Нікель - гэта што такое? ўласцівасці нікеля

Ішоў 1751 год. У маленькай Швецыі дзякуючы навукоўцу Аксель Фрэдэрыку Крондстедту з'явіўся элемент пад нумарам 17. На той момант было ўсяго 12 вядомых металаў, плюс сера, фосфар, вуглярод і мыш'як. Яны і прынялі да сябе ў кампанію новенькага, назва яму - нікель.

трохі гісторыі

За шмат гадоў да гэтага цудоўнага адкрыцця гарнякі з Саксоніі былі знаёмыя з рудой, якую можна было прыняць за медную руду. Спробы атрымаць з гэтага матэрыялу медзь былі марнымі. Адчуўшы сябе падманутымі, руду сталі называць "купферникель" (па-руску - "медны д'ябал").

Гэтай рудой зацікавіўся эксперт па мінералам Крондстедт. Пасля доўгіх прац атрымаўся новы метал, які і назвалі нікелем. Эстафету па даследаванні перахапіў Бергман. Ён яшчэ больш ачысьціў метал і прыйшоў да высновы, што дадзены элемент нагадвае жалеза.

Фізічныя ўласцівасці нікеля

Нікель ўваходзіць у дзясятую групу элементаў і знаходзіцца ў чацвёртым перыядзе табліцы Мендзялеева пад атамным нумарам 28. Калі ў табліцы вы адвядзе сімвал Ni, гэта і ёсць нікель. Ён мае адценне жоўты, на серабрыстай аснове. Нават на паветры метал не становіцца бляклым. Цвёрды і досыць глейкі. Добра паддаецца каванні, дзякуючы чаму можна вырабіць вельмі тонкія вырабы. Выдатна паліруецца. Нікель можна прыцягнуць з дапамогай магніта. Нават пры тэмпературы 340 градусаў са знакам мінус праглядаюцца магнітныя асаблівасці нікеля. Нікель - гэта метал, устойлівы да карозіі. Ён праяўляе слабую хімічную актыўнасць. Што можна сказаць пра хімічныя ўласцівасці нікеля?

хімічныя ўласцівасці

Што неабходна для вызначэння якаснага складу нікеля? Тут варта пералічыць з якіх атамаў (а менавіта іх колькасці) складаецца наш метал. Малярная маса (яе яшчэ называюць атамнай масай) роўная 58,6934 (г / моль). З вымярэннямі прасунуліся далей. Радыус атама нашага металу 124 пм. Пры вымярэнні радыусу іёна, вынік паказаў (+ 2е) 69 пм, а лік 115 пм - гэта кавалентная радыус. Па шкале вядомага крышталаграфіі і вялікага хіміка Полинга, Электраадмо роўная 1,91, а патэнцыял электронны - 0,25 В.

Дзеяння паветра і вады на нікель практычна нікчэмныя. Тое ж можна сказаць і пра шчолачы. Чаму гэты метал так рэагуе? На яго паверхні ствараецца NiO. Гэта пакрыццё ў выглядзе плёнкі, якая не дае акісляцца. Калі нікель распаліць да вельмі высокай тэмпературы, тады ён пачынае праяўляць рэакцыю з кіслародам, а таксама ўздзейнічае з галагенавымі, прычым з усімі.

Калі нікель патрапіць у азотную кіслату, то рэакцыя не прымусіць сябе чакаць. Таксама ён ахвотна актывізуецца ў растворах з утрыманнем аміяку.

Але не ўся кіслата дзейнічае на нікель. Такія кіслаты, як саляная і серная, раствараюць яго вельмі павольна, але дакладна. А спробы зрабіць тое ж самае з нікелем ў фосфарнай кіслаце наогул не мелі плёну.

Нікель ў прыродзе

Здагадкі навукоўцаў складаюцца ў тым, што ядро нашай планеты - гэта сплаў, у якім жалеза ўтрымоўваецца 90%, а нікеля ў 10 разоў менш. Ёсць наяўнасць кобальту - 0,6%. У працэсе кручэння ў пласт зямнога пакрыцця выбраліся атамы нікеля. Яны-то і з'яўляюцца заснавальнікамі сульфидно медна-нікелевых руд, разам з меддзю, шэрай. Некаторыя больш смелыя атамы нікеля на гэтым не спыніліся і прабівалі дарогу далей. На паверхню атамы імкнуліся ў кампаніі з хромам, магніем, жалезам. Далей пасажыры нашага металу акісляецца і адлучаць.

На паверхні зямнога шара маюць месца кіслыя пароды і ультраосновные. Па назіранні навукоўцаў, змест нікеля ў кіслых пародах значна ніжэй, чым у ультраосновных. Таму глеба і расліннасць там дастаткова добра абагачаны нікелем. А вось падарожжа абмяркоўваецца героя ў біясферы і вадзе аказалася не так прыкметна.

нікелевыя руды

Прамыслова-нікелевыя руды дзеляцца на два тыпу.

1. Сульфидные медна-нікелевыя. Мінералы: магній, пирротин, Кубані, Мілер, петландит, сперрилит - вось што ўтрымліваецца ў гэтых рудах. Дзякуй магме, якая іх ўтварыла. З сульфидных руд можна таксама атрымаць паладый, золата і многае іншае.
2. Сілікатныя нікелевыя руды. Яны няшчыльныя, падобныя на гліну. Руды гэтага тыпу бываюць жалезістыя, крамяністыя, магнезиальные.

Дзе ўжываецца нікель

Шырока нікель ўжываецца ў такой магутнай галіны, як металургія. А менавіта ў вырабе самых разнастайных сплаваў. У асноўным у сплаў ўваходзіць жалеза, нікель і кобальт. Існуе шмат сплаваў, у аснову якіх уваходзіць менавіта нікель. Злучаецца наш метал у сплаў, напрыклад, з тытанам, хромам, малібдэнам. Нікель таксама выкарыстоўваецца, каб абараніць прадукцыю, якая хутка падвяргаецца карозіі. Гэтую прадукцыю никелируют, то ёсць ствараюць спецыяльнае нікелевыя пакрыццё, якое не дае карозіі зрабіць сваё брыдкая справа.

Нікель - гэта вельмі добры каталізатар. Таму ён актыўна выкарыстоўваецца ў хімічнай прамысловасці. Гэта прыборы, химпосуда, апараты для рознага прымянення. Для химреагентов, харчавання, дастаўкі шчолачаў, захоўвання эфірных алеяў выкарыстоўваюць цыстэрны і рэзервуары з нікелевых матэрыялаў. Без гэтага металу не абыходзяцца ў атамнай тэхніцы, тэлебачанні, у самых розных прыборах, спіс якіх вельмі доўгі.

Калі зазірнуць у такую сферу, як прыборабудаванне, а следам у сферу машынабудавання, то можна заўважыць, што аноды і катоды - гэта нікелевыя лісты. І гэта далёка не ўвесь пералік прымянення такога проста цудоўнага металу. Не варта перамяншаць значэнне нікеля і ў медыцыне.

Нікель ў медыцыне

Нікель ў медыцыне выкарыстоўваецца вельмі шырока. Для пачатку возьмем інструменты, неабходныя для правядзення аперацыі. Вынік аперацыі залежыць не толькі ад самога лекара, але і ад якасці інструмента, якім ён працуе. Інструменты падвяргаюцца шматлікім стэрылізацыі, і калі яны выраблены са сплаву, у які не ўваходзіць нікель, то карозія не прымусіць сябе доўга чакаць. А інструменты, зробленыя з сталі, якая змяшчае нікель, значна даўжэй служаць.

Калі казаць пра імплантатах, для іх вырабу пускаюць у ход нікелевыя сплавы. Никельсодержащая сталь валодае высокай ступенню трываласці. Прыстасаванні для фіксацыі касцей, пратэзы, шрубы - усё зроблена з гэтай сталі. У стаматалогіі імплантаты таксама занялі свае дужыя пазіцыі. Бюгели, брекеты з нержавеючай сталі выкарыстоўваюць ортодонты.

Нікель ў жывых арганізмах

Калі глядзець на свет знізу-уверх, то карціна вымалёўваецца прыкладна такая. Пад нагамі ў нас глеба. Змест нікеля ў ёй больш чым у расліннасці. Але калі разгледзець гэтую расліннасць пад той прызмай, якая нас цікавіць, то вялікае ўтрыманне нікеля знаходзіцца ў бабовых. А ў злакавых культурах працэнт нікеля ўзрастае.

Разгледзім коратка сярэдняе ўтрыманне нікеля ў раслінах, марскіх і наземных жывёл. І вядома ж, у чалавеку. Вымярэнне ідзе ў вагавых працэнтах. Такім чынам, маса нікеля ў раслінах 5 * 10 ^-5. Наземныя жывёлы 1 * 10 ^-6, марскія жывёлы 1,6 * 10 ^-4. І ў чалавека ўтрыманне нікеля 1-2 * 10 ^-6.

Ролю нікеля ў арганізме чалавека

Здаровым і прыгожым чалавекам хочацца быць заўсёды. Нікель - гэта адзін з важных мікраэлементаў у арганізме чалавека. Нікель звычайна назапашваецца ў лёгкіх, нырках і печані. Навалы нікеля ў чалавека сустракаецца ў валасах, шчытападобнай і падстраўнікавай залозе. І гэта далёка не ўсё. Чым жа займаецца метал у арганізме? Тут можна смела сказаць, што ён і швец, і жнец, і на дудзе ігрэц. А менавіта:

• не без поспеху стараецца дапамагаць забяспечваць клеткі кіслародам;
• акісляльна-аднаўленчыя работы ў тканінах таксама кладуцца на плечы нікеля;
• не саромеецца паўдзельнічаць у рэгуляванні гарманальнага фону арганізма;
• шчасна акісляе вітамін С;
• можна адзначыць яго дачыненне ў абмене тлушчаў;
• выдатна нікель ўплывае на крыватвор.

Хацелася б адзначыць вялікае значэнне нікеля ў клетцы. Гэты мікраэлемент засцерагае мембрану клеткі і нуклеінавыя кіслаты, а менавіта іх канструкцыю.

Хоць пералік годных прац нікеля можна працягнуць. З вышэйпералічанага заўважым, што нікель арганізму неабходны. Гэты мікраэлемент у наша цела паступае праз ежу. Звычайна нікеля ў арганізме хапае, бо яго трэба зусім няшмат. Трывожныя званочкі недахопу нашага металу - гэта з'яўленне дэрматыту. Вось такое значэнне нікеля ў арганізме чалавека.

Сплавы з нікеля

Існуе шмат розных сплаваў з нікеля. Адзначым асноўныя тры групы.

Да першай групы ставяцца сплавы нікеля і медзі. Яны так і называюцца нікель-медныя сплавы. У якіх бы суадносінах ні сплаўлялі гэтыя два элемента, вынік надзвычайны і галоўнае - без нечаканасцяў. Аднастайны сплаў гарантаваны. Калі ў ім прысутнічае больш медзі, чым нікеля, то больш яскрава выяўляюцца ўласцівасці медзі, а калі пераважае нікель, сплаў праяўляе характар нікеля.

Нікель-медныя сплавы папулярныя ў вытворчасці манет, машынных дэталяў. Сплаў Канстанцін, у якім амаль 60% медзі, а астатняе нікель, выкарыстоўваецца для таго, каб стварыць апаратуру больш высокай дакладнасці.

Разгледзім сплаў з нікелем і хромам. Нихромы. Ўстойлівыя да карозіі, кіслот, гарачатрывалыя. Такія сплавы ўжываюць для рэактыўных рухавікоў, атамных рэактараў, але толькі ў тым выпадку, калі ў іх прысутнічае да 80% нікеля.

Пяройдзем да трэцяй групы сплаваў. Гэта сплавы з жалезам. Дзеляць іх на 4 віды.

1. Гарачатрывалы - ўстойлівы да высокіх тэмператур. Такі сплаў амаль на 50% змяшчае нікель. Тут спалучэнне можа быць з малібдэнам, тытанам, алюмініем.
2. Магнітныя - павялічваюць магнітную пранікальнасць, часта выкарыстоўваюць у электратэхніцы.
3. Антыкаразійныя - без гэтага сплаву не абысціся пры вытворчасці хімічнага абсталявання, а таксама пры працы ў агрэсіўнай асяроддзі. У сплаў ўваходзіць малібдэн.
4. Сплаў, які захоўвае свае памеры і пругкасць. Тэрмапара ў печы. Менавіта сюды ідзе такі сплаў. Пры награванні захоўваюцца памеры габарытаў, і пругкасць ня губляецца. Колькі нікеля трэба, каб сплаў быў з такімі ўласцівасцямі? Металу ў сплаве павінна быць прыблізна 40%.

Нікель ў побыце

Калі азірнуцца вакол, то можна зразумець, што нікелевыя сплавы атачаюць чалавека ўсюды. Пачнем з мэблі. Сплаў абараняе аснову мэблі ад пашкоджанняў, шкодных уздзеянняў. Звернем увагу на фурнітуру. Хоць на аконную, хоць на мэблевую. Яна можа доўга эксплуатавацца і вельмі сімпатычна глядзіцца. Працягнем нашу экскурсію ў ванную. Тут без нікеля ніяк. Палівачкі для душа, кран, змяшальнік - усё гэта нікеліраваныя. Дзякуючы гэтаму можна забыцца, што такое карозія. І не сорамна паглядзець на выраб, таму што выглядае міла і падтрымлівае дэкор. Дэталі з нікеліраваныя пакрыццём сустракаюцца ў дэкаратыўных будынках.

Нікель ніяк нельга назваць другарадным металам. Розныя мінералы і руды могуць пахваліцца наяўнасцю нікеля. Радуе, што такі элемент прысутнічае на нашай планеце і нават у целе чалавека. Тут ён гуляе не апошнюю скрыпку ў крывятворных працэсах і нават у ДНК. Шырока выкарыстоўваецца ў тэхніцы. Сваё верхавенства нікель атрымаў дзякуючы хімічнай стойкасці пры абароне пакрыццяў.

Нікель - гэта метал, у якога вялікая будучыня. Бо ў некаторых сферах ён незаменны.