Tai buvo 1751 m. Mažojoje Švedijoje mokslininko Axelio Frederiko Krondstedto dėka atsirado elementas numeris 17. Tuo metu buvo žinoma tik 12 metalų, plius siera, fosforas, anglis ir arsenas. Jie priėmė į savo įmonę naujoką, jo vardas nikelis.
Šiek tiek istorijos
Daug metų iki šio stebuklingo atradimo Saksonijos kalnakasiai buvo susipažinę su rūda, kurią galima supainioti su vario rūda. Bandymai iš šios medžiagos išgauti varį buvo bergždi. Jausdamasis apgautas, rūda pradėta vadinti „Kupfernikel“(rusiškai – „varinis velnias“).
Šia rūda susidomėjo mineralų ekspertas Krondstedtas. Po ilgo darbo buvo gautas naujas metalas, kuris buvo vadinamas nikeliu. Bergmanas perėmė tyrimo estafetę. Jis toliau patobulino metalą ir padarė išvadą, kad šis elementas primena geležį.
Fizikinės nikelio savybės
Nikelis yra įtrauktas į dešimtą elementų grupę ir yra ketvirtajame periodinės lentelės periode po atominiu numeriu 28. Jei atimsite lentelėje simbolį Ni, tai yra nikelis. Jis turi geltoną atspalvį, ant sidabrinio pagrindo. Netgi ore metalasneišblunka. Tvirtas ir gana klampus. Jis puikiai tinka k alti, todėl galima pagaminti labai plonus gaminius. Puikiai poliruotas. Nikelį galima pritraukti magnetu. Net esant 340 laipsnių temperatūrai su minuso ženklu, matomos nikelio magnetinės savybės. Nikelis yra korozijai atsparus metalas. Jis pasižymi mažu cheminiu aktyvumu. Ką galima pasakyti apie chemines nikelio savybes?
Cheminės savybės
Ko reikia norint nustatyti kokybinę nikelio sudėtį? Čia reikia išvardyti, iš kokių atomų (būtent jų skaičiaus) sudaro mūsų metalas. Molinė masė (ji taip pat vadinama atomine mase) yra 58,6934 (g / mol). Matavimai pajudėjo. Mūsų metalo atomo spindulys yra 124 pm. Matuojant jonų spindulį, rezultatas rodė (+2e) 69 pm, o skaičius 115 pm yra kovalentinis spindulys. Pagal garsaus kristalografo ir didžiojo chemiko Paulingo skalę, elektronegatyvumas yra 1,91, o elektroninis potencialas yra 0,25 V.
Oro ir vandens poveikis nikeliui yra beveik nereikšmingas. Tą patį galima pasakyti ir apie šarmą. Kodėl šis metalas taip reaguoja? Ant jo paviršiaus susidaro NiO. Tai plėvelės pavidalo danga, kuri neleidžia oksiduotis. Jei nikelis kaitinamas iki labai aukštos temperatūros, jis pradeda reaguoti su deguonimi, taip pat veikia su halogenais ir visais.
Jei nikelis pateks į azoto rūgštį, reakcija neužtruks ilgai. Jis taip pat lengvai aktyvuojasi tirpaluose, kuriuose yra amoniako.
Tačiau ne visos rūgštys veikia nikelį. Rūgštys, tokios kaip vandenilio chloridas ir siera,ištirpinkite jį labai lėtai, bet užtikrintai. Ir bandymai tą patį padaryti su nikeliu fosforo rūgštyje buvo visiškai nesėkmingi.
Nikelis gamtoje
Mokslininkų spėlionės, kad mūsų planetos šerdis yra lydinys, kuriame geležies yra 90 proc., o nikelio – 10 kartų mažiau. Yra kob alto - 0,6%. Sukimosi metu nikelio atomai pateko į žemės dangos sluoksnį. Jie yra vario-nikelio sulfido rūdos, kartu su variu ir siera, įkūrėjai. Kai kurie drąsesni nikelio atomai tuo nesustojo ir veržėsi toliau. Atomai išskubėjo į paviršių kartu su chromu, magniu ir geležimi. Be to, bendrakeleiviai mūsų metalas oksidavosi ir atsiskyrė.
Felsinės ir ultrabazinės uolienos yra Žemės rutulio paviršiuje. Mokslininkų teigimu, nikelio kiekis rūgštinėse uolienose yra daug mažesnis nei ultramafinėse. Todėl ten dirva ir augmenija gana gerai prisodrinta nikelio. Tačiau aptariamo herojaus kelionė biosferoje ir vandenyje nebuvo tokia pastebima.
Nikelio rūdos
Pramoninės nikelio rūdos skirstomos į dvi rūšis.
- Sulfidinis varis-nikelis. Mineralai: magnis, pirotitas, kubanitas, mileritas, petlanditas, sperilitas – štai kas yra šiose rūdose. Ačiū juos suformavusiai magmai. Iš sulfidų rūdų taip pat galima gauti paladžio, aukso ir kt.
- Silikatinės nikelio rūdos. Jie yra laisvi, kaip molis. Šio tipo rūdos yra geležies, silicio, magnio rūdos.
Kur naudojamas nikelis
Nikelis plačiai naudojamas tokioje galingoje pramonėje kaip metalurgija. Būtent, gaminant įvairiausius lydinius. Iš esmės lydinys apima geležį, nikelį ir kob altą. Yra daug nikelio lydinių. Mūsų metalas yra sujungtas į lydinį, pavyzdžiui, su titanu, chromu, molibdenu. Nikelis taip pat naudojamas greitai rūdintiems produktams apsaugoti. Šie gaminiai yra nikeliuoti, ty sukuria specialią nikelio dangą, kuri neleidžia korozijai veikti priešingai.
Nikelis yra labai geras katalizatorius. Todėl jis aktyviai naudojamas chemijos pramonėje. Tai prietaisai, cheminiai indai, prietaisai įvairioms reikmėms. Cheminėms medžiagoms, maistui, šarmų pristatymui, eterinių aliejų saugojimui naudojami rezervuarai ir rezervuarai iš nikelio medžiagų. Branduolinės technologijos, televizija, įvairūs prietaisai, kurių sąrašas labai ilgas, neapsieina be šio metalo.
Jei pažvelgsite į tokią sritį kaip instrumentų gamyba, o vėliau į mechaninės inžinerijos sritį, pastebėsite, kad anodai ir katodai yra nikelio lakštai. Ir tai ne visas tokio tiesiog nuostabaus metalo pritaikymo sąrašas. Nereikėtų nuvertinti ir nikelio svarbos medicinoje.
Nikelis medicinoje
Nikelis plačiai naudojamas medicinoje. Pirmiausia paimkime operacijai reikalingus įrankius. Operacijos rezultatas priklauso ne tik nuo paties gydytojo, bet ir nuo instrumento, su kuriuo jis dirba, kokybės. Instrumentai yra sterilizuojami daugybe, o jei jie pagaminti iš lydinio, kuriame nėra nikelio, korozija neužtruks. Ir įrankiai, pagaminti iš plieno, kuriame yra nikelio, tarnauja daug ilgiau.
Kalbant apie implantus, jiems gaminti naudojami nikelio lydiniai. Nikelio turintis plienas pasižymi dideliu stiprumu. Prietaisai kaulams tvirtinti, protezai, varžtai – viskas iš šio plieno. Odontologijoje implantai taip pat užėmė tvirtą poziciją. Bugeles, nerūdijančio plieno breketus naudoja ortodontai.
Nikelis gyvuose organizmuose
Jei pažvelgsite į pasaulį iš apačios į viršų, vaizdas atrodo maždaug toks. Turime žemę po kojomis. Nikelio kiekis jame didesnis nei augmenijoje. Bet jei laikysime šią augmeniją po mus dominančia prizme, ankštiniuose augaluose randamas didelis nikelio kiekis. O grūduose nikelio procentas didėja.
Trumpai panagrinėkime vidutinį nikelio kiekį augaluose, jūros ir sausumos gyvūnuose. Ir, žinoma, žmonėms. Matavimas yra svorio procentais. Taigi, nikelio masė augaluose yra 510-5. Sausumos gyvūnai 110-6, jūrų gyvūnai 1, 610-4. O žmogaus nikelio kiekis yra 1-210-6.
Nikelio vaidmuo žmogaus organizme
Jūs visada norite būti sveikas ir gražus žmogus. Nikelis yra vienas iš svarbiausių žmogaus organizmo mikroelementų. Nikelis dažniausiai kaupiasi plaučiuose, inkstuose ir kepenyse. Nikelio kaupimasis žmogaus organizmerandama plaukuose, skydliaukėje ir kasoje. Ir tai dar ne viskas. Ką metalas veikia organizme? Čia galime drąsiai teigti, kad jis yra šveicaras, javapjūtis ir žaidėjas ant vamzdžio. Būtent:
- bandau padėti aprūpinti ląsteles deguonimi, bet nesėkmingai;
- oksidacijos-redukcijos darbas audiniuose taip pat tenka nikelio pečiams;
- nedvejodamas dalyvauja organizmo hormoninio fono reguliavime;
- saugiai oksiduoja vitaminą C;
- galima pastebėti jo dalyvavimą riebalų apykaitoje;
- puikus nikelis veikia kraujo formavimąsi.
Norėčiau atkreipti dėmesį į didelę nikelio svarbą ląstelėje. Šis mikroelementas apsaugo ląstelės membraną ir nukleino rūgštis, būtent jų struktūrą.
Nors nikelio vertų darbų sąrašą galima tęsti. Iš to, kas išdėstyta pirmiau, pastebime, kad organizmui reikia nikelio. Šis mikroelementas į mūsų organizmą patenka su maistu. Paprastai nikelio organizme pakanka, nes jo reikia labai mažai. Nerimą kelia mūsų metalo trūkumas yra dermatito atsiradimas. Štai nikelio vertė žmogaus organizme.
Nikelio lydiniai
Yra daug įvairių nikelio lydinių. Atkreipkite dėmesį į tris pagrindines grupes.
Pirmajai grupei priklauso nikelio ir vario lydiniai. Jie vadinami nikelio-vario lydiniais. Kad ir kokiomis proporcijomis šie du elementai būtų sujungti, rezultatas yra nuostabus ir, svarbiausia, be staigmenų. Garantuojamas homogeniškas lydinys. Jei jame yra daugiau vario nei nikelio, tada savybės yra ryškesnėsvario, o jei vyrauja nikelis, lydinys turi nikelio pobūdį.
Nikelio-vario lydiniai populiarūs gaminant monetas, mašinų dalis. Konstantino lydinys, kurio beveik 60 % sudaro varis, o likusi dalis – nikelis, naudojamas kuriant didesnio tikslumo įrangą.
Apsvarstykite galimybę naudoti lydinį su nikeliu ir chromu. Nichromai. Atsparus korozijai, rūgštims, atsparus karščiui. Tokie lydiniai naudojami reaktyviniams varikliams, branduoliniams reaktoriams, bet tik tuo atveju, jei juose yra iki 80 % nikelio.
Pereikime prie trečiosios lydinių grupės. Tai geležies lydiniai. Jie skirstomi į 4 tipus.
- Atsparus karščiui – atsparus aukštai temperatūrai. Šiame lydinyje yra beveik 50% nikelio. Čia galima derinti su molibdenu, titanu, aliuminiu.
- Magnetinis – padidina magnetinį pralaidumą, dažnai naudojamas elektrotechnikoje.
- Antikorozija – šis lydinys yra nepamainomas gaminant cheminę įrangą, taip pat dirbant agresyvioje aplinkoje. Lydinyje yra molibdeno.
- Lydinys, kuris išlaiko savo dydį ir elastingumą. Termopora orkaitėje. Čia atsiranda lydinys. Šildant išsaugomi matmenų matmenys, neprarandamas elastingumas. Kiek nikelio reikia, kad būtų pagamintas tokių savybių lydinys? Metalo lydinyje turi būti apie 40%.
Nikelis kasdieniame gyvenime
Jei apsidairytumėte, suprastumėte, kad nikelio lydiniai supa žmogų visur. Pradėkime nuo baldų. Lydinys apsaugo baldo pagrindą nuo pažeidimų, žalingo poveikio. Pažvelkime į priedus. Nors ant lango, nors ir ant baldų. Ji galiIlgai laikosi ir labai gražiai atrodo. Tęskime savo kelionę į vonią. Čia nėra nikelio. Dušo galvutės, maišytuvas, maišytuvas – visi nikeliuoti. Dėl to galite pamiršti, kas yra korozija. Ir nėra gėda žiūrėti į gaminį, nes jis atrodo mielas ir palaiko dekorą. Dekoratyviniuose pastatuose yra nikeliuotų dalių.
Nikelis jokiu būdu nėra mažas metalas. Nikelio buvimu gali pasigirti įvairūs mineralai ir rūdos. Džiaugiuosi, kad toks elementas yra mūsų planetoje ir net žmogaus organizme. Čia jis griežia ne paskutiniu smuiku kraujodaros procesuose ir net DNR. Plačiai naudojamas technikoje. Nikelis iškovojo dominavimą dėl savo cheminio atsparumo apsaugant dangas.
Nikelis yra metalas, turintis didelę ateitį. Iš tiesų, kai kuriose srityse tai yra būtina.
