nikkel / Ni
(Mond-eljárás, nikkel(II)-vegyületek, nikkel(III)-vegyületek, németezüst, permalloy, Elinvar)

Név:
Német bányászok gúnyosan "Kupfernickel"-nek hívták rézhez hasonló érceit, mert nem tudták rézre feldolgozni.

Felfedezés:
Ötvözeteit már az ókorban ismerték.
Axel Cronstedt svéd vegyész állított elő először fémet 1751-ben.

Rendszám: a periódusos rendszer 28. eleme

Relatív atomtömeg: 58,71

Elektronkonfiguráció: [Ar](3d)8(4s)2

Izotópok:
A természetes nikkel öt stabil izotóp keveréke.
Kilenc további instabil izotópja ismert.

Előfordulás:
Földi és meteor vasban mindíg előfordul.
Legfontosabb ásványa a pentlandit [(Ni, Fe)S], továbbá amillerit (NiS) és a nikkelin (NiAs).
Fontos a garnierit, amely nikkel-magnézium-hidroszilikát.

Előállítás:
Tiszta nikkelt oxidjának redukciójával, vagy elektrolizissel állítanak elő.
Érceiből rézhez hasonló módon termelik ki. Az ércet előbb dúsítják, majd kéneskövet állítanak elő, melyben nikkel-, réz- és vas-szulfid van. A vasat bázisos bélésű konverterben elsalakosítják, a kapott "finom kéneskövet" pörkölik, és a kapott NiO-CuO keveréket lángkemencében szénnel redukálkják.
Nagy tisztaságú nikkel állítható elő a Ludwig Mond által kidolgozott Mond-eljárással nikkel-karbonil hőbontásával.

Fizikai tulajdonságok:
Fehér színű, ferromágneses fém.
Jó elektromos vezető.
Szilárdsága eléri az acélét.
Sűrűsége 8,9 g/cm³
Olvadáspontja 1453°C

Kémiai tulajdonságok:
A vascsoport harmadik eleme.
Közepesen aktív fém.
A hidrogént elnyeli, de hidridet nem alkot vele.
Levegőn megtartja fényét, cak magasabb hőmérsékleten kezd oxidálódni.
Halogénekkel közvetlenül egyesül.
Kénnel összeolvasztva szulfidot ad.
Nitrogénnel még magas hőmérsékleten sem egyesül.
Szénnel magas hőmérsékleten karbidot ad.
A tiszta nikkel korrózióval szemben igen ellenálló.
Száraz kén-hidrogén sem hat rá, de kén-dioxid víz jelenlétében erősen megtámadja.
Víz levegő jelenlétében zöld hidroxil réteggel vonja be.
Nem oxidáló savak lassan, oxidáló savak gyorsan oldják; szerves savak alig támadják meg.
Még a legtöményebb vagy olvasztott alkáliák sem hatnak rá.
Leggyakrabban két vegyértékű Ni²⁺ ion alakjában fordul elő, ennek vegyületei (nikkel(II)-vegyületek) hasonlóak a Co²⁺ ion megfelelő vegyületeihez.
Vannak három (nikkel(III)-vegyületek), ritkán egy, vagy négy vegyértékű vegyületei is.
Atomvegyületeket (pl. NiS) és illó molekulavegyületeket [pl. Ni(CO)₄] is alkot.

Felhasználás:
Korrózióelleni bevonórétegként alkalmazzák (a baloldali képen), ezenkívül pénzverés (kupronikkel a jobboldali képen) és evőeszközgyártás terén magában vagy rézzel ötvözve (németezüst).
A hidrogénezés fontos katalizátora (Raney-nikkel) és számos rozsdamentes acél egyik összetevője.
Tisztán edények, orvosi műszerek, laboratóriumi eszközök készítésére használják.
A permalloy nagy permeabilitású vas-nikkel ötvözet, 78% nikkeltartalommal.
Vegyületei a kerámia gyártásánál használatosak.
Az Elinvar egy kb. 36 % nikkelt, 12 % krómot, kis mennyiségben volfrámot és mangánt tartalmazó acél ötvözet kereskedelmi neve. Órák hajszálrúgóinak készítésére használják, mivel rugalmassága nem változik a hőmérséklettel.

Biológia:
A nikkel és oldható vegyületeinek koncentrációja a 0,05 mg/m³ értéket nem haladhatja meg a levegőben napi 8 órás - heti 40 órás munkahét átlagában.
A nikkel-szulfid gőze potenciális rákkeltő.

Felhasznált irodalom