Il nichel è un metallo bianco argento chimicamente inattivo. Questo elemento è indicato dal simbolo Ni ed è nel decimo gruppo del quarto periodo del sistema periodico.
Con l'origine del nome di questo elemento è molto storia interessante. Il punto è che il nome Nicolaus nella mitologia tedesca chiamavano una persona maliziosa, spirito malvagio, bifronte. Ciò è spiegato dal fatto che il minerale da cui si ottiene il nichel è esternamente molto simile, ma in termini di composizione chimica è arseniuro di nichel (piriti di nichel rosso), durante la cui fusione vengono rilasciati gas di arsenico velenosi. I tentativi di isolare il rame non ebbero successo, ma nel 1751 il mineralogista svedese Kronstedt isolò l'ossido verde. Dopo averlo restaurato, il ricercatore ricevette un metallo, che in seguito divenne noto come nichel.
Principali minerali di nichel:
E sebbene questo elemento sia chimicamente inattivo, ha trovato la sua ampia applicazione nell'industria. Ad esempio, altri metalli sono rivestiti di nichel per proteggerli. È anche possibile realizzare lastre di metallo molto sottili da Ni, che vengono utilizzate nell'elettronica, in particolare nelle batterie.
Le leghe di nichel vengono utilizzate attivamente anche in protesi e nella produzione di sistemi di staffe.
Il nichel è un metallo bianco argenteo che non si appanna. Nell'aria è coperto.
Il nichel è molto duro, ma allo stesso tempo abbastanza duttile e malleabile.
Il punto di fusione è 1455 °C, il punto di ebollizione è di circa 2900 °C, la densità è 8,90 kg/dm³.
Il nichel è un ferromagnete con punto ≈ 358°C.
Il nichel nei composti può avere i seguenti stati di ossidazione: +1, +2, +3 e +4. I composti in cui il nichel ha uno stato di ossidazione di +4 sono molto rari e instabili. Se riscaldato a una temperatura superiore a 800 °C, il nichel reagisce con l'ossigeno per formare un ossido:
2Ni + O₂ → 2NiO
Il minerale bunsenite (NiO)
Polvere di nichel nell'aria. Di conseguenza, si formano ossidi di nichel:
5Ni + 3O₂ → 3NiO + Ni₂O₃
Reagisce con il monossido di carbonio per formare il gas carbonile velenoso:
Ni + 4СO → Ni(СO)₄
Ad alta temperatura, interagisce con l'azoto, formando nitruro di nichel:
Ni + N₂ = Ni₃N₂
Si verifica una reazione esotermica con lo zolfo:
Con carbonio, boro, silicio, fosforo, quando riscaldati, si formano anche composti di composizione non stechiometrica, ad esempio:
3Ni + C = Ni₃C,
2Ni + B = Ni₂B,
3Ni + P = Ni₃P.
Il metallo reagisce con gli alogeni per formare alogenuri:
Ni + Cl₂ = NiCl₂.
Il nichel è in grado di assorbire l'idrogeno, formando così soluzioni solide di idrogeno nel nichel.
Il nichel metallico reagisce con l'acido nitrico
3Ni + 8HNO₃ = 3Ni(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
Quando riscaldato, reagisce con gli acidi nitrico e solforico concentrati:
Ni + 2H₂SO₄ = NiSO₄ + SO₂ + 2H₂O,
Ni + 4HNO₃ = Ni(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.
Solfato di nichel anidro
Con soluzioni diluite di acido cloridrico e solforico:
Ni + 2HCl = NiCl₂ + H₂,
Ni + H₂SO₄ = NiSO₄ + H₂.
Il nichel sposta i metalli che si trovano a destra delle loro soluzioni saline nella serie elettrochimica di tensioni:
Ni + CuSO₄ = NiSO₄ + Cu.
Il nichel non interagisce con acqua, alcali e fluoro anche se riscaldato. troverai esperimenti interessanti da studiare proprietà chimiche metalli.
Per eseguire una reazione qualitativa per il nichel, viene utilizzato il reagente di Chugaev (dimetilgliossima). Se aggiungi il reagente di Chugaev a una soluzione di ammoniaca di un sale di nichel, si forma un precipitato cremisi brillante. Gli ioni di nichel possono essere rilevati utilizzando questa reazione. È possibile determinare il contenuto di nichel anche con un basso contenuto dei suoi ioni nella soluzione - in ogni caso, quando viene aggiunto il reagente, la soluzione diventa cremisi.
Il nichel è un oligoelemento coinvolto nell'emopoiesi (eritropoiesi) e nei processi redox, fornendo ossigeno alle cellule dei tessuti.
La sostanza fu scoperta nel 1751 e si colloca al ventottesimo posto sistema periodico DI. Mendeleev sotto il simbolo "Ni".
Il composto fa parte dei globuli rossi, riduce gli effetti dell'adrenalina, ha un benefico effetto calmante sistema nervoso. Con una grande perdita di sangue, l'elemento viene utilizzato sotto forma di iniezioni per stimolare l'emopoiesi, la sintesi dei globuli rossi. È interessante notare che l'assorbimento del nichel nel flusso sanguigno avviene sotto l'influenza di di acido cloridrico si trova nel succo gastrico.
Il minerale è coinvolto nel metabolismo, è responsabile del mantenimento della struttura della membrana cellulare in uno stato normale.
Un corpo umano adulto contiene tra 5 e 14 milligrammi di nichel. Contenuto dentro organi interni dipende dall'età, dal sesso, dallo stato fisiologico di salute, dal peso, dalle condizioni ambiente. È stato stabilito che durante la gravidanza, l'allattamento al seno nelle donne, l'assorbimento del nichel aumenta. Inoltre, con l'età, l'elemento si accumula nei polmoni.
Il fabbisogno giornaliero del corpo di un composto è di 100 - 300 microgrammi.
Il nichel è un metallo duttile e malleabile dal colore bianco argenteo. L'attività chimica è bassa: reagisce lentamente con gli acidi e non reagisce con gli alcali. Nell'aria, l'elemento è ricoperto da una pellicola di ossido.
L'origine del nome del composto è associata a uno spirito malvagio: un nano, che nella mitologia tedesca, per così dire, gettò i minatori sassoni, cerco rame, un minerale simile è la pirite di nichel rossa NiAs, la cosiddetta lucentezza di arsenico-nichel. Come risultato dei tentativi falliti di fondere il rame da questo minerale, minatori furiosi assegnarono i nomi "Kupfernickel" e "Nickel" al nuovo metallo, che significavano rispettivamente "Copper Devil" e "Mischievous". Oggi, la parola "Nikkel", nella lingua dei minatori tedeschi, significa ancora una maledizione.
Negli organi umani, questo microelemento in più concentrato nella ghiandola pituitaria (sostanza nera del mesencefalo), fegato, pancreas, ghiandole surrenali. Il nichel fornito con il cibo viene assorbito nel tratto digestivo umano dell'1-10%. Allo stesso tempo, latte, caffè, tè, acido ascorbico ne riducono l'assorbimento. Gravidanza, allattamento, carenza di ferro, al contrario, aumentano l'assorbimento del minerale.
Il nichel viene trasportato direttamente con l'albumina sierica. È interessante notare che nel plasma sanguigno l'elemento si trova principalmente in uno stato legato con le proteine alfa-1-glicoproteina e nicheloplasmina (alfa-2-macroglobulina).
Il composto "esaurito" viene escreto al 95% dal corpo umano con le feci e il restante 5% - con bile, sudore, urina.
Nonostante le proprietà positive dell'oligoelemento, ricorda che il nichel è un allergene attivo che provoca eczema, dermatite da contatto nelle persone sensibili a questo metallo. Possibili ragioni lo sviluppo di reazioni avverse: il contatto di articoli per la casa, rivetti sui vestiti, gioielli, che contengono l'elemento, con la pelle.
Il significato del nichel nel mantenimento della salute degli organismi viventi è allo studio. Nonostante il fatto che circa ruolo biologico composti, vengono fornite poche informazioni, è noto che l'elemento è coinvolto nell'organizzazione strutturale e nel funzionamento di DNA, RNA e proteine.
Proprietà utili del nichel:
Con una quantità sufficiente di cianocobalamina (vitamina B12) nel corpo umano, il nichel stimola la crescita muscolare, la sua mancanza provoca l'effetto opposto.
Dal 19° secolo e fino ad oggi, i sali di questo oligoelemento sono stati utilizzati con successo nel trattamento complesso delle malattie della pelle (psoriasi, eczema, dermatite). Il minerale è indicato anche per condizioni asteniche, ipertensione, diabete mellito.
La carenza di nichel nel corpo si verifica quando si consumano 50 microgrammi o meno del composto al giorno, che è da 2 a 6 volte inferiore indennità giornaliera.
Dato che il micronutriente è ampiamente distribuito negli alimenti, la dieta quotidiana della persona media, di regola, contiene il doppio della dose giornaliera sostanza benefica(500 - 600 microgrammi).
Segni di carenza di nichel nel corpo:
Gli antagonisti del nichel sono la vitamina C, il selenio.
La carenza prolungata del composto contribuisce alla comparsa di dermatiti, problemi al pericardio, accorciamento degli arti posteriori, ritardo nello sviluppo fisico e riduce la resistenza del corpo alle malattie.
Un eccesso di nichel nel corpo umano è molto più comune di una carenza. Il solfato e il cloruro di nichel hanno la più alta tossicità grazie alla buona solubilità in acqua. Meno velenoso per corpo umano influenzare i composti insolubili: ossalato, fosfato, silicato.
Un eccesso di nichel in condizioni domestiche può essere ottenuto come risultato dell'uso di piatti di bassa qualità, gioielli economici e protesi dentarie, che includono questo minerale. Inoltre, l'oligoelemento è presente nel tabacco, quindi le persone che lo hanno cattiva abitudine sono anche a rischio.
In produzione, è molto più facile ottenere un sovradosaggio di un minerale che a casa. Ciò è dovuto al fatto che il nichel carbonile e la polvere di nichel che si formano durante la lavorazione dei metalli hanno la capacità di accumularsi nel corpo, il che porta a un rapido avvelenamento del lavoratore.
La carenza di calcio, magnesio, ferro aumenta l'assorbimento del metallo.
Con il contatto costante di una persona con fumi, polvere, composti di nichel o a seguito di una singola dose eccessiva di un elemento (50 milligrammi) con prodotti, medicinali, acqua di rubinetto si verifica il "superamento". A questo caso si sviluppa un'infiammazione acuta della pelle: dermatite da contatto, cheratite, vitiligine, asma, artrite, indebolimento dell'immunità cellulare, rallentamento dell'attività di enzimi e ormoni.
Nei casi più gravi, lavorare con ossidi o solfuro dell'elemento per 2 anni o più può portare alla comparsa di un tumore ai polmoni, nasofaringe, malattie delle vie respiratorie superiori, compromissione della coordinazione dei movimenti (atassia).
Segni e conseguenze dell'avvelenamento del corpo:
Per ripristinare la salute ed eliminare i sintomi, le conseguenze dell'eccesso di nichel nel corpo, si raccomanda di limitare l'assunzione del minerale con gli alimenti e di osservare le precauzioni di sicurezza sul lavoro. Vale a dire, indossare maschere protettive, tute.
Ricorda, i composti del nichel carbonile sono estremamente pericolosi per la salute umana, a volte 2-3 ore di inalazione continua di vapori di oligoelementi portano ad avvelenamento mortale.
Ogni giorno, fino a un quarto del minerale della norma giornaliera proviene dall'acqua dura del rubinetto, che viene infusa nei tubi durante la notte, arricchita con il composto. Inoltre, le principali fonti alimentari di nichel sono il puro cacao in polvere - 980 microgrammi per 100 grammi di prodotto, il cioccolato agrodolce - 260 microgrammi (latte - 120). Le ragioni dell'elevata concentrazione dell'elemento in questi prodotti sono il costante contatto delle materie prime con le macchine in acciaio inossidabile, un potente processo di lavorazione. Inoltre, i leader nel contenuto del composto sono i legumi.
| Nome del prodotto | Contenuto di nichel in 100 grammi di prodotto, microgrammi |
|---|---|
| polvere di cacao | 980 |
| Anacardi | 510 |
| Spinaci | 390 |
| Soia | 304 |
| Cioccolato | 120 – 250 |
| Pisello verde | 250 |
| Fagioli | 170 |
| Lenticchie | 160 |
| Mais | 80 |
| fegato di manzo | 63 |
| Cereali | 50 |
| Riso | 50 |
| Grano | 40 |
| pistacchi | 40 |
| Segale | 30 |
| Albicocca | 32 |
| Sugarello affumicato a freddo | 28 |
| Semola d'orzo | 23 |
| Farina di frumento | 22 |
| Orzo perlato | 20 |
| Ribes nero | 18 |
| Pera | 18 |
| Mela | 18 |
| Uva | 16 |
| cavolo bianco | 15 |
| Barbabietola | 14 |
| Spratti sott'olio | 14 |
| Pomodori | 13 |
| Maiale | 12 |
| Grano saraceno | 10 |
| Merluzzo, melù | 9 |
| Manzo | 8,6 |
| Pollock, eglefino, nasello | 7 |
| Pesce persico, lucioperca, sgombro, luccio, passera | 6 |
| Patata | 5 |
| Pesca | 4 |
| Semole di riso | 2,7 |
Al fine di evitare la saturazione eccessiva della dieta con nichel e lo sviluppo di sintomi da sovradosaggio, si consiglia di escludere dal menu i prodotti con un alto contenuto di oligoelementi, sostituendoli con prodotti con una bassa percentuale di minerale nella composizione. Questi prodotti includono: cipolle, cavoli, pollame, zucca, carote, latte, manzo, salsicce, broccoli. Il contenuto di nichel in questi prodotti non supera i 15 microgrammi per 100 grammi di cibo.
Quando si segue una dieta sana, ricordarsi di mangiare fonti sature ad alto contenuto di colesterolo con moderazione e in piccole porzioni.
Pertanto, il fumo di tabacco, il cibo in scatola, i legumi e i prodotti a base di cioccolato sono fattori continui che portano a un'eccessiva saturazione e avvelenamento del corpo con un microelemento. Per mantenersi in salute, escludili dal menu giornaliero.
Si consiglia a chi soffre di allergia al nichel di evitare il contatto con oggetti che provochino una reazione, di escludere l'assunzione di prodotti con un contenuto di composto moderato e alto (oltre 40 microgrammi per 100 grammi di prodotto), di rifiutare l'uso cosmetici, gioielli contenenti un allergene. Inoltre, quando si lavora con il metallo, utilizzare la protezione della pelle e delle vie respiratorie (ad esempio guanti in lattice, maschere).
È caratterizzato da un'eccellente resistenza alla corrosione, elevata resistenza, pregio estetico e capacità di assumere qualsiasi forma gli venga data. Per le sue proprietà, questo . Più del 60% del nichel va alla produzione di acciaio inossidabile.
Con la partecipazione del nichel, costruiscono case, eseguono interessanti progetti architettonici, realizzano decorazioni murali e realizzano pluviali. Il nichel è presente nelle nostre vite ovunque. Pertanto, oggi considereremo la sua composizione, struttura e proprietà del nichel.
Il nichel ha Colore bianco con una tinta argento. Questo metallo è spesso combinato con altri materiali. Di conseguenza, si formano leghe.
Il nichel, non lavorato ed estratto in natura, è costituito da 5 isotopi stabili. Nel sistema periodico di Mendeleev il nichel è il numero 28. Questo elemento ha una massa atomica di 58,70.
Il nichel appartiene a un certo numero di metalli pesanti. La sua densità è doppia di quella del metallo titanio, ma è uguale in valore numerico alla densità.
Valore numerico peso specifico il nichel è 8902 kg/m3. Massa atomica del nichel: 58.6934 amu e.m. (g / mol).
Il nichel ha una buona malleabilità e duttilità. Grazie a queste caratteristiche può essere facilmente arrotolato. È abbastanza facile ottenere fogli sottili e piccoli tubi da esso.
A temperature da 0 a 631 K, il nichel diventa ferromagnetico. Questo processo si verifica a causa della speciale struttura dei gusci esterni dell'atomo di nichel.
Sono note le seguenti caratteristiche meccaniche del nichel:
Le caratteristiche meccaniche del metallo descritto dipendono dalla presenza di impurità. Zolfo, bismuto e antimonio sono considerati i più pericolosi e dannosi. Se il nichel è saturo di gas, le sue proprietà meccaniche peggioreranno.
La resistenza alla corrosione è intesa come la capacità di un metallo di resistere alla distruzione quando esposto a un ambiente aggressivo. Il nichel è un materiale altamente resistente alla corrosione.
Il nichel non arrugginisce nei seguenti ambienti:
Inoltre, il nichel non arrugginisce in alcoli caldi e acidi grassi. Per questo motivo, questo metallo è ampiamente utilizzato nell'industria alimentare.
Anche l'industria chimica fa ampio uso di nichel. Ciò è dovuto alla resistenza alla corrosione del nichel alta temperatura e soluzioni ad alta concentrazione.
Il nichel è suscettibile alla corrosione nelle seguenti condizioni ambientali:
La tossicità del nichel è discussa di seguito.
Sono note le seguenti proprietà termodinamiche del nichel:
A grandi quantità Il nichel ha un effetto tossico sul corpo. Se una noi stiamo parlando sull'assunzione con il cibo, l'aumento del contenuto di questo elemento causerà sicuramente una minaccia per la salute.
Frequentemente incontrato conseguenza negativa da un eccesso di nichel: questa è un'allergia. Inoltre, se esposto a questo metallo (in grandi quantità) sul corpo, si verificano disturbi allo stomaco e intestinali, il contenuto di globuli rossi aumenta necessariamente. Il nichel può causare bronchite cronica, stress renale e disfunzione polmonare. Un eccesso di nichel provoca il cancro ai polmoni.
Se l'acqua potabile contiene 250 particelle di nichel per milione di particelle d'acqua, questo contenuto può causare malattie del sangue e problemi ai reni. Tuttavia, questo è un evento piuttosto raro.
Il nichel si trova nel fumo di tabacco. L'inalazione di questo fumo o polvere contenente nichel porta a bronchite e compromissione della funzionalità polmonare. È possibile ottenere questa sostanza in condizioni o in aree ecologiche sfavorevoli.
La tossicità del nichel è pericolosa solo se ingerita in grandi quantità. Se il nichel viene utilizzato nell'industria e nell'edilizia, non è pericoloso.
Il nichel ha anche le seguenti caratteristiche:
Questo metallo grigio argento è un metallo di transizione: ha proprietà sia alcaline che acide. I principali vantaggi del metallo sono malleabilità, duttilità e elevate prestazioni anticorrosione. Dove e come viene utilizzato il nichel - leggi sotto.
A causa della presenza di un film di ossido sulla superficie, il metallo è dotato della capacità di resistere perfettamente alla corrosione. Inoltre, il rivestimento di questo metallo protegge in modo affidabile parti e oggetti realizzati con altri materiali dall'ossidazione. Ecco perché il nichel è ampiamente utilizzato nell'industria moderna.
Inoltre, l'elemento non ha solo proprietà anticorrosive. Resiste perfettamente agli effetti di vari alcali. Per questo motivo viene utilizzato per proteggere tutti i tipi di parti in alluminio, ferro e ghisa destinate all'uso in ambienti aggressivi. Compreso per la produzione di pale di aeromobili, serbatoi per il trasporto sostanze pericolose e altre attrezzature per l'industria chimica.
Se parliamo di altre aree della nostra vita, dove l'uso del nichel è ormai su larga scala, allora vale la pena menzionare la produzione:
Grazie alle sue proprietà anticorrosive, l'elemento è ampiamente utilizzato per la produzione di varie leghe di ferro, rame, titanio, stagno, molibdeno, ecc. Questo consuma oltre l'80% del volume totale di Ni estratto in tutto il mondo, i cui depositi si trovano sul territorio della Russia (Ural, Murmansk e regione di Voronez, regione di Norilsk) Sud Africa, Canada, Grecia, Albania e altri stati. Ni è usato per fare l'acciaio inossidabile. Le leghe con ferro sono utilizzate in quasi tutti i rami dell'industria moderna, così come nella costruzione di qualsiasi impianto civile o industriale.
Come risultato di varie combinazioni percentuali con rame si ottengono leghe di monel, costantina ed altre. Sono utilizzati per la fabbricazione di monete, serbatoi di stoccaggio per acido solforico, perclorico o fosforico, pezzi di ricambio e parti di macchine (valvole, scambiatori di calore, boccole, molle, pale della girante) destinati all'uso in condizioni di carico elevato.
Le leghe con l'aggiunta di cromo - nicromo - sono resistenti al calore, quindi vengono utilizzate per la produzione di elementi strutturali di turbine a gas, parti di motori a reazione e apparecchiature per reattori nucleari.
Nel processo di aggiunta del molibdeno si ottengono leghe resistenti agli acidi e ad altri composti aggressivi (cloro secco).
Le leghe contenenti alluminio, ferro, rame e cobalto - alnico e magnico - hanno le proprietà magneti permanenti e sono utilizzati nella produzione di vari strumenti di misurazione radio e ingegneria elettrica.
I prodotti Invar - una lega con l'aggiunta di ferro (Ni - 35 percento, Fe - 65%) hanno la proprietà di non allungarsi praticamente quando riscaldati.
Uno dei settori più comuni in cui il nichel viene utilizzato oggi nell'industria è la nichelatura, ovvero l'applicazione di un sottile strato di nichel (lo spessore varia da 12 a 36 micrometri) sulla superficie di altri metalli mediante un metodo di galvanica. In questo modo avviene il trattamento anticorrosione:
Gli oggetti trattati in questo modo saranno protetti in modo affidabile dall'umidità per lungo tempo e, grazie al rivestimento argentato che non sbiadisce nel tempo, manterranno un aspetto presentabile.
Istituto tecnologico statale di San Pietroburgo
(Università Tecnica)
(SPBGTI(TU))
Dipartimento di Chimica Inorganica
Corsi
sull'argomento: "Chimica del nichel"
è fatto da uno studente
1 facoltà 113 gr.
Lebedv V.V.
San Pietroburgo 2012
Informazioni generali sul nichel ................................................ ................ .....3
Trovare il nichel in natura ................................................ 4
Ottenere un nichel ................................................. .... ................quattro
Interazione con le sostanze ................................................ ................ 6
Bibliografia ............................................... . ..............otto
Nichel- un elemento di un sottogruppo secondario dell'ottavo gruppo, il quarto periodo del sistema periodico elementi chimici D. I. Mendeleev, con numero atomico 28. Designato dal simbolo Ni (Niccolum). La sostanza semplice nichel è un metallo di transizione duttile e malleabile di colore bianco-argento; a temperature normali in aria, è ricoperto da un sottile film protettivo di ossido. Chimicamente inattivo.
Configurazione esterna gusci di elettroni dell'atomo 3s23p63d84s2; stati di ossidazione + 2, raramente + 1, +3 e +4;
Il nichel fu scoperto nel 1751. Tuttavia, molto tempo prima, i minatori sassoni erano ben consapevoli del minerale, che esternamente assomigliava al minerale di rame ed era usato nella produzione del vetro per colorare il vetro di verde. Tutti i tentativi di ottenere rame da questo minerale non hanno avuto successo, e quindi alla fine del XVII secolo. il minerale fu chiamato Kupfernickel, che significa grosso modo "minerale del diavolo". Questo minerale (pirite di nichel rosso NiAs) fu studiato nel 1751 dal mineralogista svedese Kronstedt. Riuscì ad ottenere ossido verde e, riducendo quest'ultimo, un nuovo metallo chiamato nichel. Quando Bergman ricevette il metallo in una forma più pura, scoprì che le proprietà del metallo erano simili a quelle del ferro; Il nichel è stato studiato più in dettaglio da molti chimici, a cominciare da Proust. Nikkel è una parolaccia nel linguaggio dei minatori. Era formato dal distorto Nicolaus - una parola generica che aveva diversi significati. Ma soprattutto la parola Nicolaus serviva a caratterizzare le persone con due facce; inoltre, significava "un piccolo spirito malizioso", "fannullone ingannevole", ecc. Nella letteratura russa dell'inizio del XIX secolo. furono usati i nomi nikolan (Scherer, 1808), nikolan (Zakharov, 1810), nicol e nickel (Dvigubsky, 1824).
Essere nella natura
Il nichel è abbastanza comune in natura: il suo contenuto nella crosta terrestre è di ca. 0,01% (massa). Si trova nella crosta terrestre solo in forma legata; i meteoriti di ferro contengono nichel nativo (fino all'8%). Il nichel si trova comunemente nei minerali di rame-nichel contenenti solfuro e arsenico.
1 nichelina (pirite di nichel rosso, kupfernickel) NiAs
2 cloantite (piriti di nichel bianco) (Ni, Co, Fe)As2
3 garnierite (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O e altri silicati
4 pirite magnetica (Fe, Ni, Cu)S
5 gloss arsenico-nichel (gersdorfite) NiAsS,
6 pentlandite (Fe,Ni)9S8
Nelle piante, in media, 5 10-5 percento in peso di nichel, negli animali marini - 1,6 10-4, negli animali terrestri - 1 10-6, nel corpo umano - 1 ... 2 10-6. Si sa molto sul nichel negli organismi. È stato stabilito, ad esempio, che il suo contenuto nel sangue umano cambia con l'età, che negli animali la quantità di nichel nel corpo è aumentata e, infine, che ci sono alcune piante e microrganismi - "concentratori" di nichel, contenenti migliaia di e anche centinaia di migliaia di volte più nichel dell'ambiente.
Ricevuta
Le riserve totali di nichel nei minerali all'inizio del 1998 sono stimate in 135 milioni di tonnellate, comprese le riserve affidabili di 49 milioni di tonnellate. I principali minerali di nichel - nichel (kupfernickel) NiAs, millerite NiS, pentlandite (FeNi) 9S8 - contengono anche arsenico, ferro e zolfo; Le inclusioni di pentlandite si verificano anche nella pirrotite ignea. Altri minerali da cui viene estratto anche il Ni contengono impurità di Co, Cu, Fe e Mg. A volte il nichel è il prodotto principale del processo di raffinazione, ma più spesso è ottenuto come sottoprodotto in altre tecnologie metalliche. Delle riserve affidabili, secondo varie fonti, dal 40 al 66% di nichel è in "minerali di nichel ossidato" (ONR), il 33% - in solfuro, 0,7% - in altri. Nel 1997, la quota di nichel prodotta dalla lavorazione dell'OHP era di circa il 40% della produzione mondiale. In condizioni industriali, l'OHP è diviso in due tipi: magnesiaco e ferruginoso.
I minerali di magnesio refrattari, di regola, sono sottoposti a fusione elettrica per ferronickel (5-50% Ni + Co, a seconda della composizione della materia prima e delle caratteristiche tecnologiche).
I minerali più ferruginosi - lateritici vengono lavorati con metodi idrometallurgici utilizzando lisciviazione di ammoniaca e carbonato o lisciviazione in autoclave di acido solforico. A seconda della composizione delle materie prime e degli schemi tecnologici applicati, i prodotti finali di queste tecnologie sono: ossido di nichel (76-90% Ni), sinterizzazione (89% Ni), concentrati di solfuro di varie composizioni, nonché metallo elettrolitico nichel, polveri di nichel e cobalto.
Meno ferruginoso: i minerali nontroniti vengono fusi in opachi. Nelle aziende operanti in ciclo completo, l'ulteriore schema di lavorazione comprende la trasformazione, la tostatura opaca, l'elettrofusione dell'ossido di nichel per ottenere nichel metallico. Lungo il percorso, il cobalto estratto viene prodotto sotto forma di metallo e/o sali. Un'altra fonte di nichel: nelle ceneri dei carboni del Galles del Sud in Inghilterra - fino a 78 kg di nichel per tonnellata. Aumento del contenuto di nichel in alcuni carboni bituminosi, olio, ardesie indica la possibilità di concentrazione di nichel da parte di materia organica fossile. Le ragioni di questo fenomeno non sono state ancora chiarite.
La maggior parte del nichel è ottenuta dalla garnierite e dalle piriti magnetiche.
Il minerale di silicato viene ridotto con polvere di carbone in forni a tubi rotanti in pellet di ferro-nichel (5-8% Ni), che vengono quindi purificati dallo zolfo, calcinati e trattati con una soluzione di ammoniaca. Dopo che la soluzione è stata acidificata, da essa si ottiene elettroliticamente un metallo.
Metodo carbonile (metodo Mond). In primo luogo, il rame-nichel opaco è ottenuto dal minerale di solfuro, sul quale viene fatta passare la CO ad alta pressione. Si forma tetracarbonilnichel facilmente volatile, la cui decomposizione termica produce un metallo particolarmente puro.
Metodo alluminotermico di recupero del nichel dal minerale di ossido: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al2O3
Interazione con le sostanze
Il nichel compatto è stabile nell'aria, mentre il nichel altamente disperso è piroforico. La superficie del nichel è ricoperta da un sottile film di ossido di NiO, che protegge fortemente il metallo da un'ulteriore ossidazione. Il nichel inoltre non reagisce con l'acqua e il vapore acqueo contenuti nell'aria. Il nichel praticamente non interagisce con acidi come solforico, fosforico, fluoridrico e alcuni altri. Il nichel metallico reagisce con l'acido nitrico, determinando la formazione di nichel (II) nitrato Ni (NO3) 2 e il rilascio del corrispondente ossido nitrico, ad esempio:
3Ni + 8HNO3 = 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Solo se riscaldato in aria a temperature superiori a 800°C, il nichel metallico inizia a reagire con l'ossigeno per formare ossido NiO. L'ossido di nichel ha proprietà di base. Esiste in due modificazioni polimorfiche: a bassa temperatura (reticolo esagonale) e ad alta temperatura (reticolo cubico, stabile a temperature superiori a 252°C). Ci sono rapporti sulla sintesi di fasi di ossido di nichel con la composizione NiO1.33-2.0.
Quando riscaldato, il nichel reagisce con tutti gli alogeni per formare dialogenuri NiHal2.
Il riscaldamento delle polveri di nichel e zolfo provoca la formazione di solfuro di nichel NiS.
Sia i dialogenuri di nichel solubili in acqua che il solfuro di nichel insolubile in acqua possono essere ottenuti non solo "secco", ma anche "umido" da soluzioni acquose.
Con la grafite, il nichel forma il carburo Ni3C, con il fosforo forma fosfuri delle composizioni Ni5P2, Ni2P, Ni3P.
È interessante notare che il nichel è in grado di assorbire grandi volumi di idrogeno, con conseguente formazione di soluzioni solide di idrogeno nel nichel.
Sono noti sali di nichel solubili in acqua come solfato di NiSO4, nitrato di Ni(NO3)2 e molti altri.
La maggior parte di questi sali, quando cristallizzati da soluzioni acquose, formano idrati cristallini, ad esempio NiSO4 7H2O, Ni(NO3)2 6H2O. I composti insolubili di nichel includono fosfato Ni3(PO4)2 e silicato Ni2SiO4.
Quando l'alcali viene aggiunto a una soluzione salina di nichel (II), precipita un precipitato verde di idrossido di nichel:
Ni(NO3)2 + 2NaOH = Ni(OH)2 + 2NaNO3
Ni(OH)2 ha proprietà debolmente basiche. Se una sospensione di Ni (OH) 2 in un mezzo alcalino viene trattata con un forte agente ossidante, ad esempio bromo, appare l'idrossido di nichel (III):
2Ni(OH)2 + 2NaOH + Br2 = 2Ni(OH)3 + 2NaBr
Il nichel è caratterizzato dalla formazione di complessi. Pertanto, il catione Ni2+ con l'ammoniaca forma un complesso esaamminico 2+ e un complesso diquatetraamminico 2+. Questi complessi con anioni formano composti blu o viola.
Sotto l'azione del fluoro F2 su una miscela di NiCl2 e KCl, compaiono composti complessi che contengono nichel in stati di ossidazione elevati: +3 - (K3) e +4 - (K2).
La polvere di nichel reagisce con il monossido di carbonio (II) CO e si forma un tetracarbonil Ni (CO) 4 altamente volatile, che trova un grande uso pratico quando si applicano rivestimenti di nichel, si prepara nichel disperso di elevata purezza, ecc.
Caratteristica è la reazione degli ioni Ni2+ con la dimetilgliossima, che porta alla formazione di dimetilgliossimato di nichel rosa-rosso. Questa reazione viene utilizzata nella determinazione quantitativa del nichel e il prodotto di reazione viene utilizzato come pigmento nei materiali cosmetici e per altri scopi.
