Oli 1751. Pienessä Ruotsissa tiedemies Axel Frederik Krondstedtin ansiosta ilmestyi alkuaine numero 17. Tuolloin tiedettiin vain 12 metallia sekä rikkiä, fosforia, hiiltä ja arseenia. He hyväksyivät yritykseensä uuden tulokkaan, hänen nimensä on nikkeli.
Hieman historiaa
Monia vuosia ennen tätä ihmeellistä löytöä Saksin kaivostyöläiset tunsivat malmin, joka voidaan sekoittaa kuparimalmiin. Yritykset saada kuparia tästä materiaalista olivat turhia. Malmia alettiin kutsua "Kupfernikeliksi" (venäjäksi "kuparipaholainen").
Krondstedt, mineraalien asiantuntija, kiinnostui tästä malmista. Pitkän työn jälkeen saatiin uusi metalli, jota kutsuttiin nikkeliksi. Bergman otti tutkimuspaimen h altuunsa. Hän jalosti metallia edelleen ja tuli siihen tulokseen, että tämä elementti muistuttaa rautaa.
Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet
Nikkeli sisältyy kymmenenteen alkuaineryhmään ja on jaksollisen taulukon neljännessä jaksossa atominumerolla 28. Jos poistat taulukosta symbolin Ni, tämä on nikkeliä. Siinä on keltainen sävy, hopeanvärisellä pohjalla. Jopa ilmassa metalliaei haalistu. Kiinteä ja melko viskoosi. Se soveltuu hyvin takomiseen, joten voidaan valmistaa erittäin ohuita tuotteita. Täydellisesti kiillotettu. Nikkeliä voidaan vetää puoleensa magneetilla. Jopa 340 asteen lämpötilassa miinusmerkillä nikkelin magneettiset ominaisuudet näkyvät. Nikkeli on korroosiota kestävä metalli. Sillä on alhainen kemiallinen aktiivisuus. Mitä voidaan sanoa nikkelin kemiallisista ominaisuuksista?
Kemialliset ominaisuudet
Mitä tarvitaan nikkelin laadullisen koostumuksen määrittämiseen? Tässä on lueteltava mistä atomeista (niin niiden lukumäärästä) metallimme koostuu. Moolimassa (jota kutsutaan myös atomimassaksi) on 58,6934 (g / mol). Mittaukset ovat edenneet. Metallimme atomin säde on 124 pm. Ionisädettä mitattaessa tulos näytti (+2e) 69 pm ja luku 115 pm on kovalenttinen säde. Kuuluisan kristallografin ja suuren kemistin Paulingin asteikon mukaan elektronegatiivisuus on 1,91 ja elektronipotentiaali on 0,25 V.
Ilman ja veden vaikutukset nikkeliin ovat lähes merkityksettömiä. Samaa voidaan sanoa alkalista. Miksi tämä metalli reagoi näin? NiO syntyy sen pinnalle. Tämä on kalvon muodossa oleva pinnoite, joka estää hapettumista. Jos nikkeli kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan, se alkaa reagoida hapen kanssa ja toimii myös halogeenien ja kaikkien kanssa.
Jos nikkeliä joutuu typpihappoon, reaktio ei kestä kauan. Se aktivoituu myös helposti ammoniakkia sisältävissä liuoksissa.
Mutta kaikki hapot eivät toimi nikkelillä. Hapot, kuten suolahappo ja rikki,liuottaa se hyvin hitaasti mutta varmasti. Ja yritykset tehdä sama nikkelillä fosforihapossa eivät onnistuneet ollenkaan.
Nikkeliä luonnossa
Tutkijat arvelivat, että planeettamme ydin on metalliseos, jossa rautaa on 90 % ja nikkeliä 10 kertaa vähemmän. Siellä on kobolttia - 0,6%. Pyörimisprosessissa nikkeliatomit pääsivät ulos maanpeitekerrokseen. He ovat kupari-nikkelisulfidimalmien perustajia yhdessä kuparin ja rikin kanssa. Jotkut rohkeammat nikkeliatomit eivät pysähtyneet tähän vaan työntyivät eteenpäin. Atomit ryntäsivät pintaan kromin, magnesiumin ja raudan seurassa. Lisäksi metallimme matkustajat hapettuivat ja irtosivat.
Felsisiä ja ultraemäksisiä kiviä esiintyy maapallon pinnalla. Tutkijoiden mukaan happamien kivien nikkelipitoisuus on paljon pienempi kuin ultramafisissa kiveissä. Siksi siellä maaperä ja kasvillisuus ovat melko hyvin nikkelirikastettuja. Mutta keskusteltavan sankarin matka biosfäärissä ja vedessä ei ollut niin havaittavissa.
Nikkelimalmit
Teolliset nikkelimalmit jaetaan kahteen tyyppiin.
- Sulfidikupari-nikkeli. Mineraalit: magnesium, pyrrhotiitti, kubaniitti, mileriitti, petlandiitti, sperryliitti - sitä nämä malmit sisältävät. Kiitos magmalle, joka ne on muodostanut. Sulfidimalmit voivat myös tuottaa palladiumia, kultaa ja paljon muuta.
- Silikaattinikkelimalmit. Ne ovat löysät, kuten savea. Tämän tyyppiset malmit ovat rautapitoisia, piipitoisia, magnesiumia.
Missä nikkeliä käytetään
Nikkeliä käytetään laaj alti sellaisessa voimakkaassa teollisuudessa kuin metallurgia. Nimittäin monenlaisten metalliseosten valmistuksessa. Periaatteessa seos sisältää rautaa, nikkeliä ja kobolttia. Nikkeliin perustuvia seoksia on monia. Metallimme yhdistetään seokseksi esimerkiksi titaanin, kromin, molybdeenin kanssa. Nikkeliä käytetään myös nopeasti ruostuvien tuotteiden suojaamiseen. Nämä tuotteet ovat nikkelöityjä, eli ne luovat erityisen nikkelipinnoitteen, joka ei anna korroosion toimia päinvastoin.
Nikkeli on erittäin hyvä katalysaattori. Siksi sitä käytetään aktiivisesti kemianteollisuudessa. Nämä ovat laitteita, kemiallisia astioita, laitteita erilaisiin sovelluksiin. Kemikaaleissa, elintarvikkeissa, alkalien toimituksessa, eteeristen öljyjen varastoinnissa käytetään nikkelimateriaalista valmistettuja säiliöitä ja säiliöitä. Ydintekniikka, televisio, monet laitteet, joiden luettelo on hyvin pitkä, eivät tule toimeen ilman tätä metallia.
Jos tarkastelet sellaista alaa kuin instrumenttien valmistus, ja sitten koneenrakennusalaa, huomaat, että anodit ja katodit ovat nikkelilevyjä. Ja tämä ei ole koko luettelo sellaisen yksinkertaisesti upean metallin sovelluksista. Nikkelin merkitystä lääketieteessä ei myöskään pidä aliarvioida.
Nikkeli lääketieteessä
Nikkeliä käytetään laaj alti lääketieteessä. Otetaan ensin operaatioon tarvittavat työkalut. Leikkauksen tulos ei riipu vain lääkäristä itsestään, vaan myös sen instrumentin laadusta, jolla hän työskentelee. Instrumenteille tehdään lukuisia sterilointia, ja jos ne on valmistettu seoksesta, joka ei sisällä nikkeliä, korroosio ei kestä kauan. Ja nikkeliä sisältävästä teräksestä valmistetut työkalut kestävät paljon pidempään.
Implanttien valmistukseen käytetään nikkeliseoksia. Nikkelipitoisella teräksellä on korkea lujuusaste. Laitteet luiden, proteesien, ruuvien kiinnittämiseen - kaikki on valmistettu tästä teräksestä. Myös hammaslääketieteessä implantit ovat ottaneet vahvan asemansa. Oikomislääkärit käyttävät bugeleja, ruostumattomasta teräksestä valmistettuja henkselit.
Nikkeliä elävissä organismeissa
Jos katsot maailmaa alha alta ylöspäin, kuvasta tulee jotain tällaista. Meillä on maata jalkojen alla. Sen nikkelipitoisuus on korkeampi kuin kasvillisessa. Mutta jos ajattelemme tätä kasvillisuutta meitä kiinnostavan prisman alla, palkokasveissa on suuri nikkelipitoisuus. Ja viljassa nikkelin prosenttiosuus kasvaa.
Katsotaanpa lyhyesti kasvien, meri- ja maaeläinten keskimääräistä nikkelipitoisuutta. Ja tietysti ihmisissä. Mitta on painoprosentteina. Joten nikkelin massa kasveissa on 510-5. Maaeläimet 110-6, merieläimet 1, 610-4. Ja ihmisen nikkelipitoisuus on 1-210-6.
Nikkelin rooli ihmiskehossa
Haluat aina olla terve ja kaunis ihminen. Nikkeli on yksi tärkeimmistä hivenaineista ihmiskehossa. Nikkeli kerääntyy yleensä keuhkoihin, munuaisiin ja maksaan. Nikkelin kerääntyminen ihmisiinlöytyy hiuksista, kilpirauhasesta ja haimasta. Eikä siinä vielä kaikki. Mitä metalli tekee kehossa? Tässä voimme turvallisesti sanoa, että hän on sveitsiläinen, viikatemies ja pelaaja. Nimittäin:
- yritetään auttaa hapettamaan soluja, ei onnistumatta;
- hapetus-pelkistystyö kudoksissa laskeutuu myös nikkelin harteille;
- ei epäröi osallistua kehon hormonaalisen taustan säätelyyn;
- hapettaa turvallisesti C-vitamiinia;
- voidaan huomioida hänen osallistumisensa rasvojen aineenvaihduntaan;
- erinomainen nikkeli vaikuttaa verenmuodostukseen.
Haluan huomauttaa nikkelin suuresta merkityksestä solussa. Tämä hivenaine suojaa solukalvoa ja nukleiinihappoja, nimittäin niiden rakennetta.
Vaikka listaa nikkelin arvoisista teoksista voidaan jatkaa. Yllä olevasta huomaamme, että keho tarvitsee nikkeliä. Tämä hivenaine pääsee kehoomme ruoan kautta. Yleensä kehossa on tarpeeksi nikkeliä, koska se tarvitsee hyvin vähän. Hälytyskellot metallin puutteesta on ihotulehduksen ilmaantuminen. Tässä on nikkelin arvo ihmiskehossa.
Nikkeliseokset
Nikkeliseoksia on monia erilaisia. Huomioikaa kolme pääryhmää.
Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat nikkeli ja kuparilejeeringit. Niitä kutsutaan nikkeli-kupariseoksiksi. Millä tahansa suhteella nämä kaksi elementtiä yhdistetään, tulos on hämmästyttävä ja mikä tärkeintä, ilman yllätyksiä. Homogeeninen seos taattu. Jos se sisältää enemmän kuparia kuin nikkeliä, ominaisuudet ovat selvempiäkupari, ja jos nikkeli on vallitseva, seoksessa on nikkelin luonne.
Nikkeli-kupariseokset ovat suosittuja kolikoiden ja koneenosien valmistuksessa. Constantine-seosta, jossa lähes 60 % on kuparia ja loput nikkeliä, käytetään tarkempien laitteiden luomiseen.
Harkitse nikkelin ja kromin seosta. Nikromit. Kestää korroosiota, happoja, lämmönkestävää. Tällaisia seoksia käytetään suihkumoottoreissa ja ydinreaktoreissa, mutta vain jos ne sisältävät enintään 80 % nikkeliä.
Siirrytään kolmanteen metalliseosryhmään. Nämä ovat rautaseoksia. Ne on jaettu 4 tyyppiin.
- Lämmönkestävä – kestää korkeita lämpötiloja. Tämä seos sisältää lähes 50 % nikkeliä. Tässä yhdistelmä voi olla molybdeenin, titaanin, alumiinin kanssa.
- Magneettinen - lisää magneettista läpäisevyyttä, käytetään usein sähkötekniikassa.
- Korroosionesto - tämä seos on välttämätön kemiallisten laitteiden tuotannossa sekä työskennellessä aggressiivisessa ympäristössä. Seos sisältää molybdeeniä.
- Seos, joka säilyttää kokonsa ja joustavuutensa. Lämpöpari uunissa. Tässä seos tulee sisään. Kuumennettaessa mittojen mitat säilyvät, eikä elastisuus häviä. Kuinka paljon nikkeliä tarvitaan tällaisten ominaisuuksien omaavan metalliseoksen valmistamiseksi? Seoksessa olevan metallin tulee olla noin 40 %.
Nikkeliä jokapäiväisessä elämässä
Jos katsot ympärillesi, voit ymmärtää, että nikkeliseokset ympäröivät ihmistä kaikkialla. Aloitetaan huonekaluista. Seos suojaa huonekalun pohjaa vaurioilta, haitallisilta vaikutuksilta. Katsotaanpa lisävarusteita. Vaikka ikkunassa, vaikka huonekaluissa. Hän voiKestää pitkään ja näyttää erittäin hyvältä. Jatketaan kiertoajeluamme kylpyhuoneeseen. Täällä ei ole nikkeliä. Suihkupäät, hana, hana - kaikki niklattuja. Tämän ansiosta voit unohtaa, mitä korroosio on. Eikä ole noloa katsoa tuotetta, koska se näyttää söpöltä ja tukee sisustusta. Nikkelipinnoitettuja osia löytyy koristerakennuksista.
Nikkeli ei ole suinkaan vähäinen metalli. Erilaiset mineraalit ja malmit voivat ylpeillä nikkelin läsnäolosta. Olen iloinen, että tällainen elementti on läsnä planeetallamme ja jopa ihmiskehossa. Täällä hän ei soita viimeistä viulua hematopoieettisissa prosesseissa ja jopa DNA:ssa. Laaj alti käytetty tekniikassa. Nikkeli on voittanut v alta-asemansa kemiallisen kestävyyden ansiosta pinnoitteiden suojaamisessa.
Nikkeli on metalli, jolla on suuri tulevaisuus. Joillakin alueilla se on todellakin välttämätöntä.
