See oli 1751. Väikeses Rootsis ilmus tänu teadlasele Axel Frederik Krondstedtile element number 17. Sel ajal oli teada vaid 12 metalli, millele lisandus väävel, fosfor, süsinik ja arseen. Nad võtsid oma ettevõttesse vastu uustulnuka, tema nimi on nikkel.
Natuke ajalugu
Palju aastaid enne seda imelist avastust olid Saksimaa kaevurid tuttavad maagiga, mida võib segi ajada vasemaagiga. Katsed sellest materjalist vaske eraldada olid asjatud. Tundes end petetuna, hakati maagi kutsuma "Kupfernikel" (vene keeles - "vaskkurat").
Krondstedt, mineraalide ekspert, tundis selle maagi vastu huvi. Pärast pikka tööd saadi uus metall, mida nimetati nikliks. Uurimiskepi võttis üle Bergman. Ta viimistles metalli veelgi ja jõudis järeldusele, et see element meenutab rauda.
Nikli füüsikalised omadused
Nikkel kuulub kümnendasse elementide rühma ja on perioodilisuse tabeli neljandas perioodis aatomnumbri 28 all. Kui võtta tabelist ära sümbol Ni, on see nikkel. Sellel on kollane toon, hõbedasel alusel. Isegi õhus metallisei tuhmu. Tahke ja üsna viskoosne. See sobib hästi sepistamiseks, nii et saab valmistada väga õhukesi tooteid. Täiuslikult poleeritud. Niklit saab magnetiga ligi tõmmata. Isegi miinusmärgiga 340 kraadise temperatuuri juures on nikli magnetilised omadused näha. Nikkel on korrosioonikindel metall. Sellel on madal keemiline aktiivsus. Mida saab öelda nikli keemiliste omaduste kohta?
Keemilised omadused
Mida on vaja nikli kvalitatiivse koostise määramiseks? Siin on vaja loetleda, millistest aatomitest (nimelt nende arvust) meie metall koosneb. Molaarmass (seda nimetatakse ka aatommassiks) on 58,6934 (g / mol). Mõõtmised on edasi liikunud. Meie metalli aatomi raadius on 124 pm. Iooniraadiuse mõõtmisel näitas tulemus (+2e) 69 pm ja number 115 pm on kovalentne raadius. Kuulsa kristallograafi ja suure keemiku Paulingu skaala järgi on elektronegatiivsus 1,91 ja elektrooniline potentsiaal 0,25 V.
Õhu ja vee mõju niklile on peaaegu tühine. Sama võib öelda ka leelise kohta. Miks see metall niimoodi reageerib? Selle pinnale tekib NiO. See on kile kujul kate, mis takistab oksüdeerumist. Kui niklit kuumutatakse väga kõrgele temperatuurile, hakkab see reageerima hapnikuga ja toimib ka halogeenidega ja kõigega.
Kui nikkel satub lämmastikhappesse, ei kesta reaktsioon kaua. See aktiveerub kergesti ka ammoniaaki sisaldavates lahustes.
Kuid mitte kõik happed ei tööta nikliga. Happed nagu vesinikkloriid ja väävel,lahustage see väga aeglaselt, kuid kindl alt. Ja katsed teha sama nikliga fosforhappes ei olnud üldse edukad.
Nikkel looduses
Teadlased oletavad, et meie planeedi tuumaks on sulam, milles rauda on 90% ja niklit 10 korda vähem. Seal on koob alti olemasolu - 0,6%. Pöörlemise käigus pääsesid nikli aatomid välja maakatte kihti. Nad on koos vase ja väävliga vask-nikkelsulfiidmaakide rajajad. Mõned julgemad nikliaatomid ei piirdunud sellega ja trügisid edasi. Aatomid tormasid pinnale koos kroomi, magneesiumi ja rauaga. Lisaks oksüdeerusid ja eraldusid meie metalli kaasreisijad.
Maakera pinnal esinevad felsi- ja ülialuselised kivimid. Teadlaste sõnul on happelistes kivimites nikli sisaldus palju väiksem kui ultramafilistes. Seetõttu on sealne pinnas ja taimestik küll altki hästi nikliga rikastatud. Kuid arutluse all oleva kangelase teekond biosfääris ja vees polnud nii märgatav.
Niklimaagid
Tööstuslikud niklimaagid jagunevad kahte tüüpi.
- Sulfiidvask-nikkel. Mineraalid: magneesium, pürrotiit, kubaniit, mileriit, petlandiit, sperrüliit – just seda need maagid sisaldavad. Tänu magmale, mis need moodustas. Sulfiidmaagid võivad toota ka pallaadiumi, kulda ja palju muud.
- Silikaatniklimaagid. Need on lahtised, nagu savi. Seda tüüpi maagid on raud-, räni-, magneesiumaagid.
Kus niklit kasutatakse
Niklit kasutatakse laialdaselt sellises võimsas tööstuses nagu metallurgia. Nimelt väga erinevate sulamite valmistamisel. Põhimõtteliselt sisaldab sulam rauda, niklit ja koob altit. Niklil põhinevaid sulameid on palju. Meie metall on ühendatud sulamiks, näiteks titaani, kroomi, molübdeeniga. Niklit kasutatakse ka kiiresti korrodeeruvate toodete kaitsmiseks. Need tooted on nikeldatud, see tähendab, et nad loovad spetsiaalse nikkelkatte, mis ei lase korrosioonil toimida vastupidiselt.
Nikkel on väga hea katalüsaator. Seetõttu kasutatakse seda aktiivselt keemiatööstuses. Need on seadmed, keemilised nõud, seadmed erinevateks rakendusteks. Kemikaalide jaoks kasutatakse toiduaineid, leeliste tarnimist, eeterlike õlide ladustamist, nikkelmaterjalidest paake ja reservuaare. Tuumatehnoloogia, televisioon, mitmesugused seadmed, mille nimekiri on väga pikk, ei saa ilma selle metallita hakkama.
Kui uurite sellist valdkonda nagu instrumentide valmistamine ja seejärel masinaehituse valdkonda, märkate, et anoodid ja katoodid on niklilehed. Ja see pole kogu sellise lihts alt imelise metalli rakenduste loend. Alahinnata ei tohi ka nikli tähtsust meditsiinis.
Nikkel meditsiinis
Niklit kasutatakse laialdaselt meditsiinis. Esiteks võtame operatsiooniks vajalikud tööriistad. Operatsiooni tulemus ei sõltu ainult arstist endast, vaid ka instrumendi kvaliteedist, millega ta töötab. Instrumente steriliseeritakse arvuk alt ja kui need on valmistatud sulamist, mis ei sisalda niklit, ei võta korrosioon kaua aega. Niklit sisaldavast terasest valmistatud tööriistad peavad palju kauem vastu.
Mis puudutab implantaate, siis nende valmistamiseks kasutatakse niklisulameid. Niklit sisaldaval terasel on kõrge tugevus. Seadmed luude kinnitamiseks, proteesid, kruvid – kõik on sellest terasest. Hambaravis on oma tugeva positsiooni võtnud ka implantaadid. Ortodondid kasutavad bugeleid, roostevabast terasest breketeid.
Nikkel elusorganismides
Kui vaatate maailma alt üles, tekib pilt umbes selline. Meil on muld jalge all. Niklisisaldus selles on suurem kui taimestikus. Aga kui arvestada seda taimestikku meid huvitava prisma all, siis on kaunviljades suur niklisisaldus. Ja teraviljades suureneb nikli osakaal.
Mõtleme lühid alt taimede, mere- ja maismaaloomade nikli keskmist sisaldust. Ja loomulikult ka inimestel. Mõõtmine on massiprotsentides. Niisiis on nikli mass taimedes 510-5. Maismaaloomad 110-6, mereloomad 1, 610-4. Ja inimese niklisisaldus on 1-210-6.
Nikli roll inimkehas
Tahad alati olla terve ja ilus inimene. Nikkel on üks olulisi mikroelemente inimkehas. Nikkel koguneb tavaliselt kopsudesse, neerudesse ja maksa. Nikli akumuleerumine inimestelleidub juustes, kilpnäärmes ja kõhunäärmes. Ja see pole veel kõik. Mida teeb metall kehas? Siin võib julgelt öelda, et ta on šveitslane, niitja ja pillimängija. Nimelt:
- püüame aidata rakke hapnikuga varustada, kuid edutult;
- oksüdatsiooni-vähendamise töö kudedes langeb samuti nikli õlgadele;
- ei kõhkle osalemast organismi hormonaalse tausta reguleerimises;
- oksüdeerib ohutult C-vitamiini;
- võib märkida tema osalemist rasvade ainevahetuses;
- suurepärane nikkel mõjutab vereloomet.
Tahaksin märkida nikli suurt tähtsust rakus. See mikroelement kaitseb rakumembraani ja nukleiinhappeid, nimelt nende struktuuri.
Kuigi nikli väärikate tööde loetelu võib jätkata. Ül altoodust märgime, et keha vajab niklit. See mikroelement siseneb meie kehasse toiduga. Tavaliselt on kehas piisav alt niklit, sest seda on vaja väga vähe. Häirekellad meie metalli puudumisest on dermatiidi ilmnemine. Siin on nikli väärtus inimkehas.
Niklisulamid
Niklisulamid on palju erinevaid. Märgime kolm peamist rühma.
Esimesse rühma kuuluvad nikli- ja vasesulamid. Neid nimetatakse nikli-vasesulamiteks. Ükskõik, millises vahekorras need kaks elementi on kokku sulatatud, on tulemus hämmastav ja mis kõige tähtsam, üllatusteta. Homogeenne sulam garanteeritud. Kui see sisaldab rohkem vaske kui niklit, on omadused rohkem väljendunudvask ja kui nikkel on ülekaalus, on sulamil nikli iseloom.
Nikli-vasesulamid on populaarsed müntide ja masinaosade tootmisel. Suurema täpsusega seadmete loomiseks kasutatakse sulamit Constantine, mis koosneb peaaegu 60% vasest ja ülejäänud niklist.
Kaaluge nikli ja kroomi sulamit. Nikroomid. Vastupidav korrosioonile, hapetele, kuumakindel. Selliseid sulameid kasutatakse reaktiivmootorites, tuumareaktorites, kuid ainult siis, kui need sisaldavad kuni 80% niklit.
Liigume edasi kolmanda sulamite rühma juurde. Need on rauasulamid. Need on jagatud 4 tüüpi.
- Kuumakindel – vastupidav kõrgetele temperatuuridele. See sulam sisaldab peaaegu 50% niklit. Siin võib kombinatsioon olla molübdeeni, titaani, alumiiniumiga.
- Magnetic – suurendage magnetilist läbilaskvust, kasutatakse sageli elektrotehnikas.
- Korrosioonivastane – see sulam on asendamatu keemiaseadmete tootmisel, samuti agressiivses keskkonnas töötamisel. Sulam sisaldab molübdeeni.
- Sulam, mis säilitab oma suuruse ja elastsuse. Termopaar ahjus. Siin tuleb sulam sisse. Kuumutamisel säilivad mõõtmete mõõtmed ja elastsus ei kao. Kui palju niklit on vaja selliste omadustega sulami valmistamiseks? Metalli sulamis peaks olema ligikaudu 40%.
Nikkel igapäevaelus
Kui vaatate ringi, saate aru, et niklisulamid ümbritsevad inimest kõikjal. Alustame mööbliga. Sulam kaitseb mööbli alust kahjustuste, kahjulike mõjude eest. Vaatame tarvikuid. Küll aknal, küll mööblil. Ta saabPüsib kaua ja näeb väga kena välja. Jätkame ringkäiku vannituppa. Siin pole niklit. Dušiotsikud, segisti, segisti – kõik nikeldatud. Tänu sellele võite unustada, mis on korrosioon. Ja toodet pole piinlik vaadata, sest see näeb armas välja ja toetab kaunistust. Nikkeldatud osi leidub dekoratiivhoonetes.
Nikkel ei ole sugugi vähemtähtis metall. Nikli olemasoluga võivad kiidelda mitmesugused mineraalid ja maagid. Mul on hea meel, et selline element meie planeedil ja isegi inimkehas olemas on. Siin ei mängi ta viimast viiulit hematopoeetilistes protsessides ja isegi DNA-s. Tehnoloogias laialdaselt kasutatav. Nikkel on saavutanud oma domineerimise tänu oma keemilisele vastupidavusele kattekihtide kaitsmisel.
Nikkel on suure tulevikuga metall. Tõepoolest, mõnes piirkonnas on see hädavajalik.
