"Комплексні з'єднання нікелю та їх властивості".
Роботу склали студенти 2 курсу групи 5202
Нікітін Дмитро та Шархемуллін Еміль.
Казань 2014р.
Комплексні з'єднання Нікеля.
Зв'язування Нікеля в комплекси - важливий процес, для аналітичної хімії у разі діагностики та визначення характерних властивостей речовин та самого елемента.
1.Комплексні з'єднання одновалентного нікелю
Їх відоме обмежене число, при цьому більшість нестійка, легко вивітрюються на повітрі; сполуки пофарбовані переважно в червоний колір, одержують відновленням сполук нікелю (II), таких як - Оксид нікелю(II) NiO, Гідроксид нікелю(II) Ni(OH)2, Сульфід нікелю (II) NiS). До них відносяться K2, Na2, K3, K2 – червоний.
2. Комплексні сполуки двовалентного нікелю
Це найбільш важливі та стійкі сполуки нікелю.
Солі сильних кислот, що утворюються двовалентним катіоном Ni2+, майже всі добре розчиняються у воді, причому розчини їх внаслідок гідролізу показують слабокислу реакцію. До важкорозчинних відносяться солі порівняно слабких кислот, зокрема похідні аніонів CO32- і PO43-.Гідратований іон Ni буде пофарбований в яскраво - зелений колір. Те ж забарвлення характерне для утворених ним кристалогідратів солей. Навпаки, у безводному стані окремі комплексні солі пофарбовані по-різному, причому кольори їх не завжди збігаються з власним забарвленням Ni2+ (жовтий), а також залежать від природи аніону.
Катіон з даною валентністю (Ni 2+) з аміаком утворює гексаамміновий комплекс 2+ та діакватетрааміновий комплекс 2+ . Ці комплекси з аніонами утворюють сині або фіолетові сполуки, що спрощує їх діагностику.
Водні розчини солей нікелю(II) містять іон гексаакванікелю(II) 2+ . При додаванні до розчину, що містить ці іони, аміачного розчину відбувається осадження гідроксиду нікелю (II), желатиноподібної зеленої речовини. Цей осад розчиняється при додаванні надмірної кількості аміаку внаслідок утворення іонів гексаміміннікелю(II) 2+ .
У деяких аміакатах нікелю існують іони 2+ та 2+. З'єднання, що є похідними цих та інших іонів аміакату нікелю, легко розчиняються у воді. Утворенням цих комплексів пояснюється розчинність у водному розчині аміаку багатьох сполук нікелю, нерозчинних у чистій воді, наприклад, його гідроокису та фосфату.
Нікель дуже схильний також до утворення внутрішньокомплексних солей. До них відносяться солі, в яких атом металу, що замістив водень, наприклад нікелю, одночасно пов'язаний з координаційним зв'язком з іншим кислотним залишком. Внутрішньокомплексні солі відрізняються часто виключно низькою розчинністю. Тому останнім часом вони набувають все більш важливого значення в аналітичній хімії. Одним з найбільш відомих представників цього класу комплексних сполук є нікельдиметилгліоксим, який широко застосовується для аналітичного визначення нікелю.
До приватних представників відноситься Хлорид гексаміннікеля (II).
Хлорид гесаміннікелю(II) Cl2 – світло – жовтий або світло – блакитний гігроскопічний порошок, що на повітрі частково розкладається. Розчиняється вже у холодній воді. Термічна стійкість комплексного аміакату, що утворюється. Дуже велика. Водою розкладається з виділенням гідроокису
Ni:Cl2 =6H2O = Ni(OH)2 + 4NH4OH +2NH4Cl.
На розчини аміакатів нікелю кисень не впливає
Нікель у цій валентності утворює комплекси з тетраедричною і з плоскою квадратною структурою. Наприклад, комплекс тетрахлоронікелат (II) 2 – має тетраедричну структуру, а комплекс тетраціанонікелат (II) 2 – має плоску квадратну структуру.
Диметилгліоксим/диметилгліоксимат Нікелю.
Характерна реакція іонів Ni 2+ з диметилгліоксимом (C4H8O2N2), що призводить до утворення внутрішньокомплексної сполуки рожево-червоного диметилгліоксимату нікелю, що мало розчинно у воді. Диметилгліоксимат нікелю Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2 , погано розчинний у воді хелатний комплекс Ni(II), додатково стабілізований за рахунок внутрішньомолекулярних водневих зв'язків, що дає чітке червоне забарвлення в кислому середовищі, використовується в аналітичній хімії як іони нікелю (ІІ).
Диметилгліоксимат нікелю Ni(C4H6N2O2)2 можна отримати, приплив до розчину солі Ni(II) диметилгліоксим (реактив Чугаєва) і аміачну воду (нашатирний спирт).
Рівняння реакції: NiSO4 + 2C4H8O2N2+ 2NH3 => Ni(C4H7O2N2)2 + (NH4)2 SO4.
Никель- Ковкий і пластичний метал. Нікель - феромагнетик. На повітрі – стабільний. На поверхні знаходиться захисна плівка NiO, яка захищає метал від подальшого окиснення.
З H 2 Oі парами води, що містяться в повітрі, нікельтеж не реагує. Практично не взаємодіє нікель і з такими кислотами, як сірчана, фосфорна, плавикова та деякими іншими.
Взаємодіє з HNO 3:
3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
З O 2реагує лише за температури вище 800° З.
Оксид нікелюмає основні властивості. Він існує в 2-х модифікаціях: низькотемпературних (гексагональних ґрат) і високотемпературних (кубічних ґрат).
З галогенами, сіркою реагує тільки при температурі з утворенням NiHal 2 та NiS. При взаємодії з, P утворюються: карбід Ni 3 C, фосфіди - Ni5P2, Ni2P, Ni3P.
З неметалами ( N 2) реакція протікає за оптимальних умов.
Існують розчинні у воді солі NiSO 4 , Ni(NO 3) 2та багато інших, які утворюють кристалогідрати NiSO 4 ·7Н 2 Про, Ni(NO 3) 2 ·6Н 2 Про.
Нерозчинні солі: фосфат Ni 3 (PO 4) 2та силікат Ni 2 SiO 4.
Якщо додати луг до розчину солі нікелю (II), випаде зелений осад гідроксиду нікелю:
Ni(NO 3) 2 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + 2NaNO 3.
Ni(OH) 2має слабоосновні властивості. При взаємодії із лугом:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr.
Застосування нікелю та його сполук.
Найбільше застосування нікель знаходить у виробництві нержавіючої сталі та сплавів. До сплавів, у яких споживається багато нікелю, відносяться:
Монель-метал ( Ni, Cu, Fe, Mn), що широко використовується в хімічній апаратурі, суднобудуванні, для виготовлення відстійників і кришок;
Ніхром та хромель ( Ni, Cr), що використовуються у вигляді дроту для реостатів, тостерів, прасок, обігрівачів;
Інвар ( Ni, Fe), що застосовується завдяки дуже низькому коефіцієнту розширення для виготовлення маятників у годинниках та вимірювальних рулетках;
Пермаллою ( Ni, Fe), що використовується в технології морських кабелів та електропередачі завдяки чудовій магнітній сприйнятливості;
Нейзільбер ( Ni, Cu, Zn) - для виготовлення домашнього начиння;
Алніко ( Ni, Co, Fe, Al) - потужний магнітний матеріал, що використовується для виготовлення дрібного інструменту, що має властивості постійного магніту.
Нікелеві покриття давно застосовують у декоративних цілях та для захисту від корозії багатьох основних металів, хоча часто замінюють і хромовим покриттям.
Нікель сірчанокислий є кристалічною речовиною смарагдово-зеленого або бірюзового кольору, розчинне у воді, що вивітрюється на повітрі. Це один із видів солей нікелю.
Нікель сірчанокислий сильно токсична речовина, тому при роботі з ним необхідно дотримуватись правил поводження з небезпечними речовинами.
Хімічна формула: NiSO4 7H2O.
Нікель сірчанокислий використовують у гальваніку для нікелювання виробів та металів.
А також – для виготовлення акумуляторів, каталізаторів, феритів в електронній та електротехнічній промисловості, у металургії для приготування сплавів. Нікель знайшов широке застосування в парфумерній, жировій та хімічній промисловості як реактив.
При виробництві кераміки нікель сірчанокислий застосовується як барвник.
Вимоги безпеки сірчанокислого нікелю (сульфату нікелю гептагідрату, нікелевого купоросу) ГОСТ 4465-74.
7-водний сірчанокислий нікель (II) є кристалічною речовиною. При попаданні всередину організму людини має канцерогенну та загальнотоксичну дію. При попаданні на шкіру та слизові оболонки верхніх дихальних шляхів та очей продукт діє дратівливо та викликає підвищену чутливість до нікелю.
При розчиненні 7-водного нікелю сірчанокислого (II) у воді утворюється гідроаерозоль, який за ступенем впливу на організм відноситься до речовин 1-го класу небезпеки.
Гранично допустима концентрація гідроаерозолю 7-водного сірчанокислого нікелю в перерахунку на нікель у повітрі робочої зони - 0,005 мг/м³.
Гранично допустима концентрація іона нікелю у воді водойм санітарно-побутового користування - 0,1 мг/дм³.
Знешкодження та знищення 7-водний сірчанокислий нікель не підлягає. Продукт, що прокидався після сухого і подальшого вологого прибирання утилізують в технологічних процесах отримання або споживання сірчанокислого нікелю.
У повітряному середовищі та стічних водах сірчанокислий нікель токсичних речовин не утворює.
7-водний сірчанокислий нікель (II) не горючий, пожежо- та вибухобезпечний.
Усі працюючі із сірчанокислим нікелем мають бути забезпечені спеціальним одягом, спеціальним взуттям та іншими засобами захисту. Для захисту органів дихання повинен застосовуватися респіратор ШБ-1 «Пелюстка». Щоб уникнути контакту зі шкірою рук, рекомендується користуватися захисною пастою ІЕР-2 та ланоліново-касторовою маззю. При попаданні сірчанокислого нікелю в очі їх слід промити великою кількістю води.
Виробничі та лабораторні приміщення, в яких проводиться робота з 7-водним сірчанокислим нікелем, повинні бути обладнані припливно-витяжною вентиляцією, обладнання має бути герметизовано.
ВИЗНАЧЕННЯ
Нікель- 28-ий елемент Періодичної таблиці. Позначення – Ni від латинського «niccolum». Розташований у четвертому періоді, VIIIB групі. Належить до металів. Заряд ядра дорівнює 28.
Подібно до кобальту, нікель зустрічається в природі переважно у вигляді сполук з миш'яком або сіркою; такі, наприклад, мінерали купфернікель NiAs, миш'яковонікелеві блиск NiAsS та ін. Нікель більш поширений, ніж кобальт [близько 0,01% (мас.) земної кори].
Металевий нікель має сріблястий колір із жовтуватим відтінком (рис. 1), дуже твердий, добре полірується, притягується магнітом. Він характеризується високою корозійною стійкістю - стійкий в атмосфері, у воді, у лугах та ряді кислот. Активно розчиняється у азотній кислоті. Хімічна стійкість нікелю обумовлена його схильністю до пасивування - до утворення на поверхні оксидних плівок, що мають сильну захисну дію.
Мал. 1. Нікель. Зовнішній вигляд.
Атомна та молекулярна маса нікелю
ВИЗНАЧЕННЯ
Відносна молекулярна маса речовини (M r)- це число, що показує, у скільки разів маса даної молекули більша за 1/12 маси атома вуглецю, а відносна атомна маса елемента (A r)- у скільки разів середня маса атомів хімічного елемента більша за 1/12 маси атома вуглецю.
Оскільки у вільному стані нікель існує у вигляді одноатомних молекул Ni, значення його атомної та молекулярної мас збігаються. Вони дорівнюють 58,6934.
Ізотопи нікелю
Відомо, що в природі нікель може бути у вигляді п'яти стабільних ізотопів 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni і 64 Ni. Їхні масові числа дорівнюють 58, 60, 61, 62 і 64 відповідно. Ядро атома ізотопу нікелю 58 Ni містить двадцять вісім протонів і тридцять нейтронів, інші ізотопи відрізняються від нього тільки числом нейтронів.
Існують штучні нестабільні ізотопи нікелю з масовими числами від 48 до 78, а також вісім мета стабільних станів, серед яких найбільш довгоживучим є ізотоп 59 Ni з періодом напіврозпаду рівним 76 тисяч років.
Іони нікелю
Електронна формула, що демонструє розподіл орбіталів електронів нікелю виглядає наступним чином:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2 .
Через війну хімічного взаємодії нікель віддає свої валентні електрони, тобто. є їх донором, і перетворюється на позитивно заряджений іон:
Ni 0 -2e → Ni 2+;
Ni 0 -3e → Ni 3+.
Молекула та атом нікелю
У вільному стані нікель існує як одноатомних молекул Ni. Наведемо деякі властивості, що характеризують атом та молекулу нікелю:
Сплави нікелю
Головна маса нікелю йде на виробництво різних сплавів із залізом, міддю, цинком та ін. Металами. Присадка нікелю до сталі підвищує її в'язкість та стійкість проти корозії.
Сплави на основі нікелю можна розділити на жароміцні (німонік, інконель, хастелла [понад 60% нікелю, 15-20% хрому та ін метали]), магнітні (пермаллою) і сплави з особливими властивостями (монель-метал, нікелін, констан інвар, платініт).
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
| Завдання | Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення: NiCl 2 → Ni → NiSO 4 → Ni(NO 3) 2 → Ni(OH) 2 → NiCl 2 . Рівняння реакцій, що протікають у розчинах, зобразіть у іонній та скороченій іонній формах. |
| Відповідь | Помістивши в розчин нікелю хлориду (II) більш активний, ніж нікель метал, можна отримати нікель у вільному вигляді (реакція заміщення): NiCl 2 + Zn → Ni + ZnCl 2; Ni 2+ Zn 0 → Ni 0 + Zn 2+ . Нікель розчиняється в розведеній сірчаній кислоті з утворенням нікелю сульфату (II): Ni + H 2 SO 4 (dilute) → NiSO 4 + H 2; Ni 0 + 2H + → Ni 2+ + H 2 . Нітрат нікелю (II) можна отримати за реакції обміну: NiSO 4 + Ba(NO 3) 2 → Ni(NO 3) 2 + BaSO 4 ↓; SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓. Подіявши на нітрат нікелю (II) лугом можна отримати гідроксид нікелю (II): Ni(NO 3) 2 + 2NaOH → Ni(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 ; Ni 2+ + 2OH = Ni(OH) 2 ↓. Хлорид нікелю (II) з гідроксиду нікелю (II) можна отримати за реакцією нейтралізації із соляною кислотою: Ni(OH) 2 + 2HCl → NiCl 2 + 2H 2 O; OH - + H + = H2O. |
ПРИКЛАД 2
| Завдання | Яку масу хлориду нікелю (II) можна отримати при нагріванні 17,7 г нікелю та 12 л хлору (н.у.)? Який об'єм 0,06М розчину можна приготувати із цієї маси солі? |
| Рішення | Запишемо рівняння реакції: Ni + Cl2 = NiCl2. Знайдемо кількість моль нікелю (молярна маса - 59 г/моль) і хлору, що вступили в реакцію, використовуючи дані, зазначені в умові завдання: n(Ni) = m(Ni)/M(Ni); n(Ni) = 17,7/59 = 0,3 моль. n (Cl 2) = V (Cl 2) / V m; n (Cl 2 ) = 12/22,4 = 0,54 моль. Відповідно до рівняння задачі n(Ni): n(Cl2) = 1:1. Це означає, що хлор знаходиться надлишку і всі подальші розрахунки слід вести по нікелю. Знайдемо кількість речовини і масу нікелю (II), що утворився хлориду (молярна маса 130 г/моль): n(Ni): n(NiCl 2) = 1:1; n(Ni) = n(NiCl 2 ) = 0,3 моль. m (NiCl 2)= n (NiCl 2)×M (NiCl 2); m (NiCl 2) = 0,3 × 130 = 39 г. Розрахуємо об'єм 0,06М розчину, який можна отримати з 39 г нікелю хлориду (II): V(NiCl 2) = n (NiCl 2)/ c (NiCl 2); V (NiCl 2) = 0,3/0,06 = 0,5 л. |
| Відповідь | Маса хлориду нікелю (II) дорівнює 39 г, об'єм 0,06 М розчину – 0,5 л (500 мл). |
1. Характеристики.
Розділ 2. Знаходження у природі.
Розділ 3. Отримання.
Розділ 4. Застосування.
- Підрозділ 1. Сплави.
- Підрозділ 2. Нікелювання.
Розділ 5. Монетна справа.
Ni- Це елемент побічної підгрупи восьмої групи, четвертого періоду періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 28.
Характеристики нікелю
Ni- це сріблясто білий, не тьмяніє на повітрі. Має гранецентровані кубічні грати з періодом a = 0,35238 НМ, просторова група Fm3m. У чистому вигляді піддається обробці тиском. Є феромагнетиком з точкою Кюрі 358 C.
Питома електрична опір 0,0684 мк Ом∙м.
Коефіцієнт лінійного теплового розширення =13,5∙10-6 K-1 при 0 C
Коефіцієнт об'ємного теплового розширення β=38-39∙10-6 K-1
Модуль пружності 196-210 гПа.
Атоми нікелю мають зовнішню конфігурацію електронної 3d84s2. Найбільш стійким для нікелю є стан окиснення нікель(II).
Ni утворює сполуки зі ступенем окиснення +2 та +3. При цьому Ni зі ступенем окиснення +3 тільки у вигляді комплексних солей. Для сполук нікелю +2 відома велика кількість звичайних та комплексних сполук. Оксид нікелю Ni2O3 є сильним окислювачем.
Ni характеризується високою корозійною стійкістю - стійкий на повітрі, у воді, у лугах, у ряді кислот. Хімічна стійкість обумовлена його схильністю до пасивування - утворення на його поверхні щільної оксидної плівки, що має захисну дію. Ni активно розчиняється в азотній кислоті.
З оксидом вуглецю CO Ni легко утворює летючий і отруйний карбоніт нікель (CO)4.
Тонкодисперсний порошок нікелю пірофорний (самоспалюється на повітрі).
Ni горить лише у вигляді порошку. Утворює два оксиди нікельO та Ni2O3 і відповідно два гідроксиди нікель(OH)2 та нікель(OH)3. Найважливіші розчинні солі нікелю - ацетат, хлорид, нітрат та сульфат.
Розчини пофарбовані зазвичай у зелений колір, а безводні солі жовті або коричнево-жовті. До нерозчинних солей відносяться оксалат і фосфат (зелені), три сульфіди:
нікельS (чорний)
Ni3S2 (жовтувато-бронзовий)
Ni3S4 (сріблясто-білий).
Ni також утворює численні координаційні та комплексні сполуки.
Водні розчини солей нікелю(II) містять іон гексаакванікелю (II) нікель(H2O)62+. При додаванні до розчину, що містить ці іони, аміачного розчину відбувається осадження нікелю гідроксиду (II), зеленого желатинообразного речовини. Цей осад розчиняється при додаванні надмірної кількості аміаку внаслідок утворення іонів гексаміміннікелю (II) нікель(NH3)62+.
Ni утворює комплекси з тетраедричною та з плоскою квадратною структурою. Наприклад, комплекс тетрахлоронікелат (II) NiCl42 має тетраедричну структуру, а комплекс тетраціанонікелат (II) нікель (CN) 42 має плоску квадратну структуру.
У якісному та кількісному аналізі для виявлення іонів нікелю (II) використовується лужний розчин бутандіондіоксиму, відомого також під назвою диметилгліоксиму. При його взаємодії з іонами нікелю (II) утворюється червона координаційна сполука біс (бутандіондіоксимато) Ni (II). Ця хелатна сполука та бутандіондіоксимато-ліганд є бідентатною.
Природний Ni складається з 5 стабільних ізотопів, 58 нікель, 60 нікель, 61 нікель, 62 нікель є найбільш поширеним (68,077% природного достатку).
Знаходження у природі
Ni досить поширений у природі - його вміст у земній корі становить близько 0,01% (мас.). У земній корі зустрічається тільки у зв'язаному вигляді, у залізних метеоритах міститься самородний Ni (до 8%). Вміст його в ультраосновних породах приблизно 200 разів вище, ніж у кислих (1,2 кг/т і 8г/т). В ультраосновних породах переважна кількість нікелю пов'язана з олівінами, що містять 0,13-0,41% нікель. Він ізоморфно замінює і магній.
Невелика частина нікелю є у вигляді сульфідів. Ni виявляє сидерофільні та халькофільні властивості. При підвищеному вмісті в магмі сірки виникають сульфіди нікелю разом з міддю, кобальтом, залізомта платиноїдами. У гідротермальному процесі спільно з кобальтом, миш'яком та сіроїі іноді з вісмутом, ураном та сріблом, Ni утворює підвищені концентрації у вигляді арсенідів та сульфідів нікелю. Ni зазвичай міститься в сульфідних і миш'як-місцевих мідно-нікелевих рудах.
Нікелін (червоний нікелевий колчедан, купфернікель) нікель As.
Хлоантит (білий нікелевий колчедан) (нікель, Co, Fe) As2
Гарнієрит (Mg, нікель)6(Si4O11)(OH)6 c H2O та інші силікати.
Магнітний колчедан (Fe, нікель, Cu)S
Миш'яково-нікелевий блиск (герсдорфіт) нікель As S,
Пентландіт (Fe, нікель) 9S8
Про нікель в організмах відомо вже багато. Встановлено, наприклад, що вміст його в крові людини змінюється з віком, що у тварин кількість нікелю в організмі підвищена, нарешті, існують деякі рослини та мікроорганізми — «концентратори» нікелю, що містять у тисячі і навіть у сотні тисяч разів більше нікелю, ніж довкілля.
Отримання
Загальні запаси нікелю в рудах початку 1998 р. оцінюються у кількості 135 млн. т., зокрема достовірні — 49 млн. т. Основні руди нікелю — нікелін (купфернікель) нікель As, миллерит нікель S, пентландит (Fe нікель)9S8 - містять також миш'як, залізоі сірку; у магматичному пірротині також зустрічаються включення пентландіту. Інші руди, з яких також видобувають нікель, містять домішки Co, Cu, Fe та Mg. Іноді Ni є основним товаром процесурафінування, але найчастіше його отримують як побічний товару технологіях інших металів. З достовірних запасів, за різними даними, від 40 до 66% нікелю знаходиться в окислених нікелевих рудах (ОНР),
33% у сульфідних. Станом на 1997 р. частка нікелю, виробленого переробкою ЗНР, становила близько 40% загальносвітового обсягу виробництва. У промислових умовах ОНР ділять на два типи: магнезіальні та залізисті.
Тугоплавкі магнезіальні руди, як правило, піддають електроплавці на феронікель (5-50% нікель+Co, залежно від складу сировини та технологічних особливостей).
Найбільш залізисті - латеритові руди переробляють гідрометалургійними методами із застосуванням аміачно-карбонатного вилуговування або сірчанокислотного автоклавного вилуговування. Залежно від складу сировини та застосовуваних технологічних схем кінцевими продуктами цих технологій є: закис нікелю (76-90 % нікель), синтер (89 % нікель), сульфідні концентрати різного складу, а також металеві Ni електролітний, нікелеві порошки та кобальт.
Менш залізисті – нонтронітові руди плавлять на штейн. На підприємствах, що працюють за повним циклом, подальша схема переробки включає конвертування, випалювання файнштейну, електроплавку закису нікелю з отриманням металевого нікелю. Кобальт, що попутно витягується, випускають у вигляді металу і/або солей. Ще одне джерело нікелю: у золі вугілля Південного Уельсу в Британії - до 78 кг нікелю на тонну. Підвищений вміст нікелю в деяких кам'яних вугіллі, пефтах, сланцях говорить про можливість концентрації нікелю викопною органічною речовиною. Причини цього явища поки що не з'ясовані.
«Ni довгий час не могли отримати в пластичному вигляді внаслідок того, що він завжди має невелику домішку сірки у формі нікелю сульфіду, розташованого тонкими, крихкими прошарками на кордонах. металу. Додавання до розплавленого нікелю невеликої кількості магнію переводить сірку у форму з'єднання з магнієм, що виділяється у вигляді зерен, не порушуючи пластичності. металу».
Основну масу нікелю отримують з гарнієриту та магнітного колчедану.
Силікатну руду відновлюють вугільним пилом у трубчастих печах, що обертаються, до залізонікелевих котунів (5—8 % нікель), які потім очищають від сірки, прожарюють і обробляють розчином аміаку. Після підкислення розчину з нього електролітично одержують метал.
Карбонільний метод (метод Монда). Спочатку із сульфідної руди отримують мідно-нікелевий штейн, над яким пропускають кобальт під високим тиском. Утворюється легколеткий тетракарбонілнікель нікель(CO)4, термічним розкладанням виділяють особливо чистий метал.
Алюмінотермічний спосіб відновлення нікелю із оксидної руди: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O.
Застосування
Сплави
Ni є основою більшості супер сплавів - жароміцних матеріалів, що застосовуються в аерокосмічній промисловості для деталей силових установок.
монель-метал (65 - 67% нікель + 30 - 32% Cu+ 1% Mn), жаростійкий до 500°C, дуже корозійностійкий;
біле (585 містить 58,5% золотаі сплав (лігатуру) із срібла та нікелю (або паладію));
Ніхром, сплав опору (60% нікель + 40% Cr);
Пермаллою (76 % нікель + 17 % Fe + 5 % Cu + 2 % Cr), має високу магнітну сприйнятливість при дуже малих втратах на гістерезис;
Інвар (65 % Fe + 35 % нікель), що майже не подовжується при нагріванні;
Крім того, до сплавів нікелю відносяться нікелеві та хромонікелеві сталі, нейзильбер та різні сплави опору типу константану, нікеліну та манганіну.
Нікелеві труби застосовують для виготовлення конденсаторів у виробництві водню, для перекачування лугів у хімічному виробництві. Нікелеві хімічно стійкі інструменти широко використовують у медицині та науково-дослідній роботі. Ni застосовується для приладів радіолокації, телебачення, дистанційного керування. процесамив атомної техніки.
З чистого нікелю виготовляють хімічний посуд, різні апарати, прилади, котли з високою корозійною стійкістю та сталістю фізичних властивостей, а з нікелевих матеріалів - резервуари та цистерни для зберігання в них харчових продуктів, хімічних реагентів, ефірних олій, для плавлення їдких. лугів.
На основі порошків чистого нікелю виготовляють пористі фільтри для фільтрування газів, палива та інших продуктів у хімічній промисловості. Порошкоподібний Ni споживають також у виробництві нікелевих сплавів і як зв'язки при виготовленні твердих та надтвердих матеріалів.
Біологічна роль нікелю належить до мікроелементів, необхідні нормального розвитку живих організмів. Однак про його роль у живих організмах відомо небагато. Відомо, що Ni бере участь у ферментативних реакціях у тварин та рослин. В організмі тварин він накопичується в тканинах, що ороговіли, особливо в пір'ї. Підвищений вміст нікелю в ґрунтах призводять до ендемічних захворювань – у рослин з'являються потворні форми, у тварин – захворювання очей, пов'язані з накопиченням нікелю в рогівці. Токсична доза (для щурів) – 50 мг. Особливо шкідливі леткі сполуки нікелю, зокрема його тетракарбоніл нікель(CO)4. ГДК сполук нікелю у повітрі становить від 0,0002 до 0,001 мг/м3 (для різних сполук).
Ni основна причина алергії (контактного дерматиту) на метали, що контактують зі шкірою (прикраси, годинники, джинсові заклепки).
У Євросоюзі обмежено вміст нікелю в продукції, яка контактує зі шкірою людини.
Карбоніт нікелю нікель (CO) – дуже отруйний. Гранично допустима концентрація його пари в повітрі виробничих приміщень 0,0005 мг/мі.
У XX столітті було встановлено, що підшлункова залоза дуже багата на нікель. При введенні за інсуліном нікелю продовжується дія інсуліну і тим самим підвищується гіпоглікемічна активність. Ni впливає на ферментативні процеси, окислення аскорбінової кислоти, прискорює перехід сульфгідрильних груп у дисульфідні. Ni може пригнічувати дію адреналіну та знижувати артеріальний тиск. Надмірне надходження нікелю в організм викликає вітіліго. Депонується Ni у підшлунковій та навколощитовидній залозах.
Нікелювання
Нікелювання - це створення нікелевого покриття на поверхні іншого металу з метою запобігання його від корозії. Проводиться гальванічним способом з використанням електролітів, що містять сульфат нікелю(II), хлорид натрію, гідроксид бору, поверхнево-активні та глянсуючі речовини та розчинних нікелевих анодів. Товщина одержуваного нікелевого шару становить 12 - 36 мкм. Стійкість блиску поверхні може бути забезпечена наступним хромуванням (товщина шару хрому 0,3 мкм).
Нікелювання без струму проводиться в розчині суміші нікелю(II) хлориду і гіпофосфітною сумішшю натрію в присутності цитрату натрію:
NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = нікель + NaH2PO3 + 2HCl
процес проводять при рН 4 - 6 і 95°C
Найбільш поширене електролітичне та хімічне нікелювання. Найчастіше нікелювання (так зване матове) проводиться електролітичним способом. Найбільш вивчені та стійкі в роботісірчанокислі електроліти. При додаванні електроліт блиск утворювачів здійснюється так зване блискуче нікелювання. Електролітичні покриття мають деяку пористість, яка залежить від ретельності підготовки поверхні основи і від товщини покриття. Для захисту від корозії необхідна повна відсутність пір, тому наносять багатошарове покриття, яке при рівній товщині надійніше одношарового (наприклад, сталеві предмета торгівлічасто покривають за схемою Cu – нікель – Cr).
Недоліки електролітичного нікелювання - нерівномірність осадження нікелю на рельєфній поверхні та неможливість покриття вузьких та глибоких отворів, порожнин тощо. Хімічне нікелювання дещо дорожче електролітичного, але забезпечує можливість нанесення рівномірного за товщиною та якістю покриття на будь-яких ділянках рельєфної поверхні за умови доступу до них розчину. В основі процесу лежить реакція відновлення іонів нікелю з його солей за допомогою гіпофосфітної суміші натрію (або інших відновників) у водних розчинах.
Нікелювання використовується, наприклад, покриття деталей хімічної апаратури, автомобілів, велосипедів, медичного інструменту, приладів.
Також Ni використовується для обмотки струн музичних інструментів.
Монетна справа
Ni широко застосовується під час виробництва монет у багатьох країнах. У США монета номіналом 5 центів носить розмовну назву «Ni»
Ni був компонентом монет, починаючи із середини 19 століття. У Сполучених Штатах термін "Ni" або "нік" спочатку був застосований у мідно-нікелевих монетах (літаючий орел), який прийшов на зміну купруму з 12% нікелю 1857-58.
Ще пізніше 1865 року термін призначеного на три відсотки нікелю збільшився на 25%. У 1866 році п'ять відсотківнікелю (25% нікелю, 75% купруму). Поряд зі сплавом пропорції цей термін був використаний в даний час у Сполучених Штатах. Монети майже чистого нікелю вперше були використані в 1881 році в Швейцарії, і зокрема більше 99,9% Ni з п'яти центових монет були викарбувані в Канаді (найбільший виробник нікелю в світі в той час).
пені, зроблені з нікелю" height="431" src="/pictures/investments/img778307_14_Britanskie_monetyi_v_5_i_10_penni_sdelannyie_iz_nikelya.jpg" title="14. Британські монети в 5" width="682" />!}
Італія 1909" height="336" src="/pictures/investments/img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg" title="15. Монети з нікелю, Італія 1909 рік" width="674" />!}
Джерела
Вікіпедія - Вільна енциклопедія, WikiPedia
hyperon-perm.ru - Виробництво Гіперон
cniga.com.ua - Книжковий портал
chem100.ru - Довідник Хіміка
bse.sci-lib.com - Значення слів у Великій Радянській Енциклопедії
chemistry.narod.ru - Світ Хімії
dic.academic.ru - Словники та енциклопедії
Енциклопедія інвестора. 2013 .
Синоніми:- Нікарагуа
Дивитись що таке "Нікель" в інших словниках:
НІКЕЛЬ- (Симв. Ni), метал з атомною вагою 58,69, порядковий номер 28, належить разом з кобальтом і залізом до VIII групи і 4 ряду періодичної системи Менделєєва. Уд. в. 8,8, t° плавлення 1452°. У своїх звичайних сполуках Н. Велика медична енциклопедія
НІКЕЛЬ- (Символ Ni), сріблясто білий метал, ПЕРЕХІДНИЙ ЕЛЕМЕНТ, відкритий в 1751 р. Його основні руди: сульфідні нікеле залізні руди (пентландит) і арсенід нікелю (нікелін). У нікелю складний процес очищення, що включає диференційоване розкладання. Науково-технічний енциклопедичний словник
НІКЕЛЬ- (Нім. Nickel). Метал сріблясто-білого кольору, в чистому вигляді не зустрічається. Останнім часом вживається на вироблення столового та кухонного посуду. Словник іншомовних слів, що увійшли до складу російської мови. Чудінов А.Н., 1910. НІКЕЛЬ нім. Nickel … Словник іноземних слів російської мови
Нікель- є відносно твердий сірувато білий метал з температурою плавлення 1453 град. Він є феромагнетиком, відрізняється ковкістю, пластичністю, міцністю, а також стійкістю до корозії та окислення. Нікель в основному ... Офіційна термінологія
нікель- я,м. Nickel m. нім. Nickel. 1. Сріблясто-білий тугоплавкий метал. БАС 1. Нікель шкідливий супутник срібних руд отримав свою назву від імені злого гнома, який нібито жив у саксонських копальнях. Ферсман Занім. геохімія. 2. Верхній шар із… …
НІКЕЛЬІсторичний словник галицизмів російської - (Лат. Niccolum) Ni, хімічний елемент VIII групи періодичної системи, атомний номер 28, атомна маса 58,69. Назва від німецького Nickel - ім'я злого духу, який нібито заважав гірникам. Сріблясто-білий метал; щільність 8,90 г/см³, tпл 1455… …
НІКЕЛЬВеликий Енциклопедичний словник - НІКЕЛЬ, нікелю, чоловік. (Нім. Nickel). Сріблясто білий тугоплавкий метал, упот. для виготовлення інструментів, посуду та ін. (На ім'я гірського божества в скандинавській міфології.) Тлумачний словник Ушакова. Д.М. Ушаків. 1935 1940 …
