsergänzungsmittel oder nickelhaltige Vitaminkomplexe (z. B. Vitalgin, Vitrum) empfehlen. Normalerweise werden Tabletten oder Kapseln des Arzneimittels einmal täglich zu den Mahlzeiten eingenommen, die Dauer der Anwendung und die Dosierung müssen jedoch vom Arzt festgelegt werden, da Nickel ein giftiges Metall mit unangenehmen Nebenwirkungen ist.

Verwendung von Nickel in Legierungen

Nickel ist die Basis der meisten hitzebeständigen Materialien, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Kraftwerksteile verwendet werden.

Monel-Metall (65 - 67 % Ni + 30 - 32 % Cu + 1 % Mn), hitzebeständig bis 500 °C, sehr korrosionsbeständig;
Nichrom, Widerstandslegierung (60 % Ni + 40 % Cr);
Permalloy (76 % Ni + 17 % Fe + 5 % Cu + 2 % Cr) hat eine hohe magnetische Suszeptibilität mit sehr geringen Hystereseverlusten;
Invar (65 % Fe + 35 % Ni), dehnt sich beim Erhitzen fast nicht aus.
Zu den Nickellegierungen zählen außerdem Nickel- und Chrom-Nickel-Stähle, Neusilber und verschiedene Widerstandslegierungen wie Konstantan, Nickel und Manganin.

Alle rostfreien Stähle enthalten zwangsläufig Nickel, weil... Nickel erhöht die chemische Beständigkeit der Legierung. Nickellegierungen zeichnen sich außerdem durch eine hohe Zähigkeit aus und werden zur Herstellung langlebiger Panzerungen verwendet. Bei der Herstellung der wichtigsten Teile verschiedener Geräte wird eine Nickel-Eisen-Legierung (36-38 % Nickel) verwendet, die einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.

Bei der Herstellung von Elektromagnetkernen werden häufig Legierungen unter der allgemeinen Bezeichnung Permalloy verwendet. Diese Legierungen enthalten neben Eisen 40 bis 80 % Nickel. Münzen werden aus Nickellegierungen geprägt. Die Gesamtzahl der verschiedenen Nickellegierungen im praktischen Einsatz beträgt mehrere Tausend.

Vernickeln von Metallen

Nickel in seiner reinen Form wird hauptsächlich als Schutzbeschichtung gegen Korrosion in verschiedenen chemischen Umgebungen verwendet. Schutzbeschichtungen auf Eisen und anderen Metallen werden durch zwei bekannte Methoden erhalten: Plattieren und Galvanisieren. Bei der ersten Methode wird die Plattierungsschicht durch Warmwalzen einer dünnen Nickelplatte mit einem dicken Eisenblech erzeugt. Das Verhältnis der Dicke von Nickel und dem zu beschichtenden Metall beträgt etwa 1:10. Beim gemeinsamen Walzen werden diese Bleche durch gegenseitige Diffusion verschweißt und es entsteht ein monolithisches zweischichtiges oder sogar dreischichtiges Metall, dessen Nickeloberfläche dieses Material vor Korrosion schützt.

Diese Art der heißen Methode zur Herstellung schützender Nickelbeschichtungen wird häufig zum Schutz von Eisen und unlegierten Stählen vor Korrosion eingesetzt. Dies reduziert die Kosten vieler Produkte und Geräte erheblich, die nicht aus reinem Nickel, sondern aus relativ billigem Eisen oder Stahl bestehen, aber mit einer dünnen Schutzschicht aus Nickel überzogen sind. Großtanks werden aus vernickelten Eisenblechen für den Transport und die Lagerung von beispielsweise Ätzalkalien hergestellt, die auch in verschiedenen chemischen Industrien eingesetzt werden.

Die galvanische Methode zur Herstellung von Schutzschichten mit Nickel ist eine der ältesten Methoden elektrochemischer Prozesse. Dieser in der Technik allgemein als Vernickeln bekannte Vorgang ist im Prinzip ein relativ einfacher technologischer Prozess. Es erfordert einige Vorarbeiten, bei denen die Oberfläche des zu beschichtenden Metalls sehr gründlich gereinigt und ein Elektrolytbad vorbereitet wird, das aus einer angesäuerten Lösung eines Nickelsalzes, normalerweise Nickelsulfat, besteht. Bei der elektrolytischen Beschichtung dient das zu beschichtende Material als Kathode und eine Nickelplatte als Anode. In einem galvanischen Stromkreis wird Nickel auf der Kathode abgeschieden, mit einem äquivalenten Übergang von der Anode zur Lösung. Das Vernickelungsverfahren ist in der Technik weit verbreitet und erfordert zu diesem Zweck große Mengen Nickel.

In jüngster Zeit wird die Methode der elektrolytischen Vernickelung zur Herstellung von Schutzschichten auf Aluminium, Magnesium, Zink und Gusseisen eingesetzt. Der Artikel beschreibt die Verwendung des Vernickelungsverfahrens für Aluminium- und Magnesiumlegierungen, insbesondere zum Schutz von Duraluminiumblättern von Propellerflugzeugen. Ein anderer Artikel beschreibt die Verwendung von Trockentrommeln aus vernickeltem Gusseisen bei der Papierherstellung; Es wurde eine deutliche Steigerung der Korrosionsbeständigkeit von Fässern und eine Steigerung der Papierqualität auf vernickelten Fässern im Vergleich zu herkömmlichen Gussfässern ohne Vernickelung festgestellt.

Die Vernickelung erfolgt durch Galvanisieren mit Elektrolyten, die Nickel(II)-sulfat, Natriumchlorid, Borhydroxid, Tenside und Glanzmittel sowie lösliche Nickelanoden enthalten. Die Dicke der resultierenden Nickelschicht beträgt 12 – 36 Mikrometer. Durch eine nachträgliche Verchromung (Chromschichtdicke 0,3 µm) kann ein stabiler Oberflächenglanz gewährleistet werden.

Die stromlose Vernickelung erfolgt in einer Lösung einer Mischung aus Nickel(II)-chlorid und Natriumhypophosphit in Gegenwart von Natriumcitrat:

NiCl 2 + NaH 2 PO 2 + H 2 O = Ni + NaH 2 PO 3 + 2HCl

Der Prozess wird bei pH 4 - 6 und 95 °C durchgeführt.

Einsatz von Nickel in der Batterieproduktion

Herstellung von Eisen-Nickel-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Zink- und Nickel-Wasserstoff-Batterien.

Die häufigsten „Nachteile“ bei chemischen Stromquellen sind Zink, Cadmium, Eisen und die häufigsten „Vorteile“ sind Oxide von Silber, Blei, Mangan und Nickel. Bei der Herstellung von Alkalibatterien werden Nickelverbindungen verwendet. Die Eisen-Nickel-Batterie wurde übrigens 1900 von Thomas Alva Edison erfunden.

Positive Elektroden auf Basis von Nickeloxiden haben eine relativ große positive Ladung, sind im Elektrolyten stabil, leicht zu verarbeiten, relativ kostengünstig, langlebig und bedürfen keiner besonderen Pflege. Aufgrund dieser Eigenschaften sind Nickelelektroden am weitesten verbreitet. Einige Batterien, insbesondere Zink-Silber-Batterien, weisen bessere spezifische Eigenschaften auf als Eisen-Nickel- oder Nickel-Cadmium-Batterien. Aber Nickel ist viel billiger als Silber und teure Batterien halten viel weniger.

Nickeloxid-Elektroden für Alkalibatterien werden aus einer Paste hergestellt, die Nickeloxidhydrat und Graphitpulver enthält. Anstelle von Graphit übernehmen manchmal dünne Nickelblütenblätter, die gleichmäßig in Nickelhydroxid verteilt sind, die Funktion eines leitfähigen Zusatzstoffs. Diese aktive Masse ist in leitfähige Platten unterschiedlicher Bauart verpackt.

In den letzten Jahren hat sich ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Nickelelektroden durchgesetzt. Die Platten werden aus einem sehr feinen Pulver aus Nickeloxiden mit den notwendigen Zusätzen gepresst. Der zweite Produktionsschritt ist das Sintern der Masse in einer Wasserstoffatmosphäre. Bei dieser Methode entstehen poröse Elektroden mit einer stark entwickelten Oberfläche, und je größer die Oberfläche, desto größer der Strom. Batterien mit auf diese Weise hergestellten Elektroden sind leistungsstärker, zuverlässiger, leichter, aber auch teurer. Daher werden sie in den kritischsten Objekten eingesetzt – radioelektronischen Schaltkreisen, Stromquellen in Raumfahrzeugen usw.

Auch in Brennstoffzellen kommen Nickelelektroden zum Einsatz, die aus feinsten Pulvern hergestellt werden. Dabei kommt den katalytischen Eigenschaften von Nickel und seinen Verbindungen eine besondere Bedeutung zu. Nickel ist ein ausgezeichneter Katalysator für komplexe Prozesse, die in diesen Stromquellen ablaufen. Übrigens kann man in Brennstoffzellen aus Nickel und seinen Verbindungen sowohl „Plus“ als auch „Minus“ herstellen. Der einzige Unterschied besteht in den Zusatzstoffen.

Nickel in Strahlungstechnologien

Das Nuklid 63 Ni, das β+-Partikel emittiert, hat eine Halbwertszeit von 100,1 Jahren und wird in Krytronen verwendet. In mechanischen Neutronenstrahlunterbrechern werden neuerdings Nickelplatten anstelle von Cadmiumplatten verwendet, um Neutronenimpulse mit hohen Energiewerten zu erhalten.

Verwendung von Nickel in der Medizin

Wird bei der Herstellung von Halterungssystemen verwendet.
Prothetik

Die Bildung eines scharlachroten Niederschlags bei Zugabe von Dimethylglyoxim zu einer Ammoniaklösung der analysierten Mischung ist die beste Reaktion zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Nickel. Doch nicht nur von Analytikern wird Nickel-Dimethylglyoxymat benötigt. Die schöne tiefe Farbe dieser komplexen Verbindung hat die Aufmerksamkeit von Parfümeuren auf sich gezogen: Nickeldimethylglyoximat wird in die Zusammensetzung von Lippenstiften eingebracht. Einige der Verbindungen wie Nickel-Dimethylglyoxymat sind die Grundlage für sehr lichtbeständige Lacke.

Andere Verwendungen von Nickel

Es gibt interessante Hinweise auf die Verwendung von Nickelplatten in elektrischen und mechanischen Ultraschallanlagen sowie in modernen Designs von Telefonapparaten.

Es gibt einige Bereiche der Technologie, in denen reines Nickel entweder direkt in Pulverform oder in Form verschiedener Produkte, die aus reinen Nickelpulvern gewonnen werden, verwendet wird.

Ein Anwendungsgebiet von pulverförmigem Nickel sind katalytische Prozesse bei Hydrierungsreaktionen von ungesättigten Kohlenwasserstoffen, zyklischen Aldehyden, Alkoholen und aromatischen Kohlenwasserstoffen.

Die katalytischen Eigenschaften von Nickel ähneln denen von Platin und Palladium. Somit spiegelt sich hier die chemische Analogie von Elementen derselben Gruppe des Periodensystems wider. Nickel ist ein billigeres Metall als Palladium und Platin und wird häufig als Katalysator in Hydrierungsprozessen verwendet.

Für diese Zwecke empfiehlt es sich, Nickel in Form eines sehr feinen Pulvers zu verwenden. Es wird durch eine spezielle Art der Reduktion von Nickeloxid mit Wasserstoff im Temperaturbereich von 300–350 °C gewonnen.