Bolo to v roku 1751. V malom Švédsku sa vďaka vedcovi Axelovi Frederikovi Krondstedtovi objavil prvok číslo 17. V tom čase bolo známych len 12 kovov, plus síra, fosfor, uhlík a arzén. Do svojej firmy prijali nováčika, volá sa nikel.
Trošku histórie
Mnoho rokov pred týmto zázračným objavom poznali baníci zo Saska rudu, ktorú si možno pomýliť s medenou rudou. Pokusy extrahovať meď z tohto materiálu boli márne. Ruda, ktorá sa cítila podvedená, sa začala nazývať „Kupfernikel“(v ruštine – „medený diabol“).
Krondstedt, odborník na minerály, sa začal zaujímať o túto rudu. Po veľkej práci sa získal nový kov, ktorý sa nazýval nikel. Výskumnú štafetu prevzal Bergman. Kov ďalej zušľachťoval a dospel k záveru, že tento prvok pripomína železo.
Fyzikálne vlastnosti niklu
Nikel je zaradený do desiatej skupiny prvkov a nachádza sa vo štvrtej perióde periodickej tabuľky pod atómovým číslom 28. Ak v tabuľke odoberiete symbol Ni, ide o nikel. Má žltý odtieň, na striebornom podklade. Aj vo vzdušnom kovenevybledne. Pevná a dosť viskózna. Dobre sa hodí na kovanie, takže je možné vyrábať veľmi tenké výrobky. Dokonale vyleštené. Nikel je možné pritiahnuť magnetom. Dokonca aj pri teplote 340 stupňov so znamienkom mínus sú viditeľné magnetické vlastnosti niklu. Nikel je kov odolný voči korózii. Vykazuje nízku chemickú aktivitu. Čo možno povedať o chemických vlastnostiach niklu?
Chemické vlastnosti
Čo je potrebné na určenie kvalitatívneho zloženia niklu? Tu je potrebné uviesť, z akých atómov (konkrétne ich počtu) sa skladá náš kov. Molárna hmotnosť (nazývaná aj atómová hmotnosť) je 58,6934 (g / mol). Merania sa posunuli ďalej. Polomer atómu nášho kovu je 124 pm. Pri meraní polomeru iónov výsledok ukázal (+2e) 69 pm a číslo 115 pm je kovalentný polomer. Podľa stupnice slávneho kryštalografa a veľkého chemika Paulinga je elektronegativita 1,91 a elektronický potenciál 0,25 V.
Vplyv vzduchu a vody na nikel je takmer zanedbateľný. To isté možno povedať o zásadách. Prečo tento kov takto reaguje? Na jeho povrchu vzniká NiO. Ide o povlak vo forme filmu, ktorý zabraňuje oxidácii. Ak sa nikel zahreje na veľmi vysokú teplotu, začne reagovať s kyslíkom a tiež pôsobí s halogénmi a so všetkými.
Ak sa nikel dostane do kyseliny dusičnej, reakcia nebude trvať dlho. Ľahko sa aktivuje aj v roztokoch obsahujúcich amoniak.
Ale nie všetky kyseliny fungujú na nikel. Kyseliny ako chlorovodíková a sírová,rozpúšťajte ho veľmi pomaly, ale isto. A pokusy urobiť to isté s niklom v kyseline fosforečnej neboli vôbec úspešné.
Nikel v prírode
Dohady vedcov sú, že jadro našej planéty je zliatina, v ktorej železo obsahuje 90% a niklu je 10-krát menej. Je tu prítomnosť kob altu - 0,6%. V procese rotácie sa atómy niklu dostali von do vrstvy zemského krytu. Sú zakladateľmi sulfidových rúd medi a niklu spolu s meďou a sírou. Niektoré z odvážnejších atómov niklu sa tam nezastavili a posunuli sa ďalej. Atómy sa vyrútili na povrch v spoločnosti chrómu, horčíka a železa. Ďalej boli spolucestujúci nášho kovu oxidovaní a oddelení.
Felsické a ultrabázické horniny sa vyskytujú na povrchu zemegule. Podľa vedcov je obsah niklu v kyslých horninách oveľa nižší ako v ultramafických. Preto sú tam pôda a vegetácia pomerne dobre obohatené o nikel. Ale cesta diskutovaného hrdinu v biosfére a vode nebola taká nápadná.
niklové rudy
Priemyselné niklové rudy sa delia na dva typy.
- Sulfidová meď-nikel. Minerály: horčík, pyrhotit, kubanit, milerit, petlandit, sperrylit - to je to, čo tieto rudy obsahujú. Vďaka magme, ktorá ich vytvorila. Sulfidové rudy môžu tiež produkovať paládium, zlato a ďalšie.
- Silikátové niklové rudy. Sú voľné, ako hlina. Rudy tohto typu sú železité, kremičité, magnéziové.
Kde sa používa nikel
Nikel je široko používaný v takom silnom priemysle, akým je metalurgia. Konkrétne pri výrobe širokej škály zliatin. V podstate zliatina obsahuje železo, nikel a kob alt. Existuje veľa zliatin na báze niklu. Náš kov je kombinovaný do zliatiny, napríklad s titánom, chrómom, molybdénom. Nikel sa používa aj na ochranu výrobkov, ktoré rýchlo korodujú. Tieto výrobky sú poniklované, to znamená, že vytvárajú špeciálny niklový povlak, ktorý nedovoľuje korózii robiť opak.
Nikel je veľmi dobrý katalyzátor. Preto sa aktívne používa v chemickom priemysle. Sú to zariadenia, chemické riady, zariadenia na rôzne aplikácie. Na chemikálie, potraviny, rozvoz alkálií, skladovanie éterických olejov sa používajú nádrže a zásobníky z niklových materiálov. Bez tohto kovu sa nezaobíde jadrová technika, televízia, rôzne zariadenia, ktorých zoznam je veľmi dlhý.
Ak sa pozriete do takej oblasti, ako je výroba nástrojov, a potom do oblasti strojárstva, všimnete si, že anódy a katódy sú niklové plechy. A to nie je celý zoznam aplikácií takého jednoducho úžasného kovu. Netreba podceňovať ani význam niklu v medicíne.
Nikel v medicíne
Nikel je široko používaný v medicíne. Najprv si vezmime nástroje potrebné na operáciu. Výsledok operácie závisí nielen od samotného lekára, ale aj od kvality nástroja, s ktorým pracuje. Nástroje prechádzajú početnými sterilizáciami a ak sú vyrobené zo zliatiny, ktorá neobsahuje nikel, korózia nebude trvať dlho. A nástroje vyrobené z ocele obsahujúcej nikel vydržia oveľa dlhšie.
Pokiaľ ide o implantáty, na ich výrobu sa používajú zliatiny niklu. Oceľ obsahujúca nikel má vysoký stupeň pevnosti. Zariadenia na upevnenie kostí, protéz, skrutiek - všetko je vyrobené z tejto ocele. V zubnom lekárstve zaujali svoje pevné miesto aj implantáty. Ortodontisti používajú výstuhy z nehrdzavejúcej ocele.
Nikel v živých organizmoch
Ak sa pozriete na svet zdola nahor, obrázok sa vám vynorí asi takto. Pod nohami máme pôdu. Obsah niklu je v ňom vyšší ako vo vegetácii. Ale ak vezmeme do úvahy túto vegetáciu pod hranolom, ktorý nás zaujíma, potom sa v strukovinách nachádza veľký obsah niklu. A v obilninách sa percento niklu zvyšuje.
V krátkosti sa zamyslime nad priemerným obsahom niklu v rastlinách, morských a suchozemských živočíchoch. A, samozrejme, aj u ľudí. Meranie je v hmotnostných percentách. Hmotnosť niklu v rastlinách je teda 510-5. Suchozemské zvieratá 110-6, morské živočíchy 1, 610-4. A človek má obsah niklu 1-210-6.
Úloha niklu v ľudskom tele
Vždy chcete byť zdravým a krásnym človekom. Nikel je jedným z dôležitých stopových prvkov v ľudskom tele. Nikel sa zvyčajne hromadí v pľúcach, obličkách a pečeni. Akumulácia niklu u ľudínachádza sa vo vlasoch, štítnej žľaze a pankrease. A to nie je všetko. Čo robí kov v tele? Tu môžeme pokojne povedať, že je to Švajčiar, kosec a hráč na fajku. Konkrétne:
- pomáhať okysličovať bunky, nie bez úspechu;
- oxidačno-redukčná práca v tkanivách padá aj na plecia niklu;
- neváha sa podieľať na regulácii hormonálneho pozadia tela;
- bezpečne oxiduje vitamín C;
- možno si všimnúť jeho zapojenie do metabolizmu tukov;
- vynikajúci nikel ovplyvňuje krvotvorbu.
Rád by som poznamenal veľký význam niklu v článku. Tento stopový prvok chráni bunkovú membránu a nukleové kyseliny, najmä ich dizajn.
Aj keď zoznam niklových hodnotných diel by mohol pokračovať. Z vyššie uvedeného si všimneme, že telo potrebuje nikel. Tento stopový prvok sa do nášho tela dostáva potravou. Zvyčajne je niklu v tele dostatok, pretože ho potrebuje veľmi málo. Alarmujúci nedostatok nášho kovu je výskyt dermatitídy. Tu je hodnota niklu v ľudskom tele.
Zliatiny niklu
Existuje veľa rôznych zliatin niklu. Všimnime si hlavné tri skupiny.
Prvá skupina zahŕňa zliatiny niklu a medi. Nazývajú sa zliatiny niklu a medi. V akomkoľvek pomere sú tieto dva prvky spojené, výsledok je úžasný a hlavne bez prekvapení. Zaručená homogénna zliatina. Ak obsahuje viac medi ako niklu, potom sú vlastnosti výraznejšiemeď, a ak prevláda nikel, zliatina má charakter niklu.
Zliatiny niklu a medi sú obľúbené pri výrobe mincí, častí strojov. Zliatina Constantine, ktorú tvorí takmer 60 % medi a zvyšok niklu, sa používa na vytvorenie presnejšieho zariadenia.
Zvážte zliatinu s niklom a chrómom. Nicrómy. Odolný voči korózii, kyselinám, tepelne odolný. Takéto zliatiny sa používajú pre prúdové motory, jadrové reaktory, ale iba ak obsahujú do 80 % niklu.
Prejdime k tretej skupine zliatin. Ide o zliatiny železa. Delia sa na 4 typy.
- Tepelne odolný - odolný voči vysokým teplotám. Táto zliatina obsahuje takmer 50% niklu. Tu môže byť kombinácia s molybdénom, titánom, hliníkom.
- Magnetické – zvyšujú magnetickú permeabilitu, často používané v elektrotechnike.
- Antikorózna - táto zliatina je nepostrádateľná pri výrobe chemických zariadení, ako aj pri práci v agresívnom prostredí. Zliatina obsahuje molybdén.
- Zliatina, ktorá si zachováva svoju veľkosť a elasticitu. Termočlánok v rúre. Tu prichádza na rad zliatina. Pri zahrievaní sa zachovajú rozmery rozmerov a nestráca sa elasticita. Koľko niklu je potrebné na výrobu zliatiny s takýmito vlastnosťami? Kov v zliatine by mal byť približne 40 %.
Nikel v každodennom živote
Ak sa pozriete okolo seba, pochopíte, že zliatiny niklu obklopujú človeka všade. Začnime nábytkom. Zliatina chráni základňu nábytku pred poškodením, škodlivými účinkami. Poďme sa pozrieť na doplnky. Hoci na okne, aj keď na nábytku. VieDlho vydrží a vyzerá veľmi pekne. Pokračujme v prehliadke do kúpeľne. Nie je tu žiadny nikel. Sprchové hlavice, vodovodná batéria, vodovodná batéria - všetko poniklované. Vďaka tomu môžete zabudnúť, čo je korózia. A nie je trápne pozrieť sa na produkt, pretože vyzerá roztomilo a podporuje dekor. Poniklované časti sa nachádzajú v dekoratívnych budovách.
Nikel v žiadnom prípade nie je vedľajší kov. Prítomnosťou niklu sa môžu pochváliť rôzne minerály a rudy. Som rád, že takýto prvok je prítomný na našej planéte a dokonca aj v ľudskom tele. Tu hrá nie posledné husle v hematopoetických procesoch a dokonca aj v DNA. Široko používaný v technológii. Nikel získal svoju dominanciu vďaka svojej chemickej odolnosti pri ochrane náterov.
Nikel je kov s veľkou budúcnosťou. V niektorých oblastiach je skutočne nevyhnutný.
