Temperatura topnienia ni. Obszary zastosowania niklu. Zobacz, co oznacza „nikiel” w innych słownikach

Charakteryzuje się doskonałą odpornością na korozję, dużą wytrzymałością, estetyką i możliwością przyjęcia dowolnego kształtu. Ze względu na swoje właściwości ten. Ponad 60% niklu wykorzystuje się do produkcji stali nierdzewnej.

Nikiel wykorzystuje się do budowy domów, wykonywania ciekawych projektów architektonicznych, ozdabiania ścian i wykonywania rur spustowych. Nikiel jest obecny wszędzie w naszym życiu. Dlatego dzisiaj przyjrzymy się jego składowi, strukturze i właściwościom niklu.

Nikiel jest biały ze srebrnym odcieniem. Metal ten często łączy się z innymi materiałami. W rezultacie powstają stopy.

• Nikiel występuje w żywności, skorupie ziemskiej, wodzie, a nawet w powietrzu.
• Nikiel ma siatkę sześcienną skupioną na ścianie (a = 3,5236A). W stanie normalnym występuje w postaci β-modyfikacji. Podczas rozpylania katodowego przekształca się w modyfikację α o sześciokątnej siatce. Jeśli dalej podgrzejesz nikiel do 200°C, jego siatka stanie się sześcienna.
• Nikiel ma niedokończoną trójwymiarową powłokę elektronową, dlatego jest klasyfikowany jako metal przejściowy.
• Pierwiastek nikiel należy do najważniejszych stopów magnetycznych i materiałów, w których współczynnik rozszerzalności cieplnej jest minimalny.

Nikiel, który nie jest przetwarzany i wydobywany z natury, składa się z 5 stabilnych izotopów. W układzie okresowym Mendelejewa nikiel ma numer 28. Pierwiastek ten ma masę atomową 58,70.

Właściwości niklu

Gęstość i masa

Nikiel należy do szeregu metali ciężkich. Jego gęstość jest dwukrotnie większa od tytanu metalicznego, ale ma wartość liczbową równą gęstości.

Wartość liczbowa gęstości właściwej niklu wynosi 8902 kg/m3. Masa atomowa niklu: 58,6934 a. e.m. (g/mol).

Właściwości mechaniczne

Nikiel ma dobrą plastyczność i ciągliwość. Dzięki tym cechom można go łatwo rolować. Dość łatwo jest z niego wykonać cienkie arkusze i małe rury.

W temperaturach od 0 do 631 K nikiel staje się ferromagnetyczny. Proces ten zachodzi dzięki specjalnej strukturze zewnętrznych powłok atomu niklu.

Znane są następujące właściwości mechaniczne niklu:

• Zwiększona siła.
• Wytrzymałość na rozciąganie równa 450 MPa.
• Materiał bardzo plastyczny.
• Odporność na korozję.
• Wysoka temperatura topnienia.
• Wysoka zdolność katalityczna.

Właściwości mechaniczne opisywanego metalu zależą od obecności zanieczyszczeń. Najbardziej niebezpieczne i szkodliwe są siarka, bizmut i antymon. Jeśli nikiel zostanie nasycony gazami, jego właściwości mechaniczne ulegną pogorszeniu.

Przewodność cieplna i elektryczna

• Nikiel metaliczny ma następującą przewodność cieplną: 90,1 W/(m·K) (w temperaturze 25°C).
• Przewodność elektryczna niklu wynosi 11 500 000 Sim/m.

Odporność na korozję

Odporność na korozję odnosi się do odporności metalu na zniszczenie pod wpływem agresywnego środowiska. Nikiel jest materiałem o dużej odporności na korozję.

Nikiel nie rdzewieje w następujących środowiskach:

• Atmosfera otoczenia. Nikiel ma dobrą odporność na wysokie temperatury. Jeśli nikiel zostanie wystawiony na działanie atmosfery przemysłowej, zawsze pokrywa się cienką warstwą, co prowadzi do zmatowienia niklu.
• Alkalia w postaci gorącej i zimnej oraz w stanie stopionym.
• Kwasy organiczne.
• Kwasy nieorganiczne.

Ponadto nikiel nie rdzewieje w gorących alkoholach i kwasach tłuszczowych. Z tego powodu metal ten jest szeroko stosowany w przemyśle spożywczym.

Przemysł chemiczny również szeroko wykorzystuje nikiel. Wynika to z odporności korozyjnej niklu na wysokie temperatury i wysokie stężenia roztworów.

Nikiel jest podatny na korozję w następujących warunkach środowiskowych:

• Woda morska.
• Alkaliczne roztwory podchlorynów.
• Siarka lub dowolne medium zawierające siarkę.
• Roztwory soli utleniających.
• Wodorotlenek amoniaku i woda amoniakalna.

Toksyczność niklu omówiono poniżej.

Temperatury

Znane są następujące właściwości termodynamiczne niklu:

• Temperatura topnienia niklu: 1726 K lub 2647°F lub 1453°C.
• Temperatura wrzenia niklu: 3005 K lub 4949 °F lub 2732 °C.
• Temperatura odlewania: 1500-1575°C.
• Temperatura wyżarzania: 750 – 900°C.

Toksyczność i przyjazność dla środowiska

W dużych ilościach nikiel działa toksycznie na organizm. Jeśli mówimy o przyjmowaniu go z jedzeniem, to zwiększona zawartość tego pierwiastka z pewnością będzie stanowić zagrożenie dla zdrowia.

Często spotykaną negatywną konsekwencją nadmiaru niklu są alergie. Ponadto pod wpływem tego metalu (w dużych ilościach) na ciele pojawiają się zaburzenia żołądkowe i jelitowe, a zawartość czerwonych krwinek koniecznie wzrasta. Nikiel może powodować przewlekłe zapalenie oskrzeli, obciążenie nerek i dysfunkcję płuc. Nadmiar niklu powoduje raka płuc.

Jeśli woda pitna zawiera 250 części niklu na milion części wody, wówczas taki poziom może powodować choroby krwi i problemy z nerkami. Jest to jednak dość rzadkie.

Nikiel występuje w dymie tytoniowym. Wdychanie dymu lub pyłu zawierającego nikiel prowadzi do zapalenia oskrzeli i upośledzenia czynności płuc. Substancję tę można pozyskać w warunkach lub na terenach niesprzyjających środowisku.

Toksyczność niklu stanowi zagrożenie tylko wtedy, gdy przedostanie się do organizmu ludzkiego w dużych ilościach. Jeśli nikiel jest stosowany w przemyśle i budownictwie, nie jest niebezpieczny.

Inne cechy

Nikiel ma również następujące właściwości:

• Oporność elektryczna niklu wynosi 68,8 nom.
• Pod względem chemicznym nikiel jest podobny do żelaza, kobaltu, miedzi i niektórych metali szlachetnych.
• Nikiel reaguje z tlenem w temperaturze 500 C.
• Jeśli nikiel zostanie drobno rozproszony, może ulec samozapłonowi.
• Nikiel nie reaguje z azotem nawet w bardzo wysokich temperaturach.
• Nikiel rozpuszcza się wolniej niż żelazo w kwasach.

Na długo przed odkryciem niklu saksońscy górnicy znali minerał podobny do rudy miedzi, który był używany w produkcji szkła do barwienia szkła na zielono. Wszelkie próby wydobycia z niego miedzi zakończyły się niepowodzeniem i dlatego otrzymał on nazwę „kupfernickel”, co z grubsza oznacza „Miedziany Diabeł” (por. niemiecki Nikiel - złośliwy). Minerał ten (czerwony piryt niklu NiAs) badał szwedzki mineralog i chemik Kronstedt w 1751 roku. Udało mu się uzyskać zielony tlenek, a poprzez redukcję tego ostatniego nowy metal zwany niklem.

Będąc na łonie natury, otrzymując:

Nikiel jest dość powszechny w przyrodzie - jego zawartość w skorupie ziemskiej wynosi 0,01% (wag.). W meteorytach żelaznych (do 8%). W roślinach średnio 5 * 10 -5 procent wagowych, u zwierząt morskich - 1,6 * 10 -4, u zwierząt lądowych - 1 * 10 -6, w organizmie człowieka - 1 ... 2 * 10 -6
Większość niklu uzyskuje się z garnierytu i pirytów magnetycznych na kilka sposobów:
1. Rudę krzemianową redukuje się pyłem węglowym w obrotowych piecach rurowych do granulatu żelazowo-niklowego (5-8% Ni), który następnie oczyszcza się z siarki, kalcynuje i traktuje roztworem amoniaku. Po zakwaszeniu roztworu, metodą elektrolityczną otrzymuje się z niego metal.
2. Metoda karbonylowa (metoda Monda). Najpierw kamień miedziowo-niklowy otrzymuje się z rudy siarczkowej, przez którą przepuszcza się CO pod wysokim ciśnieniem. Wysoce lotny tetrakarbonylonikiel powstaje w wyniku rozkładu termicznego, w wyniku którego uwalnia się szczególnie czysty metal.
3. Metoda aluminotermiczna. Redukcja niklu z rudy tlenkowej za pomocą aluminium: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al 2 O 3.

Właściwości fizyczne:

Nikiel metaliczny ma srebrzystą barwę z żółtawym odcieniem, jest bardzo twardy, ciągliwy i plastyczny, dobrze się poleruje i przyciąga magnes. Gęstość prostej substancji przy nr. 8,902 g/cm3, temperatura topnienia = 1726 K, temperatura wrzenia = 3005 K.

Właściwości chemiczne:

W normalnych temperaturach nikiel charakteryzuje się dużą odpornością na korozję - jest stabilny w powietrzu, wodzie, zasadach i wielu kwasach. Reaguje z kwasem azotowym tworząc azotan niklu(II) Ni(NO 3) 2 i odpowiadający mu tlenek azotu.
Po podgrzaniu nikiel reaguje z wieloma niemetalami: halogenami, siarką, fosforem, węglem. Z tlenem atmosferycznym w temperaturze 800°C nikiel tworzy tlenek NiO.
Nikiel jest w stanie absorbować duże ilości wodoru, co powoduje powstawanie stałych roztworów wodoru w niklu.
Wraz z tlenkiem węgla(II) nikiel łatwo tworzy lotny i wysoce toksyczny karbonyl Ni(CO)4.

Najważniejsze połączenia:

W związkach kobalt wykazuje stopień utlenienia +3, +2, 0.
Tlenek niklu(II), NiO- substancja stała o kolorze od jasnego do ciemnozielonego lub czarnego. Przeważają podstawowe właściwości; jest redukowany do metalu za pomocą wodoru i innych środków redukujących.
Wodorotlenek niklu(II), Ni(OH) 2- barwy zielonej, słabo rozpuszczalny w wodzie i zasadach, dobry w wielu kwasach, dominują właściwości zasadowe. Po podgrzaniu rozkłada się, tworząc NiO.
Sole niklu(II).- zwykle otrzymywany w wyniku reakcji NiO lub Ni(OH) 2 z różnymi kwasami. Sole niklu rozpuszczalne w wodzie zwykle tworzą krystaliczne hydraty, na przykład NiSO 4 * 7H 2 O, Ni(NO 3) 2 * 6H 2 O. Nierozpuszczalne związki niklu obejmują fosforan Ni 3 (PO 4) 2 i krzemian Ni 2 SiO 4. Krystaliczne hydraty i roztwory są zwykle zabarwione na zielono, a bezwodne sole są żółte lub brązowo-żółte.
Związki złożone niklu(II). bardzo liczne (liczba = 6). Ich powstawanie wyjaśnia na przykład rozpuszczanie tlenku niklu w roztworze amoniaku. Dimetyloglioksymian niklu Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2, który w środowisku kwaśnym daje wyraźnie czerwoną barwę, stosuje się jako reakcję jakościową na jony niklu (II).
Związki niklu(III).- mniej typowe. Znany np tlenek Ni 2 O 3 *H 2 O, czarną substancję, otrzymuje się przez utlenianie wodorotlenku niklu(II) w środowisku alkalicznym za pomocą podchlorynu lub halogenów:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 *H 2 O + 2NaBr + H 2 O
Silny środek utleniający.
Istnieje również związki kompleksowe niklu(III). na przykład K3.
Karbonyl niklu, Ni(CO) 4. Diamagnetyczna, bezbarwna ciecz, bardzo lotna i toksyczna. Twardnieje w temperaturze -23°C, a po podgrzaniu do 180-200°C rozkłada się na metaliczny nikiel i tlenek węgla (II). Ni(CO) 4 jest słabo rozpuszczalny w wodzie, dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych i nie reaguje z rozcieńczonymi kwasami i zasadami.

Aplikacja:

Nikiel jest składnikiem wielu stopów - żaroodpornych, oporowych (nichrom: 60% Ni + 40% Cr), biżuterii (białe złoto, miedzionikiel), monet.
Nikiel wykorzystuje się także do niklowania – tworząc odporną na korozję powłokę na powierzchni innego metalu. Wykorzystuje się je także do produkcji baterii, strun do instrumentów muzycznych...
Nikiel jest jednym z pierwiastków śladowych niezbędnych do prawidłowego rozwoju organizmów żywych. Wiadomo, że bierze udział w reakcjach enzymatycznych u zwierząt i roślin.
Nikiel może powodować alergie (kontaktowe zapalenie skóry) na metale mające kontakt ze skórą (biżuteria, zegarki, nity dżinsowe). Unia Europejska ogranicza zawartość niklu w produktach mających kontakt z ludzką skórą.

Rudagina Olga
Uniwersytet Państwowy HF w Tiumeniu, 581 gr., 2011

Źródła: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ni itp.,
Popularna biblioteka pierwiastków chemicznych. Nikiel. http://n-t.ru/ri/ps/pb028.htm
Strona internetowa Wydziału Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Rosyjskiego Uniwersytetu Technicznego Chemicznego im. DI. Mendelejew. Tabela D.I. Mendelejew: Nikiel

Nikiel

NIKIEL-I; M.[Niemiecki Nikiel] Pierwiastek chemiczny (Ni), srebrzystobiały, ogniotrwały metal o silnym połysku (stosowany w przemyśle).

◁ Nikiel, och, och. N. moje. N-ta ruda. N-te stopy. N-ta powłoka.

nikiel

(łac. Niccolum), pierwiastek chemiczny VIII grupy układu okresowego. Nazwa pochodzi od niemieckiego Nikiel – imienia złego ducha, który rzekomo przeszkadzał górnikom. Srebrno-biały metal; gęstość 8,90 g/cm3, T pl 1455°C; ferromagnetyczny (punkt Curie 358°C). Bardzo odporny na powietrze i wodę. Głównymi minerałami są nikiel, milleryt, pentlandyt. Około 80% niklu wykorzystuje się do produkcji stopów niklu. Wykorzystywany jest także do produkcji akumulatorów, urządzeń chemicznych, do powłok antykorozyjnych (niklowanie), jako katalizator wielu procesów chemicznych.

NIKIEL

NIKIEL (łac. Niсsolum), Ni, pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 28 i masie atomowej 58,69. Symbol chemiczny pierwiastka Ni wymawia się tak samo, jak nazwę samego pierwiastka. Nikiel naturalny składa się z pięciu stabilnych nuklidów (cm. NUKLIDE): 58 Ni (67,88% wagowo), 60 Ni (26,23%), 61 Ni (1,19%), 62 Ni (3,66%) i 64 Ni (1,04%). W układzie okresowym D.I. Mendelejewa nikiel zalicza się do grupy VIIIB i razem z żelazem (cm.ŻELAZO) i kobalt (cm. KOBALT) W IV okresie w tej grupie tworzy triadę metali przejściowych o podobnych właściwościach. Konfiguracja dwóch zewnętrznych warstw elektronicznych atomu niklu 3 S 2 P 6 D 8 4s 2 . Tworzy związki najczęściej na stopniu utlenienia +2 (wartościowość II), rzadziej na stopniu utlenienia +3 (wartościowość III) i bardzo rzadko na stopniach utlenienia +1 i +4 (odpowiednio wartościowość I i IV).
Promień neutralnego atomu niklu wynosi 0,124 nm, promień jonu Ni 2+ wynosi od 0,069 nm (numer koordynacyjny 4) do 0,083 nm (numer koordynacyjny 6). Kolejne energie jonizacji atomu niklu wynoszą 7,635, 18,15, 35,17, 56,0 i 79 eV. Według skali Paulinga elektroujemność niklu wynosi 1,91. Potencjał elektrody standardowej Ni 0 /Ni 2+ –0,23 V.
Prosta substancja nikiel w zwartej formie to błyszczący srebrzystobiały metal.
Historia odkryć
Już od XVII wieku. Górnicy z Saksonii (Niemcy) znali rudę, która z wyglądu przypominała rudę miedzi, ale po wytopie nie dawała miedzi. Nazywano go kupfernickel (niem. Kupfer – miedź i Nickel – imię gnoma, który zamiast rudy miedzi podrzucał górnikom skałę płonną). Jak się później okazało, kupfernikiel to związek niklu i arsenu, NiAs. Historia odkrycia niklu rozciąga się na prawie pół wieku. Pierwszy wniosek o obecności nowego „półmetalu” w kupferniklu (czyli zgodnie z ówczesną terminologią prostej substancji pośredniej pod względem właściwości pomiędzy metalami i niemetalami) wysunął szwedzki metalurg A. F. Kronstedt (cm. KRONSTEDT Axel Fredrik) w 1751 r. Jednak przez ponad dwadzieścia lat odkrycie to było kwestionowane i dominował pogląd, że Kronstedt nie otrzymał nowej prostej substancji, ale jakiś związek z siarką żelaza, bizmutu, kobaltu lub innego metalu.
Dopiero w 1775 roku, 10 lat po śmierci Kronstedta, Szwed T. Bergman przeprowadził badania, które pozwoliły mu stwierdzić, że nikiel jest substancją prostą. Jednak ostatecznie nikiel został uznany za pierwiastek dopiero na początku XIX wieku, w 1804 roku, po skrupulatnych badaniach niemieckiego chemika I. Richtera (cm. RICHTER Jeremiasz Benjamin), który w celu oczyszczenia przeprowadził 32 rekrystalizacje siarczanu niklu (siarczan niklu) i w wyniku odzysku otrzymał czysty metal.
Będąc w naturze
W skorupie ziemskiej zawartość niklu wynosi około 8,10 -3% masowych. Możliwe, że w jądrze Ziemi, które według jednej z powszechnych hipotez składa się ze stopu żelaza i niklu, znajdują się ogromne ilości niklu – około 17 10 19 ton. Jeśli tak jest, to Ziemia składa się z około 3% niklu, a wśród pierwiastków tworzących planetę nikiel zajmuje piąte miejsce - po żelazie, tlenie, krzemie i magnezie. Nikiel występuje w niektórych meteorytach będących stopem niklu i żelaza (zwanych meteorytami żelazowo-niklowymi). Oczywiście takie meteoryty nie mają żadnego znaczenia jako praktyczne źródło niklu. Najważniejsze minerały niklu: nikiel (cm. NIKLELIN)(współczesna nazwa kupfernickel) NiAs, pentlandyt (cm. PENTLANDYT)[skład niklu i siarczku żelaza (Fe,Ni) 9 S 8 ], milleryt (cm. MILLERIT) NiS, garnieryt (cm. GARNIERYT)(Ni, Mg) 6 Si 4 O 10 (OH) 2 i inne krzemiany zawierające nikiel. W wodzie morskiej zawartość niklu wynosi około 1,10 -8 –5,10 -8%
Paragon
Znaczną część niklu uzyskuje się z rud siarczkowych miedzi i niklu. Ze wzbogaconych surowców najpierw przygotowuje się kamień - materiał siarczkowy zawierający oprócz niklu także zanieczyszczenia żelaza, kobaltu, miedzi i szeregu innych metali. Metodą flotacyjną (cm. FLOTACJA) otrzymuje się koncentrat niklu. Następnie kamień jest zwykle przetwarzany w celu usunięcia zanieczyszczeń żelazem i miedzią, a następnie wypalany, a powstały tlenek jest redukowany do metalu. Istnieją również hydrometalurgiczne metody produkcji niklu, w których do ekstrakcji go z rudy stosuje się roztwór amoniaku. (cm. AMONIAK) lub kwas siarkowy (cm. KWAS SIARKOWY). W celu dodatkowego oczyszczenia surowy nikiel poddaje się rafinacji elektrochemicznej.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Nikiel jest metalem ciągliwym i ciągliwym. Ma sześcienną sieć krystaliczną skupioną na ścianie (parametr a = 0,35238 nm). Temperatura topnienia 1455°C, temperatura wrzenia około 2900°C, gęstość 8,90 kg/dm3. Nikiel jest ferromagnetykiem (cm. FERROMAGNETYCZNY), Punkt Curie (cm. PUNKT CURIE) około 358°C
Nikiel kompaktowy jest stabilny w powietrzu, natomiast nikiel silnie rozproszony jest piroforyczny (cm. METALE PIROFOROWE). Powierzchnia niklu pokryta jest cienką warstwą tlenku NiO, która mocno zabezpiecza metal przed dalszym utlenianiem. Nikiel nie reaguje także z wodą i parą wodną zawartą w powietrzu. Nikiel praktycznie nie wchodzi w interakcje z takimi kwasami jak siarkowy, fosforowy, fluorowodorowy i niektóre inne.
Nikiel metaliczny reaguje z kwasem azotowym, w wyniku czego powstaje azotan niklu(II) Ni(NO 3) 2 i wydziela się odpowiedni tlenek azotu, na przykład:
3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Dopiero po podgrzaniu na powietrzu do temperatury powyżej 800°C nikiel metaliczny zaczyna reagować z tlenem, tworząc tlenek NiO.
Tlenek niklu ma podstawowe właściwości. Występuje w dwóch odmianach polimorficznych: niskotemperaturowej (siatka sześciokątna) i wysokotemperaturowej (siatka sześcienna, stabilna w temperaturach powyżej 252°C). Istnieją doniesienia o syntezie faz tlenku niklu o składzie NiO 1,33-2,0.
Po podgrzaniu nikiel reaguje ze wszystkimi halogenami (cm. FLUOROWIEC) z utworzeniem dihalogenków NiHal 2. Ogrzewanie proszków niklu i siarki prowadzi do powstania siarczku niklu NiS. Zarówno rozpuszczalne w wodzie dihalogenki niklu, jak i nierozpuszczalny w wodzie siarczek niklu można otrzymać nie tylko „na sucho”, ale także „na mokro” z roztworów wodnych.
Z grafitem nikiel tworzy węglik Ni 3 C, z fosforem - fosforki o kompozycjach Ni 5 P 2, Ni 2 P, Ni 3 P. Nikiel reaguje również z innymi niemetalami, w tym (w specjalnych warunkach) z azotem. Co ciekawe, nikiel jest w stanie absorbować duże ilości wodoru, co powoduje powstawanie stałych roztworów wodoru w niklu.
Znane są takie rozpuszczalne w wodzie sole niklu jak siarczan NiSO 4, azotan Ni(NO 3) 2 i wiele innych. Większość tych soli po krystalizacji z roztworów wodnych tworzy krystaliczne hydraty, na przykład NiSO 4 ,7H 2 O, Ni(NO 3) 2,6H 2 O. Do nierozpuszczalnych związków niklu zalicza się fosforan Ni 3 (PO 4) 2 i Ni 2 krzemian SiO 4 .
Po dodaniu zasady do roztworu soli niklu (II) wytrąca się zielony osad wodorotlenku niklu:
Ni(NO 3) 2 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + 2NaNO 3
Ni(OH) 2 ma właściwości słabo zasadowe. Jeżeli zawiesinę Ni(OH) 2 w środowisku zasadowym podda się działaniu silnego środka utleniającego, np. bromu, wówczas pojawia się wodorotlenek niklu(III):
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr
Nikiel charakteryzuje się tworzeniem kompleksów. Zatem kation Ni 2+ tworzy kompleks heksaaminy 2+ i kompleks diakwatetraaminy 2+ z amoniakiem. Kompleksy te z anionami tworzą związki niebieskie lub fioletowe.
Kiedy fluor F2 działa na mieszaninę NiCl2 i KCl, pojawiają się złożone związki zawierające nikiel na wysokich stopniach utlenienia: +3 - (K3) i +4 - (K2).
Proszek niklowy reaguje z tlenkiem węgla (II) CO i powstaje łatwo lotny tetrakarbonyl Ni(CO) 4, który znajduje duże praktyczne zastosowanie przy nakładaniu powłok niklowych, otrzymywaniu zdyspergowanego niklu o wysokiej czystości itp.
Charakterystyczna reakcja jonów Ni 2+ z dimetyloglioksymem prowadzi do powstania różowo-czerwonego dimetyloglioksymianu niklu. Reakcję tę wykorzystuje się do ilościowego oznaczania niklu, a produkt reakcji wykorzystuje się jako pigment w materiałach kosmetycznych i do innych celów.
Aplikacja
Główną część wytopionego niklu przeznacza się na przygotowanie różnych stopów. Zatem dodanie niklu do stali zwiększa odporność chemiczną stopu, a wszystkie stale nierdzewne koniecznie zawierają nikiel. Ponadto stopy niklu charakteryzują się dużą wytrzymałością i są wykorzystywane do produkcji trwałych zbroi. Stop żelaza i niklu, zawierający 36-38% niklu, ma zaskakująco niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (jest to tzw. stop Invar) i wykorzystywany jest do produkcji krytycznych części różnych urządzeń.
Do produkcji rdzeni elektromagnesów szeroko stosuje się stopy pod ogólną nazwą permalloy. (cm. PERMALLOJ). Stopy te, oprócz żelaza, zawierają od 40 do 80% niklu. Powszechnie znane są spirale nichromowe stosowane w różnych grzejnikach, które składają się z chromu (10-30%) i niklu. Monety są bite ze stopów niklu. Całkowita liczba różnych stopów niklu w praktycznym zastosowaniu sięga kilku tysięcy.
Wysoka odporność na korozję powłok niklowych pozwala na stosowanie cienkich warstw niklu w celu ochrony różnych metali przed korozją w wyniku niklowania. Jednocześnie niklowanie nadaje produktom piękny wygląd. W tym przypadku do elektrolizy stosuje się wodny roztwór podwójnego siarczanu amonu i niklu (NH 4) 2 Ni(SO 4) 2.
Nikiel jest szeroko stosowany w produkcji różnych urządzeń chemicznych, w przemyśle stoczniowym, w elektrotechnice, w produkcji baterii alkalicznych i do wielu innych celów.
Specjalnie przygotowany nikiel rozproszony (tzw. nikiel Raneya) jest szeroko stosowany jako katalizator w różnorodnych reakcjach chemicznych. Tlenki niklu wykorzystywane są do produkcji materiałów ferrytycznych oraz jako pigmenty do szkła, glazury i ceramiki; tlenki i niektóre sole służą jako katalizatory w różnych procesach.
Rola biologiczna
Nikiel jest jednym z mikroelementów (cm. MIKROELEMENTY) niezbędne do prawidłowego rozwoju organizmów żywych. Niewiele jednak wiadomo na temat jego roli w organizmach żywych. Wiadomo, że nikiel bierze udział w reakcjach enzymatycznych u zwierząt i roślin. U zwierząt gromadzi się w zrogowaciałych tkankach, zwłaszcza w piórach. Zwiększona zawartość niklu w glebie prowadzi do chorób endemicznych – u roślin pojawiają się brzydkie formy, a u zwierząt choroby oczu związane z gromadzeniem się niklu w rogówce. Dawka toksyczna (dla szczurów) - 50 mg. Szczególnie szkodliwe są lotne związki niklu, w szczególności jego tetrakarbonyl Ni(CO) 4 . Maksymalne dopuszczalne stężenie związków niklu w powietrzu waha się od 0,0002 do 0,001 mg/m 3 (dla różnych związków).

słownik encyklopedyczny. 2009 .

Synonimy:

Zobacz, co „nikiel” występuje w innych słownikach:

NIKIEL- (symbol Ni), metal o masie atomowej 58,69, numer seryjny 28, należy wraz z kobaltem i żelazem do grupy VIII i rzędu 4 układu okresowego Mendelejewa. Oud. V. 8,8, temperatura topnienia 1452°. W swoich zwykłych kontaktach N.... ... Wielka encyklopedia medyczna

- (symbol Ni), srebrzystobiały metal, ELEMENT PRZEJŚCIOWY, odkryty w 1751 roku. Jego głównymi rudami są rudy żelaza z siarczkiem niklu (pentlandyt) i arsenek niklu (nikiel). Nikiel podlega złożonemu procesowi oczyszczania, obejmującemu zróżnicowany rozkład... ... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

- (niemiecki: nikiel). Metal ma srebrno-biały kolor i nie występuje w czystej postaci. Ostatnio zaczęto go używać do produkcji zastaw stołowych i naczyń kuchennych. Słownik słów obcych zawartych w języku rosyjskim. Chudinov A.N., 1910. NIKIEL niemiecki. Nikiel... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

Nikiel- jest stosunkowo twardym szaro-białym metalem o temperaturze topnienia 1453 stopni. C. Jest ferromagnetyczny, charakteryzuje się ciągliwością, ciągliwością, wytrzymałością i odpornością na korozję i utlenianie. Nikiel to głównie... Oficjalna terminologia

Interakcja niklu w organizmie

Głównym źródłem niklu przedostającego się do organizmu człowieka jest żywność i woda. Do 10% niklu jest wchłaniane z pożywienia, z wody jest wchłaniane szybciej i pełniej - wchłanianie substancji wzrasta do 25%. Kwas solny znajdujący się już w żołądku zaczyna oddziaływać na nikiel, ułatwiając jego wchłanianie do krwi, pozostała substancja jest wchłaniana w jelicie cienkim. Następnie nikiel łączy się z białkami surowicy w osoczu krwi (alfa1-glikoproteina, nikeloplazmina itp.) i jest przenoszony przez krew do narządów. Prawie cały pozostały nikiel jest wydalany przez jelita z kałem, tylko 5% resztkowego niklu jest wydalane z moczem i żółcią.

Pomimo niskiej aktywności chemicznej nikiel wykazuje dość aktywne reakcje interakcji w organizmie, które warto wziąć pod uwagę przy kontroli wchłaniania tej substancji. W obecności witaminy B12 nikiel pobudza kurczliwość i wzrost włókien mięśniowych (a jeśli w organizmie jest jej mało, nikiel wręcz przeciwnie, zmniejsza napięcie mięśniowe. Obecność witaminy C upośledza wchłanianie niklu. Przez wpływając na eliminację nadmiaru hormonów steroidowych, nikiel rzekomo zapobiega zatrzymywaniu sodu i wody, eliminując obrzęki, a także zatrzymuje wapń w tkance kostnej, zapobiegając rozwojowi osteoporozy. Jeśli w organizmie wystąpi niedobór żelaza, miejsce tego pierwiastka zastępują cząsteczki niklu Wchłanianie niklu wzrasta w czasie ciąży i karmienia piersią, co tłumaczy się zapotrzebowaniem tego pierwiastka chemicznego na syntezę hormonów odpowiedzialnych za ciążę i laktację.

Cynk, selen i siarka w żywności i bioaktywnych suplementach zaburzają wchłanianie niklu. Razem z miedzią i kobaltem nikiel bierze udział w syntezie czerwonych krwinek i innych pierwiastków krwi.

Podstawowe funkcje w organizmie

W organizmie człowieka nikiel koncentruje się głównie w przysadce mózgowej, trzustce i nadnerczach – najważniejszych gruczołach układu hormonalnego, które wytwarzają endorfinę, hormon wzrostu i inne hormony, które spełniają następujące funkcje:

• są odpowiedzialni za urodzenie i karmienie dziecka;
• stymulują produkcję melaniny – pigmentu skóry chroniącego ją przed promieniowaniem UV;
• aktywować tarczycę;
• poprawić kurczliwość mięśni;
• pomagają w produkcji insuliny.

Wciąż badana jest rola niklu w aktywności hormonalnej układu hormonalnego, ale istnieją dowody na to, że nikiel uspokaja układ nerwowy, zmniejszając aktywność adrenaliny. Dzięki niklowi nerki zwiększają produkcję hormonu erytropoetyny, który odpowiada za produkcję czerwonych krwinek, erytrocytów i zaopatrywanie wszystkich tkanek w tlen. Potwierdzono rolę niklu w regulacji gromadzenia i wydalania nadmiaru hormonów steroidowych w moczu wytwarzanym przez nadnercza. Dzięki temu następuje obniżenie ciśnienia krwi, regulacja poziomu glukozy we krwi i przyspieszenie regeneracji tkanek w organizmie.

Kolejnym narządem magazynującym nikiel jest wątroba i tutaj pierwiastek bierze udział w syntezie niezbędnych dla organizmu aminokwasów, które wchodzą w skład struktury komórkowego DNA i RNA, wzmacniają układ odpornościowy, poprawiają funkcjonowanie układu serce i naczynia krwionośne, zwalczają stany zapalne i przyspieszają regenerację tkanek po nich, kontrolują wagę ciała, zapobiegają niekontrolowanemu podziałowi komórek.

Nikiel bierze udział w reakcjach utleniania i redukcji różnych związków organicznych ważnych dla funkcjonowania organizmu; jest niezbędny do produkcji niektórych enzymów, bez których nie mogą zostać wchłonięte witaminy, tłuszcze i węglowodany.

Korzyści z niklu dla organizmu

Korzyści niklu dla organizmu są słabo poznane, ale ponieważ aktywnie wpływa on na wiele najważniejszych procesów w narządach i układach, można wskazać następujące korzystne właściwości:

• zmniejsza objawy nadciśnienia tętniczego;
• reguluje metabolizm tłuszczów i węglowodanów, wpływa na utratę wagi;
• łagodzi podniecenie nerwowe;
• zwiększa stężenie hemoglobiny we krwi;
• poprawia wchłanianie insuliny;
• zwiększa odporność;
• wzmacnia układ sercowo-naczyniowy.

Preparaty zawierające nikiel są aktywnie wykorzystywane w trychologii – pierwiastek ten zwiększa przepływ krwi w okolicach mieszków włosowych i poprawia ich dotlenienie, co pomaga ograniczyć wypadanie włosów.

Rola w powstawaniu i przebiegu różnych chorób

Udowodniono wpływ niklu na aktywację insuliny. Jeżeli w przypadku cukrzycy substancję tę podaje się bezpośrednio po insulinie, działanie hipoglikemiczne leku ulega znacznemu wzmocnieniu i można go przyjmować rzadziej. U osób starszych nikiel zaczyna gromadzić się w płucach, a biorąc pod uwagę prawdopodobny związek tej substancji z aktywnością hormonalną organizmu, naukowcy sugerują wpływ niklu na związaną z wiekiem aktywność hormonów płucnych, co może nasilać objawy astmy oskrzelowej.

Nadmierne gromadzenie się niklu w organizmie powoduje depigmentację skóry - bielactwo nabyte. Wpływ niklu na produkcję histaminy w organizmie sprawił, że metal ten jest jednym z najbardziej znanych alergenów: około 15% ludzi na świecie jest uczulonych na związki niklu, które są wykorzystywane do wyrobu biżuterii, zegarków, zapięć i nitów odzieżowych – to powoduje podrażnienia i swędzące wysypki na skórze.

Jakie pokarmy zawierają nikiel?

Jedna czwarta niklu, który codziennie dostaje się do naszego organizmu, pochodzi z wody z kranu. Szczególnie dużo tego pierwiastka zawiera woda rano, gdy stoi w rurociągu przez dłuższy czas. Mistrzami pod względem zawartości niklu są kakao w proszku (980 mcg/100 g masy produktu), czekolada gorzka (260 mcg) i czekolada mleczna (120 mcg). Za przyczynę tak dużej zawartości niklu w tych wyrobach uważa się stosowanie niklowanych urządzeń i pojemników do przechowywania i przetwarzania surowców czekoladowych.

Nikiel w niektórych produktach spożywczych (µg na 100g)

Płatki		Rośliny strączkowe, orzechy		Ryba mięsna		Warzywa Owoce
Grys ​​kukurydziany	80	Nerkowiec	510	Wątroba wołowa	63	szpinak	390
Płatki	50	Soja	304	Wędzona makrela	28	Morele	32
Ryż	50	Zielony groszek	250	Szproty w oleju	14	Gruszka	18
Pszenica	40	fasolki	170	Wieprzowina	12	Winogrono	16
Żyto	30	soczewica	160	Dorsz	9	Biała kapusta	15
Jęczmień perłowy	20	Pistacje	40	Wołowina	8	Pomidory	13

Porada lekarza. Osoby stosujące dietę opartą na białkach roślinnych powinny racjonalnie rozmieszczać w swoim jadłospisie bogate w białko rośliny strączkowe i zboża, aby nie przedawkować niklu

Osoby cierpiące na alergię na nikiel powinny starać się unikać w swojej diecie pokarmów bogatych w nikiel.

Jak zachować nikiel w żywności

Produktów o dużej zawartości niklu (zboża, rośliny strączkowe) nie należy przechowywać w otwartym miejscu, w bezpośrednim świetle słonecznym, ponieważ metal może tworzyć różne tlenki, które mogą gromadzić się w organizmie. Z drugiej strony w pojemnikach niklowanych nie można przechowywać żywności dłużej niż dwa dni – zwiększa się ryzyko przedostania się niklu do żywności i nadmiernego gromadzenia się tego minerału w narządach i tkankach.

Strawność minerałów

Alergicy powinni także pamiętać, że napoje zawierające kofeinę i piwo zawierają nikiel, który jest słabo wchłaniany i może nasilać podrażnienia skóry.

Wchłanianie niklu znacznie pogarsza się w przypadku picia herbaty, kawy, mleka, soku pomarańczowego wraz z produktami je zawierającymi lub uzupełniania diety deserami owocowo-jagodowymi na bazie owoców cytrusowych, kiwi, czarnych porzeczek i innych produktów zawierających dużo askorbinu kwas.

Połączenie z innymi składnikami odżywczymi

Nikiel łatwo wchodzi w interakcję z białkami i kwasami organicznymi (cytrynowym, jabłkowym, octowym itp.), ułatwiając ich wchłanianie. Ważne jest, aby łączyć nikiel z żywnością bogatą w tłuszcze i węglowodany. Bez niklu tłuszcze dostarczane wraz z substancjami odżywczymi nie rozkładają się na łatwo przyswajalne kwasy tłuszczowe i glicerol, a potrzebna organizmowi energia z węglowodanów nie jest uwalniana.

Dzienne normy niklu

Biologiczna rola niklu w organizmie człowieka nie została dotychczas dokładnie określona, ​​dlatego też nie ma naukowych norm spożycia tego metalu, a zapotrzebowanie na niego uzasadniane jest głównie na podstawie obserwacji. Dzienna norma niklu dla człowieka określana jest w przedziale od 100 do 300 mcg. Wraz z pożywieniem i wodą otrzymujemy dziennie około 600 mcg niklu, jednak przyswajamy nie więcej niż jedną czwartą otrzymanej ilości, zatem przy zbilansowanej diecie niedobór lub nadmiar tej substancji zdarza się rzadko.

Przyczyny i skutki niedoboru niklu

Jeśli organizm otrzymuje mniej niż 50 mcg niklu dziennie, może rozwinąć się stan niedoboru. Przyczyną niedoboru niklu, oprócz złego odżywiania (na przykład dieta oparta wyłącznie na owocach lub sokach, kaszy gryczanej lub kawie), mogą być niektóre choroby żołądka i jelit upośledzające wchłanianie niklu, ciężka anemia i choroby serca choroba.

Porada lekarza. Przy zespole chronicznego zmęczenia, przy stresie fizycznym i psychicznym, po chorobach zakaźnych organizm potrzebuje zwiększonej podaży niklu z pożywienia

Uzupełnianie diety w nikiel jest konieczne po konsultacji z lekarzem w przypadku nadciśnienia tętniczego, cukrzycy i niektórych chorób dermatologicznych. Kobiety w ciąży i karmiące piersią powinny zachować szczególną ostrożność podczas obchodzenia się z niklem. Z jednej strony nikiel sprzyja ciąży i wpływa na laktację, z drugiej jest pierwiastkiem toksycznym, dlatego wszelkie suplementy diety, kompleksy witaminowe, a nawet zmiany w jadłospisie na rzecz pokarmów bogatych w nikiel należy konsultować z lekarzem.

Objawy niedoboru niklu obejmują osłabienie mięśni i ogólny letarg oraz brak chęci do ruchu. Zmniejsza się odporność organizmu na wirusy i bakterie, często rozwijają się choroby zakaźne, które są długotrwałe i trudne. Jeśli środki nie zostaną podjęte przez dłuższy czas, poziom hemoglobiny znacznie się zmniejszy, poziom cukru we krwi wzrośnie, czynność serca zostanie zakłócona, rozwiną się patologie wątroby i pojawią się dermatozy.

Nadmiar niklu w organizmie

Nadmierne gromadzenie się niklu w organizmie występuje znacznie częściej niż stany niedoboru i występuje z kilku powodów:

• ciągłe używanie niklowanych naczyń i przechowywanie w nich żywności;
• spożywanie dużych ilości pokarmów bogatych w nikiel;
• zwiększona zawartość niklu w warzywach i owocach na skutek ich uprawy na glebach i wodach zanieczyszczonych tym pierwiastkiem;
• wysoka zawartość niklu w wodzie kranowej;
• nadużywanie konserw (zawierają dużo niklu z puszki);
• noszenie biżuterii, zegarków ze stopów niklu;
• protezy lub aparaty ortodontyczne niskiej jakości, w których wydziela się nikiel;
• wdychanie dymu tytoniowego, gazów spalinowych;
• nadużywanie papierosów elektronicznych.

Przedawkowanie niklu można uzyskać wdychając opary lub pyły zawierające związki tego pierwiastka w przemysłowych warunkach produkcji lub podczas pracy z lekami, ponieważ nikiel może gromadzić się w organizmie. Najbardziej niebezpieczne są siarczan i chlorek niklu – związki te rozpuszczają się w wodzie i szybko się wchłaniają.

Szczawiany, krzemiany i fosforany niklu są nierozpuszczalne w wodzie i dlatego są mniej toksyczne.

Ostre zatrucie z powodu nadmiaru niklu może wystąpić, gdy do organizmu dostanie się pojedyncza dawka większa niż 50 mg substancji. W tym przypadku pojawia się ból w prawym podżebrzu, duszność, nudności i bóle głowy.

Ważny! Wysoki poziom niklu we krwi w badaniu laboratoryjnym może być pierwszą oznaką rozwijającego się zawału mięśnia sercowego

Przewlekłe zatrucie niklem objawia się:

• stany zapalne skóry – zapalenie rogówki, kontaktowe zapalenie skóry;
• wrzody na rogówce oczu;
• częste krwawienia z nosa;
• nieżyt nosa, choroby dróg oddechowych;
• zaburzenia nerwowe, drażliwość i pobudliwość;
• zaburzenia rytmu serca;
• problemy trawienne.

W zaawansowanych postaciach nadmiar niklu grozi obrzękiem mózgu i płuc, stłuszczeniem wątroby, niewydolnością nerek oraz rozwojem raka płuc i żołądka.

Pierwszą pomocą przy ostrym zatruciu niklem może być podanie unitiolu (ditiolopropanosulfonianu sodu), który silnie wiąże i usuwa nikiel. Zgodnie ze wskazaniami stosuje się leczenie objawowe i wyklucza się z diety produkty zawierające nikiel.

Preparaty zawierające minerał

Jeśli nie da się zrekompensować braku niklu w diecie, lekarz może zalecić suplementy diety lub kompleksy witaminowe zawierające nikiel (na przykład Vitalgin, Vitrum). Zazwyczaj tabletki lub kapsułki leku przyjmuje się raz dziennie z posiłkami, ale czas stosowania i dawkowanie musi wybrać lekarz, ponieważ nikiel jest metalem toksycznym i powoduje nieprzyjemne skutki uboczne.

Zastosowanie niklu w stopach

Nikiel jest podstawą większości żaroodpornych materiałów stosowanych w przemyśle lotniczym na części elektrowni.

• Monel metaliczny (65 - 67% Ni + 30 - 32% Cu + 1% Mn), żaroodporny do 500°C, bardzo odporny na korozję;
• nichrom, stop oporowy (60% Ni + 40% Cr);
• permalloj (76% Ni + 17% Fe + 5% Cu + 2% Cr), charakteryzuje się dużą podatnością magnetyczną przy bardzo małych stratach histerezy;
• inwar (65% Fe + 35% Ni), prawie nie wydłuża się po podgrzaniu.
• Ponadto stopy niklu obejmują stale niklowe i chromowo-niklowe, srebro niklowe i różne stopy oporowe, takie jak konstantan, nikiel i mangan.

Wszystkie stale nierdzewne koniecznie zawierają nikiel, ponieważ... Nikiel zwiększa odporność chemiczną stopu. Stopy niklu charakteryzują się również dużą wytrzymałością i są wykorzystywane do produkcji trwałych zbroi. Do produkcji najważniejszych części różnych urządzeń stosuje się stop niklowo-żelazowy (36-38% niklu), który ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Do produkcji rdzeni elektromagnesów szeroko stosuje się stopy pod ogólną nazwą permalloy. Stopy te, oprócz żelaza, zawierają od 40 do 80% niklu. Monety są bite ze stopów niklu. Całkowita liczba różnych stopów niklu w praktycznym zastosowaniu sięga kilku tysięcy.

Niklowanie metali

Nikiel w czystej postaci stosowany jest głównie jako powłoki zabezpieczające przed korozją w różnych środowiskach chemicznych. Powłoki ochronne na żelazie i innych metalach uzyskuje się dwiema dobrze znanymi metodami: napawaniem i galwanizacją. W pierwszym sposobie warstwę platerowaną tworzy się poprzez walcowanie na gorąco cienkiej blachy niklowej z grubą blachą żelazną. Stosunek grubości niklu do pokrywanego metalu wynosi w przybliżeniu 1:10. W procesie walcowania złącza, na skutek wzajemnej dyfuzji, blachy te zostają zespawane i otrzymujemy monolityczny dwuwarstwowy lub nawet trójwarstwowy metal, którego powierzchnia niklu chroni ten materiał przed korozją.

Ten rodzaj gorącej metody tworzenia ochronnych powłok niklowych jest szeroko stosowany do ochrony żelaza i stali niestopowych przed korozją. To znacznie obniża koszt wielu produktów i urządzeń wykonanych nie z czystego niklu, ale ze stosunkowo taniego żelaza lub stali, ale pokrytych cienką warstwą ochronną niklu. Duże zbiorniki wykonane są z niklowanej blachy żelaznej do transportu i przechowywania np. zasad żrących, które znajdują także zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu chemicznego.

Galwaniczna metoda tworzenia powłok ochronnych niklem jest jedną z najstarszych metod procesów elektrochemicznych. Operacja ta, powszechnie znana w technice jako niklowanie, jest w zasadzie stosunkowo prostym procesem technologicznym. Polega na wykonaniu prac przygotowawczych polegających na bardzo dokładnym oczyszczeniu powierzchni pokrywanego metalu i przygotowaniu kąpieli elektrolitycznej składającej się z zakwaszonego roztworu soli niklu, najczęściej siarczanu niklu. W przypadku galwanizacji elektrolitycznej pokrywany materiał służy jako katoda, a płyta niklowa służy jako anoda. W obwodzie galwanicznym nikiel osadza się na katodzie z równoważnym przejściem z anody do roztworu. Metoda niklowania jest szeroko stosowana w inżynierii i do tego celu zużywa się duże ilości niklu.

Od niedawna metodą niklowania elektrolitycznego można uzyskać powłoki ochronne na aluminium, magnezie, cynku i żeliwie. W artykule opisano zastosowanie metody niklowania stopów aluminium i magnezu, w szczególności do ochrony duraluminiowych łopatek samolotów o napędzie śmigłowym. W innym artykule opisano zastosowanie bębnów suszących z żeliwa niklowanego w papiernictwie; Stwierdzono znaczny wzrost odporności korozyjnej bębnów oraz wzrost jakości papieru na bębnach niklowanych w porównaniu do konwencjonalnych bębnów żeliwnych bez niklowania.

Niklowanie przeprowadza się metodą galwaniczną przy użyciu elektrolitów zawierających siarczan niklu(II), chlorek sodu, wodorotlenek boru, środki powierzchniowo czynne i rozjaśniacze oraz rozpuszczalne anody niklowe. Grubość powstałej warstwy niklu wynosi 12 - 36 mikronów. Stabilny połysk powierzchni można zapewnić poprzez późniejsze chromowanie (grubość warstwy chromu 0,3 mikrona).

Niklowanie bezprądowe przeprowadza się w roztworze mieszaniny chlorku niklu(II) i podfosforynu sodu w obecności cytrynianu sodu:

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

Proces prowadzi się przy pH 4 - 6 i temperaturze 95°C.

Zastosowanie niklu w produkcji akumulatorów

Produkcja akumulatorów żelazowo-niklowych, niklowo-kadmowych, niklowo-cynkowych, niklowo-wodorowych.

Najczęstszymi „wadami” źródeł prądu chemicznego są cynk, kadm, żelazo, a najczęstszymi „zaletami” są tlenki srebra, ołowiu, manganu i niklu. Do produkcji baterii alkalicznych wykorzystuje się związki niklu. Nawiasem mówiąc, bateria żelazowo-niklowa została wynaleziona w 1900 roku przez Thomasa Alvę Edisona.

Elektrody dodatnie na bazie tlenków niklu mają dość duży ładunek dodatni, są stabilne w elektrolicie, są łatwe w obróbce, są stosunkowo niedrogie, wytrzymują długo i nie wymagają szczególnej pielęgnacji. Dzięki temu zestawowi właściwości elektrody niklowe są najpopularniejsze. Niektóre akumulatory, szczególnie cynkowo-srebrowe, mają lepsze właściwości niż akumulatory żelazowo-niklowe lub niklowo-kadmowe. Ale nikiel jest znacznie tańszy niż srebro, a drogie baterie wytrzymują znacznie krócej.

Elektrody tlenkowe do akumulatorów alkalicznych wykonane są z pasty zawierającej hydrat tlenku niklu i proszek grafitowy. Czasami zamiast grafitu funkcje dodatku przewodzącego pełnią cienkie płatki niklu równomiernie rozmieszczone w wodorotlenku niklu. Ta aktywna masa jest zapakowana w przewodzące płytki o różnych konstrukcjach.

W ostatnich latach upowszechniła się kolejna metoda wytwarzania elektrod niklowych. Płyty tłoczone są z bardzo drobnego proszku tlenków niklu z niezbędnymi dodatkami. Drugim etapem produkcji jest spiekanie masy w atmosferze wodoru. Metodą tą powstają porowate elektrody o bardzo rozwiniętej powierzchni, a im większa powierzchnia, tym większy prąd. Baterie z elektrodami wykonane tą metodą są mocniejsze, bardziej niezawodne, lżejsze, ale i droższe. Dlatego stosuje się je w najbardziej krytycznych obiektach - obwodach radioelektronicznych, źródłach prądu w statkach kosmicznych itp.

Elektrody niklowe, wykonane z najdrobniejszych proszków, są również stosowane w ogniwach paliwowych. Szczególnego znaczenia nabierają tu właściwości katalityczne niklu i jego związków. Nikiel jest doskonałym katalizatorem złożonych procesów zachodzących w tych źródłach prądu. Nawiasem mówiąc, w ogniwach paliwowych nikiel i jego związki można wykorzystać zarówno do wytworzenia „plus”, jak i „minus”. Jedyna różnica dotyczy dodatków.

Nikiel w technologiach radiacyjnych

Nuklid 63 Ni, który emituje cząstki β+, ma okres półtrwania wynoszący 100,1 lat i jest stosowany w krytronach. Ostatnio w mechanicznych przerywaczach wiązki neutronów w celu uzyskania impulsów neutronowych o wysokich wartościach energii zaczęto stosować płytki niklowe zamiast płytek kadmowych.

Zastosowanie niklu w medycynie

• Stosowany do produkcji systemów wsporników.
• Protetyka

Najlepszym sposobem na jakościowe i ilościowe oznaczenie niklu jest powstawanie szkarłatnego osadu podczas dodawania dimetyloglioksymu do roztworu amoniaku analizowanej mieszaniny. Ale dimetyloglioksymian niklu jest potrzebny nie tylko analitykom. Piękny, głęboki kolor tego złożonego związku przyciągnął uwagę perfumiarzy: do szminki dodano dimetyloglioksymat niklu. Niektóre związki, takie jak dimetyloglioksymian niklu, są podstawą farb bardzo odpornych na światło.

Inne zastosowania niklu

Istnieją ciekawe przesłanki dotyczące stosowania płytek niklowych w instalacjach ultradźwiękowych, zarówno elektrycznych, jak i mechanicznych, a także w nowoczesnych konstrukcjach aparatów telefonicznych.

Istnieją pewne obszary technologii, w których czysty nikiel wykorzystuje się bezpośrednio w postaci proszku lub w postaci różnych produktów otrzymywanych z proszków czystego niklu.

Jednym z obszarów zastosowań sproszkowanego niklu są procesy katalityczne w reakcjach uwodornienia węglowodorów nienasyconych, aldehydów cyklicznych, alkoholi i węglowodorów aromatycznych.

Właściwości katalityczne niklu są podobne do właściwości platyny i palladu. Zatem odzwierciedlona jest tutaj chemiczna analogia pierwiastków tej samej grupy układu okresowego. Nikiel, jako metal tańszy od palladu i platyny, znajduje szerokie zastosowanie jako katalizator w procesach uwodornienia.

Do tych celów zaleca się stosowanie niklu w postaci bardzo drobnego proszku. Otrzymuje się go poprzez specjalny sposób redukcji tlenku niklu wodorem w zakresie temperatur 300-350°.