heim » Möbel » Reformen mit Thulium. Die Herrschaft von Servius Tullius war ein erfolgreicher Anfang und ein tragisches Ende. Reform des Servius Tullius

Reformen mit Thulium. Die Herrschaft von Servius Tullius war ein erfolgreicher Anfang und ein tragisches Ende. Reform des Servius Tullius

Position im Periodensystem:

Nickel ist ein Element der zehnten Gruppe, der vierten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente D.I. Mendeleev, mit der Ordnungszahl 28. Gekennzeichnet mit dem Symbol Ni (lat. Niccolum).

Atomare Struktur:

Externe Konfiguration elektronische Muscheln Atom 3s23p63d84s2;e Ionisierungsenergie Ni0 3048-4.jpgNi+ 3048-5.jpgNi2+3048-6.jpgNi3+ 7,634, 18,153 und 35,17 eV; Pauling-Elektronegativität 1,80; Atomradius 0,124 nm, Ionenradius (Koordinationszahlen sind in Klammern angegeben) Ni2+ 0,069 nm (4), 0,077 nm (5), 0,083 nm (6)

Oxidationsstufen: Bildet Verbindungen am häufigsten in der Oxidationsstufe +2 (Wertigkeit II), seltener in der Oxidationsstufe +3 (Wertigkeit III) und sehr selten in den Oxidationsstufen +1 und +4 (Wertigkeit I bzw. IV). .

Nickel ist eine einfache Substanz

Verbreitung in der Natur:

Nickel kommt in der Natur recht häufig vor – sein Gehalt ist es Erdkruste ist ca. 0,01 % (Masse). In der Erdkruste kommt es nur vor gebundene Form Eisenmeteoriten enthalten natives Nickel (bis zu 8 %). Sein Gehalt in ultramafischen Gesteinen ist etwa 200-mal höher als in sauren Gesteinen (1,2 kg/t und 8 g/t). In ultramafischen Gesteinen ist die überwiegende Menge an Nickel mit Olivinen verbunden, die 0,13–0,41 % Ni enthalten. Es ersetzt isomorph Eisen und Magnesium. Ein kleiner Teil des Nickels liegt in Form von Sulfiden vor. Nickel weist siderophile und chalkophile Eigenschaften auf. Mit einem erhöhten Schwefelgehalt im Magma treten neben Kupfer, Kobalt, Eisen und Platinoiden auch Nickelsulfide auf. Im hydrothermischen Prozess entsteht zusammen mit Kobalt, Arsen und Schwefel und teilweise auch mit Wismut, Uran und Silber Nickel erhöhte Konzentrationen in Form von Nickelarseniden und -sulfiden. Nickel kommt häufig in sulfid- und arsenhaltigen Kupfer-Nickel-Erzen vor.

- Nickel (roter Nickelpyrit, Kupfernickel) NiAs,
- Chloantit (weißer Nickelpyrit) (Ni, Co, Fe) As2,
- Garnierit (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O und andere Silikate,
- magnetischer Pyrit (Fe, Ni, Cu) S,
- Arsen-Nickel-Glanz (Gersdorffit) NiAsS,
- Pentlandit (Fe, Ni) 9S8.

Über Nickel in Organismen ist bereits viel bekannt. Es wurde beispielsweise festgestellt, dass sich sein Gehalt im menschlichen Blut mit dem Alter ändert, dass bei Tieren die Menge an Nickel im Körper zunimmt und dass es schließlich einige Pflanzen und Mikroorganismen gibt – „Konzentratoren“ von Nickel, die Tausende enthalten und sogar hunderttausendmal mehr Nickel als die Umwelt.

Entdeckungsgeschichte:

Nickel (englisches, französisches und deutsches Nickel) wurde 1751 entdeckt. Allerdings kannten sächsische Bergleute schon lange vorher das Erz, das wie Kupfer aussah und in der Glasherstellung zum Färben von Glas verwendet wurde grüne Farbe. Alle Versuche, aus diesem Erz Kupfer zu gewinnen, waren erfolglos und daher spätes XVII V. Das Erz wurde Kupfernickel genannt, was in etwa „Kupferteufel“ bedeutet. Dieses Erz (roter Nickelpyrit NiAs) wurde 1751 vom schwedischen Mineralogen Kronstedt untersucht. Es gelang ihm, grünes Oxid und durch dessen Reduktion ein neues Metall namens Nickel zu gewinnen. Als Bergman das Metall in reinerer Form erhielt, stellte er fest, dass die Eigenschaften des Metalls denen von Eisen ähnelten; Nickel wurde von vielen Chemikern, beginnend mit Proust, ausführlicher untersucht. Nikkel -- schmutziges Wort in der Bergmannssprache. Es entstand aus einer Verfälschung von Nicolaus, einem generischen Wort mit mehreren Bedeutungen. Vor allem aber diente das Wort Nikolaus der Charakterisierung Menschen mit zwei Gesichtern; außerdem bedeutete es „bösartiger kleiner Geist“, „trügerischer Faulenzer“ usw. In der russischen Literatur Anfang des 19. Jahrhunderts V. die Namen Nikolan (Scherer, 1808), Nikolan (Zakharov, 1810), Nicol und Nickel (Dvigubsky, 1824) wurden verwendet

Physikalische Eigenschaften:

Nickel ist ein formbares und duktiles Metall. Es hat eine kubische Flächenzentrierung Kristallgitter(Parameter = 0,35238 nm). Schmelzpunkt 1455°C, Siedepunkt ca. 2900°C, Dichte 8,90 kg/dm3. Nickel ist ferromagnetisch, der Curie-Punkt liegt bei etwa 358°C.

Spezifisch elektrischer Wiederstand 0,0684 µOhm m.

Linearer Koeffizient Wärmeausdehnung b=13,5?10?6 K?1 bei 0 °C.

Volumenwärmeausdehnungskoeffizient = 38–39?10?6 K?1.

Elastizitätsmodul 196–210 GPa.

Chemische Eigenschaften:

Nickelatome haben eine äußere elektronische Konfiguration 3d84s2. Die stabilste Oxidationsstufe für Nickel ist Ni(II). Nickel bildet Verbindungen mit den Oxidationsstufen +1, +2, +3 und +4. Gleichzeitig sind Nickelverbindungen mit der Oxidationsstufe +4 selten und instabil. Nickeloxid Ni2O3 ist ein starkes Oxidationsmittel. Nickel zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus – stabil in Luft, Wasser, Laugen und einer Reihe von Säuren. Die chemische Beständigkeit beruht auf seiner Neigung zur Passivierung – der Bildung eines dichten Oxidfilms auf seiner Oberfläche, der eine schützende Wirkung hat. Nickel löst sich aktiv in verdünnter Salpetersäure: (3 Ni + 8 HNO_3 (30 %) 3 Ni(NO_3)_2 + 2 NO + 4 H_2O) und in heißer konzentrierter Schwefelsäure: (Ni + 2 H_2SO_4 NiSO_4 + SO_2 + 2 H_2O)

Mit Salzsäure und verdünnter Schwefelsäure verläuft die Reaktion langsam. Konzentrierte Salpetersäure passiviert Nickel, aber beim Erhitzen findet die Reaktion immer noch statt (das Hauptprodukt der Stickstoffreduktion ist NO2). Mit Kohlenmonoxid CO bildet Nickel leicht das flüchtige und sehr giftige Carbonyl Ni(CO)4. Feines Nickelpulver ist pyrophor ( (entzündet sich an der Luft selbst). Nickel brennt nur in Pulverform. Bildet zwei Oxide NiO und Ni2O3 und dementsprechend zwei Hydroxide Ni(OH)2 und Ni(OH)3. Die wichtigsten löslichen Nickelsalze sind Acetat, Chlorid, Nitrat und Sulfat. Wässrige Salzlösungen sind meist grün gefärbt, während wasserfreie Salze gelb oder bräunlich-gelb sind. Zu den unlöslichen Salzen gehören Oxalat und Phosphat (grün), drei Sulfide: NiS (schwarz), Ni3S2 (gelblich-bronze) und Ni3S4 (silberweiß). Nickel bildet außerdem zahlreiche Koordinations- und komplexe Verbindungen. Beispielsweise wird häufig Nickel-Dimethylglyoximat Ni(C4H6N2O2)2 verwendet, das in einer sauren Umgebung eine klare rote Farbe ergibt qualitative Analyse zur Nickelerkennung. Eine wässrige Lösung von Nickelsulfat hat eine grüne Farbe. Wässrige Lösungen von Nickel(II)-Salzen enthalten Hexaaquanickel(II) 2+-Ionen.

Quittung:

Die Gesamtreserven an Nickel in Erzen werden Anfang 1998 auf 135 Millionen Tonnen geschätzt, darunter zuverlässige Reserven von 49 Millionen Tonnen. Die wichtigsten Nickelerze – Nickel (Kupfernickel) NiAs, Millerit NiS, Pentlandit (FeNi)9S8 – enthalten auch Arsen, Eisen und Schwefel; Magmatischer Pyrrhotit enthält auch Pentlandit-Einschlüsse. Andere Erze, aus denen ebenfalls Ni abgebaut wird, enthalten Verunreinigungen von Co, Cu, Fe und Mg. Nickel ist manchmal das Hauptprodukt des Raffinierungsprozesses, häufiger wird es jedoch als Nebenprodukt bei anderen Metallprozessen gewonnen. Verschiedenen Quellen zufolge liegen von den zuverlässigen Reserven 40 bis 66 % des Nickels in „oxidierten Nickelerzen“ (ONR), 33 % in Sulfiderzen und 0,7 % in anderen. Im Jahr 1997 betrug der Anteil des durch OHP-Verarbeitung erzeugten Nickels etwa 40 % der weltweiten Produktion. Unter industriellen Bedingungen wird OHP in zwei Typen unterteilt: Magnesium und Eisen. Feuerfeste Magnesiumerze werden in der Regel einer Elektroschmelze zu Ferronickel (5-50 % Ni + Co, je nach Zusammensetzung der Rohstoffe und technologischen Merkmale) unterzogen. Die eisenhaltigen Lateriterze werden durch hydrometallurgische Methoden unter Verwendung von Ammoniak verarbeitet. Karbonatlaugung oder Schwefelsäure-Autoklavenlaugung. Abhängig von der Zusammensetzung der Rohstoffe und den verwendeten Materialien technologische Schemata Die Endprodukte dieser Technologien sind: Nickeloxid (76–90 % Ni), Sinter (89 % Ni), Sulfidkonzentrate unterschiedliche Zusammensetzung sowie metallelektrolytisches Nickel, Nickelpulver und Kobalt. Weniger eisenhaltig – Nichttronit-Erze werden zu Stein geschmolzen. In Vollzyklusbetrieben umfasst das Weiterverarbeitungsschema die Umwandlung, das Mattieren und das elektrische Schmelzen von Nickeloxid zur Herstellung von metallischem Nickel. Unterwegs wird das gewonnene Kobalt in Form von Metall und/oder Salzen freigesetzt. Eine weitere Nickelquelle: in der Kohlenasche von Südwales in England – bis zu 78 kg Nickel pro Tonne. Teilweise erhöhter Nickelgehalt Kohlen, Erdöl, Schiefer weist auf die Möglichkeit einer Nickelkonzentration in Fossilien hin organische Substanz. Die Gründe für dieses Phänomen sind noch nicht geklärt.

Anwendung:

Nickel ist die Basis der meisten Superlegierungen – hitzebeständige Materialien, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Teile verwendet werden Kraftwerke. Monel-Metall (65 – 67 % Ni + 30 – 32 % Cu + 1 % Mn), hitzebeständig bis 500 °C, sehr korrosionsbeständig; Weißgold (z. B. 585 Standard enthält 58,5 % Gold und eine Legierung (Ligatur) aus Silber und Nickel (oder Palladium)); Nichrom, eine Legierung aus Nickel und Chrom (60 % Ni + 40 % Cr); Permalloy (76 % Ni + 17 % Fe + 5 % Cu + 2 % Cr) hat eine hohe magnetische Suszeptibilität mit sehr geringen Hystereseverlusten; Invar (65 % Fe + 35 % Ni), dehnt sich beim Erhitzen fast nicht aus; Zu den Nickellegierungen zählen außerdem Nickel- und Chrom-Nickel-Stähle, Neusilber und verschiedene Widerstandslegierungen wie Konstantan, Nickel und Manganin. Nickel ist als Bestandteil einer Reihe von Edelstählen enthalten.

Chemische Technologie.

In vielen chemisch-technologischen Prozessen wird Raney-Nickel als Katalysator eingesetzt.

Strahlungstechnologien.

Das Nuklid 63Ni, das β-Teilchen emittiert, hat eine Halbwertszeit von 100,1 Jahren und wird in Krytronen sowie Elektroneneinfangdetektoren (ECDs) in der Gaschromatographie verwendet.

Medizin.

Wird zur Herstellung von Bracketsystemen verwendet (Titannickelid).

Prothetik.

Prägung.

Nickel wird in vielen Ländern häufig zur Herstellung von Münzen verwendet. In den Vereinigten Staaten ist die 5-Cent-Münze umgangssprachlich als Nickel bekannt.

Nickel ist ein duktiles, silbriges Metall Weiß mit charakteristischem Glanz. Bezieht sich auf schwere Nichteisenmetalle. Nickel ist ein wertvoller Legierungszusatz. Nickel kommt in der Natur nicht in reiner Form vor, sondern kommt meist in Erzen vor. Reinnickel (Nickel/Nickel), Nickel 200 und Nickel 201 werden mit speziellen Technologien abgebaut.

In Kombination mit anderen Metallen ist Nickel in der Lage, harte und haltbare Nickellegierungen zu bilden:

Nickel-Kupfer-Legierung (Monel)– Legierung auf Kupferbasis mit Nickel als Legierungszusatz. Die Zusammensetzung enthält üblicherweise bis zu 67 % Nickel und bis zu 38 % Kupfer. Zu dieser Gruppe von Legierungen gehören: Monel 400, Monel 401, Monel 404, Monel R-405, Monel K-500 usw.
Nickel-Chrom-Legierung (Inconel)– austenitische hitzebeständige Legierung. Zu dieser Gruppe gehören: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 617, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Inconel 725, Inconel X-750 usw.
Nickel-Eisen-Chrom-Legierung (Inconloy/Incoloy)– Der Legierung können Molybdän, Kupfer und Titan hinzugefügt werden. Zu dieser Gruppe gehören: Incoloy 20, Incoloy 800, Incoloy 800H, Incoloy 800HT, Incoloy 825, Incoloy 925 usw.
Nickel-Molybdän-Legierung (Hastelloy/Hastelloy)– Mögliches Vorhandensein von Chrom, Eisen und Kohlenstoff. Zu dieser Gruppe gehören: Hastelloy C-4, Hastelloy C-22, Hastelloy C-276, Hastelloy B-2 usw.

Nickeleigenschaften

Nickel ist ein Ferromagnet, Curie-Punkt – 358 °C, Schmelzpunkt – 1455 °C, Siedepunkt – 2730–2915 °C. Dichte - 8,9 g/cm 3, Wärmeausdehnungskoeffizient -13,5∙10 −6 K −1. An der Luft ist kompaktes Nickel stabil, während hochdisperses Nickel pyrophor ist.

Nickel hat folgende Eigenschaften:

Plastizität und Formbarkeit;
Stärke in der Höhe Temperaturbedingungen;
Beständigkeit gegen Oxidation in Wasser und Luft;
Härte und ausreichende Viskosität;
hohe Korrosionsbeständigkeit;
ferromagnetisch;
guter Katalysator;
lässt sich gut polieren.

Die Oberfläche von Nickel ist mit einer dünnen Schicht NiO-Oxid überzogen, die das Metall vor Oxidation schützt.

Vorteile und Nachteile

Die Hauptvorteile von Nickel und Legierungen sind Hitzebeständigkeit, Hitzebeständigkeit und erhöhte mechanische Festigkeit (Druck bis 440 MPa). Zu den Vorteilen gehört auch der Betrieb in heißer konzentrierter Lauge und Säurelösungen. Darüber hinaus kann Nickel zurückgehalten werden magnetische Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen.

Der Hauptnachteil von Nickel ist ein deutlicher Abfall der ThermoEMF-Werte beim schnellen Abkühlen nach dem Glühen (bis zu 600 °C). Ein weiterer Nachteil von Nickel ist die Tatsache, dass reines Nickel in der Natur nicht vorkommt. Es wird durch teure Technologien gewonnen, was sich auf die Kosten auswirkt.

Anwendungsgebiet

Das Hauptanwendungsgebiet von Nickel ist die Metallurgie. Darin beschäftigt er sich mit der Herstellung hochlegierter Edelstähle. Durch die Zugabe von Nickel zu geschmolzenem Eisen erhalten Metallurgen starke und duktile Legierungen mit erhöhter Korrosionsbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen. Es ist zu beachten, dass Nickellegierungen ihre Eigenschaften auch bei wiederholter längerer Erhitzung behalten.

Aufgrund dieser Eigenschaften wird rostfreier und hitzebeständiger Nickelstahl verwendet:

in Lebensmitteln und Chemieindustrie;
V petrochemische Industrie und Bauwesen;
in der Medizin und Pharmazie;
im Luftfahrt- und Maschinenbau;
bei der Herstellung von Unterseekabeln;
bei der Herstellung von Heizelementen für Industrieanlagen;
in Produktion Permanentmagnete;
in der Herstellung von Werkzeugmaschinen und Spezialausrüstung;
bei der Herstellung von Innenelementen von Gebäuden;
in der Möbelindustrie;
in Produktion Haushaltsgeräte und Haushaltsgeräte;

Aufgrund seiner Duktilität und einfachen Schmiedebarkeit kann Nickel zur Herstellung sehr dünner Produkte wie Streifen, Streifen und Bleche aus Nickel verwendet werden. Nickel wird auch aktiv bei der Herstellung von Drähten und Stäben eingesetzt.

Abschnitt 1. Eigenschaften.

Abschnitt 2. In der Natur sein.

Abschnitt 3. Empfang.

Abschnitt 4. Anwendung.

- Unterabschnitt 1. Legierungen.

- Unterabschnitt 2. Vernickeln.

Abschnitt 5. Münzprägung.

Ni ist ein Element der Nebenuntergruppe der achten Gruppe, der vierten Periode des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev, mit der Ordnungszahl 28.

Eigenschaften Nickel

Ni- Es ist silberweiß und verblasst nicht an der Luft. Hat ein flächenzentriertes kubisches Gitter mit Zeitraum a = 0,35238 NM, Raumgruppe Fm3m. In seiner reinen Form kann es durch Druck verarbeitet werden. Es handelt sich um einen Ferromagneten mit einem Curie-Punkt von 358 °C.

Elektrischer Widerstand 0,0684 μΩ∙m.

Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α=13,5∙10-6 K-1 bei 0 C

Koeffizient der volumetrischen Wärmeausdehnung β=38—39∙10-6 K-1

Elastizitätsmodul 196–210 GPa.

Nickelatome haben eine äußere Elektronenkonfiguration von 3d84s2. Der stabilste Zustand für Nickel ist die Oxidationsstufe Nickel(II).

Ni bildet Verbindungen mit den Oxidationsstufen +2 und +3. In diesem Fall liegt Ni mit der Oxidationsstufe +3 nur in Form komplexer Salze vor. Für Nickelverbindungen ist +2 bekannt große Menge gewöhnliche und komplexe Verbindungen. Nickeloxid Ni2O3 ist ein starkes Oxidationsmittel.

Ni zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus – es ist stabil in Luft, Wasser, Laugen und einer Reihe von Säuren. Die chemische Beständigkeit beruht auf seiner Neigung zur Passivierung – der Bildung eines dichten Oxidfilms auf seiner Oberfläche, der eine schützende Wirkung hat. Ni wird aktiv in Salpetersäure gelöst.

Mit Kohlenmonoxid CO bildet Ni leicht flüchtiges und hochgiftiges Nickelkarbonit (CO)4.

Feines Nickelpulver ist pyrophor (entzündet sich an der Luft selbst).

Ni brennt nur in Pulverform. Es bildet zwei Oxide NickelO und Ni2O3 und dementsprechend zwei Hydroxide Nickel(OH)2 und Nickel(OH)3. Die wichtigsten löslichen Nickelsalze sind Acetat, Chlorid, Nitrat und Sulfat.

Lösungen sind normalerweise grün gefärbt und wasserfreie Salze sind gelb oder bräunlich-gelb. Zu den unlöslichen Salzen gehören Oxalat und Phosphat (grün), drei Sulfide:

NickelS (schwarz)

Ni3S2 (gelbliche Bronze)

Ni3S4 (silberweiß).

Ni bildet außerdem zahlreiche Koordinations- und Komplexverbindungen.

Wässrige Lösungen von Nickel(II)-Salzen enthalten das Hexaaquanickel(II)-Ion Nickel(H2O)62+. Bei Zugabe zu einer Lösung, die diese Ionen enthält, Ammoniaklösung Es fällt Nickel(II)-hydroxid aus, eine grüne, gallertartige Substanz. Dieser Niederschlag löst sich bei Zugabe auf überschüssige Menge Ammoniak aufgrund der Bildung von Hexamminnickel(II)-Ionen Nickel (NH3)62+.

Ni bildet Komplexe mit tetraedrischen und planaren quadratischen Strukturen. Beispielsweise hat der Tetrachlornicckelat(II)-NiCl42−-Komplex eine tetraedrische Struktur und der Tetracyanonickelat(II)-NiCl42−-Komplex eine planare quadratische Struktur.

In Qualität und quantitative Analyse Zum Nachweis von Nickel(II)-Ionen wird eine alkalische Lösung von Butandiondioxim, auch Dimethylglyoxim genannt, verwendet. Bei der Reaktion mit Nickel(II)-Ionen entsteht die rote Koordinationsverbindung Bis(butandiondioximato)Ni(II). Diese Chelatverbindung und der Butandiondioximat-Ligand sind zweizähnig.

Natürliches Ni besteht aus 5 stabilen Isotopen, 58 Nickel, 60 Nickel, 61 Nickel, wobei 62 Nickel am häufigsten vorkommt (68,077 % der natürlichen Häufigkeit).

In der Natur sein

Ni kommt in der Natur recht häufig vor – sein Gehalt in der Erdkruste beträgt etwa 0,01 % (Masse). In der Erdkruste kommt es nur in gebundener Form vor; Eisenmeteoriten enthalten natives Ni (bis zu 8 %). Sein Gehalt in ultramafischen Gesteinen ist etwa 200-mal höher als in sauren Gesteinen (1,2 kg/t und 8 g/t). In ultramafischen Gesteinen ist die überwiegende Menge an Nickel mit Olivinen verbunden, die 0,13 bis 0,41 % Nickel enthalten. Es ersetzt Magnesium isomorph.

Ein kleiner Teil des Nickels liegt in Form von Sulfiden vor. Ni weist siderophile und chalkophile Eigenschaften auf. Mit einem erhöhten Schwefelgehalt im Magma treten neben Kupfer, Kobalt und Kupfer auch Nickelsulfide auf. Eisen und Platinoide. Im hydrothermischen Prozess werden zusammen mit Kobalt, Arsen und grau und manchmal bildet Ni bei Wismut, Uran und Silber erhöhte Konzentrationen in Form von Nickelarseniden und -sulfiden. Ni kommt häufig in sulfid- und arsenhaltigen Kupfer-Nickel-Erzen vor.

Nickelin (roter Nickelpyrit, Kupfernickel) Nickel As.

Chloantit (weißer Nickelpyrit) (Nickel, Co, Fe)As2

Garnierit (Mg, Nickel)6(Si4O11)(OH)6 mit H2O und anderen Silikaten.

Magnetischer Pyrit (Fe, Nickel, Cu)S

Arsen-Nickel-Glanznickel (Gersdorffit) As S,

Pentlandit (Fe, Nickel)9S8

Über Nickel in Organismen ist bereits viel bekannt. Установлено, например, что содержание его в крови человека меняется с возрастом, что у животных количество никеля в организме повышено, наконец, что существуют некоторые растения и микроорганизмы — «концентраторы» никеля, содержащие в тысячи и даже в сотни тысяч раз больше никеля, чем Umgebung.

Quittung

33 % in Sulfid. Im Jahr 1997 betrug der Anteil des durch OHP-Verarbeitung erzeugten Nickels etwa 40 % der weltweiten Produktion. Unter industriellen Bedingungen wird OHP in zwei Typen unterteilt: Magnesium und Eisen.

Feuerfeste Magnesiumerze werden in der Regel einer elektrischen Verhüttung mit Ferronickel (5-50 % Nickel + Co, abhängig von der Zusammensetzung des Rohstoffs und den technologischen Merkmalen) unterzogen.

Die meisten Eisen-Laterit-Erze werden durch hydrometallurgische Methoden unter Verwendung von Ammoniak-Carbonat-Auslaugung oder Schwefelsäure-Autoklaven-Auslaugung verarbeitet. Abhängig von der Zusammensetzung der Rohstoffe und den angewandten technologischen Schemata sind die Endprodukte dieser Technologien: Nickeloxid (76–90 % Nickel), Sinter (89 % Nickel), Sulfidkonzentrate verschiedener Zusammensetzungen sowie metallisches Ni Elektrolyt, Nickelpulver und Kobalt.

Weniger eisenhaltige Nichttronit-Erze werden zu Stein geschmolzen. In Vollzyklusbetrieben umfasst das Weiterverarbeitungsschema die Umwandlung, das Mattieren und das elektrische Schmelzen von Nickeloxid zur Herstellung von metallischem Nickel. Unterwegs wird das gewonnene Kobalt in Form von Metall und/oder Salzen freigesetzt. Eine weitere Nickelquelle: in der Kohlenasche von Südwales in Großbritannien – bis zu 78 kg Nickel pro Tonne. Der erhöhte Nickelgehalt in einigen Kohlen, Ölen und Schiefer weist auf die Möglichkeit einer Nickelkonzentration in fossiler organischer Substanz hin. Die Gründe für dieses Phänomen sind noch nicht geklärt.

„Ni konnte lange Zeit nicht in plastischer Form gewonnen werden, da es immer eine kleine Beimischung von Schwefel in Form von Nickelsulfid enthält, die sich in dünnen, fragilen Schichten an den Grenzen befindet Metall. Durch Zugabe einer kleinen Menge Magnesium zu geschmolzenem Nickel geht der Schwefel in eine Verbindung mit Magnesium über, die in Form von Körnern freigesetzt wird, ohne die Plastizität zu beeinträchtigen Metall».

Der Großteil des Nickels wird aus Garnierit und magnetischem Pyrit gewonnen.

Silicat-Erz wird mit Kohlenstaub in Drehrohröfen zu Eisen-Nickel-Pellets (5-8 % Nickel) reduziert, die anschließend von Schwefel gereinigt, kalziniert und mit einer Ammoniaklösung behandelt werden. Nach dem Ansäuern der Lösung wird daraus elektrolytisch Metall gewonnen.

Carbonyl-Methode (Mond-Methode). Zunächst wird aus Sulfiderz Kupfer-Nickel-Matte gewonnen, über den Kobalt geleitet wird hoher Druck. Es entsteht hochflüchtiges Tetracarbonylnickel-Nickel(CO)4, durch thermische Zersetzung entsteht ein besonders reines Metall.

Aluminothermische Methode zur Gewinnung von Nickel aus Oxiderz: 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O.

Anwendung

Legierungen

Ni ist die Basis der meisten Superlegierungen – hitzebeständige Materialien, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Kraftwerksteile verwendet werden.

Monelmetall (65 - 67 % Nickel + 30 - 32 % Cu+ 1 % Mn), hitzebeständig bis 500 °C, sehr korrosionsbeständig;

weiß (585 enthält 58,5 % Gold und eine Legierung (Ligatur) aus Silber und Nickel (oder Palladium));

Nichrom, Widerstandslegierung (60 % Nickel + 40 % Cr);

Permalloy (76 % Nickel + 17 % Fe + 5 % Cu + 2 % Cr) hat eine hohe magnetische Suszeptibilität mit sehr geringen Hystereseverlusten;

Invar (65 % Fe + 35 % Nickel) dehnt sich beim Erhitzen fast nicht aus;

Zu den Nickellegierungen zählen außerdem Nickel- und Chrom-Nickel-Stähle, Neusilber und verschiedene Widerstandslegierungen wie Konstantan, Nickel und Manganin.

Nickelrohre werden zur Herstellung von Kondensatoren bei der Wasserstoffproduktion und zum Einpumpen von Alkalien verwendet chemische Produktion. Chemikalienbeständige Nickelinstrumente werden häufig in der Medizin und in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt. Ni wird für Radar, Fernsehen, Fernbedienung Prozesse in der Kerntechnik.

Chemische Utensilien, verschiedene Apparate, Geräte und Kessel mit hoher Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit werden aus reinem Nickel hergestellt. physikalische Eigenschaften und aus Nickelmaterialien - Reservoirs und Tanks für die Lagerung darin Lebensmittel, chemische Reagenzien, ätherische Öle, zum Transport von Alkalien, zum Schmelzen von Ätzalkalien.

Auf Basis reiner Nickelpulver werden poröse Filter zur Filterung von Gasen, Kraftstoffen und anderen Produkten in der chemischen Industrie hergestellt. Industrie. Pulverisiertes Ni wird auch bei der Herstellung von Nickellegierungen und als Bindemittel bei der Herstellung harter und superharter Materialien verwendet.

Die biologische Rolle von Nickel ist eines der notwendigen Mikroelemente normale Entwicklung lebende Organismen. Über seine Rolle in lebenden Organismen ist jedoch wenig bekannt. Es ist bekannt, dass Ni an enzymatischen Reaktionen in Tieren und Pflanzen beteiligt ist. Bei Tieren reichert es sich in keratinisiertem Gewebe an, insbesondere in Federn. Ein erhöhter Nickelgehalt im Boden führt zu endemischen Krankheiten – bei Pflanzen treten hässliche Formen auf und bei Tieren treten Augenkrankheiten auf, die mit der Ansammlung von Nickel in der Hornhaut verbunden sind. Toxische Dosis (für Ratten) - 50 mg. Besonders schädlich sind flüchtige Nickelverbindungen, insbesondere das Tetracarbonylnickel (CO)4. Die maximal zulässige Konzentration für Nickelverbindungen in der Luft liegt zwischen 0,0002 und 0,001 mg/m3 (für verschiedene Verbindungen).

Ni der Hauptgrund Allergien (Kontaktdermatitis) gegen Metalle, die mit der Haut in Kontakt kommen (Schmuck, Uhren, Jeansnieten).

Die Europäische Union begrenzt den Nickelgehalt in Produkten, die mit der menschlichen Haut in Kontakt kommen.

Nickelkarbonit-Nickel (CO) ist sehr giftig. Äußerst zulässige Konzentration seine Dämpfe in der Luft Produktionsgelände 0,0005 mg/m.

Im 20. Jahrhundert wurde festgestellt, dass die Bauchspeicheldrüse sehr reich an Nickel ist. Wenn nach der Insulingabe Nickel verabreicht wird, verlängert sich die Insulinwirkung und die hypoglykämische Aktivität nimmt zu. Ni-Einflüsse enzymatische Prozesse, die Oxidation von Ascorbinsäure, beschleunigt den Übergang von Sulfhydrylgruppen zu Disulfidgruppen. Ni kann die Wirkung von Adrenalin hemmen und reduzieren arterieller Druck. Eine übermäßige Aufnahme von Nickel in den Körper verursacht Vitiligo. Ni wird in der Bauchspeicheldrüse und den Nebenschilddrüsen abgelagert.

Vernickelung

Unter Vernickeln versteht man die Erzeugung einer Nickelschicht auf der Oberfläche eines anderen Metalls, um dieses vor Korrosion zu schützen. Sie erfolgt durch Galvanisieren mit Elektrolyten, die Nickel(II)-sulfat, Natriumchlorid, Borhydroxid, Tenside und Glanzmittel enthalten, sowie löslichen Nickelanoden. Die Dicke der resultierenden Nickelschicht beträgt 12 – 36 Mikrometer. Durch eine nachträgliche Verchromung (Chromschichtdicke 0,3 µm) kann ein stabiler Oberflächenglanz gewährleistet werden.

Die stromlose Vernickelung erfolgt in einer Lösung einer Mischung aus Nickel(II)-chlorid und einer Natriumhypophosphit-Mischung in Gegenwart von Natriumcitrat:

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = Nickel + NaH2PO3 + 2HCl

Der Prozess wird bei pH 4 - 6 und 95°C durchgeführt

Am gebräuchlichsten sind die elektrolytische und chemische Vernickelung. Häufiger erfolgt die Vernickelung (die sogenannte Mattierung) elektrolytisch. Das am besten untersuchte und stabilste in arbeiten Schwefelsäure-Elektrolyte. Durch die Zugabe von Glanzmitteln zum Elektrolyten erfolgt die sogenannte Glanzvernickelung. Elektrolytische Beschichtungen weisen eine gewisse Porosität auf, die von der gründlichen Vorbereitung der Substratoberfläche und der Dicke der Beschichtung abhängt. Zum Schutz vor Korrosion ist eine vollständige Porenfreiheit erforderlich, daher wird eine mehrschichtige Beschichtung aufgetragen, die bei gleicher Dicke zuverlässiger ist als eine einzelne Schicht (z. B. Stahl). Handelsgegenstand oft nach dem Cu-Nickel-Cr-Schema plattiert).

Die Nachteile der elektrolytischen Vernickelung bestehen in der ungleichmäßigen Ablagerung von Nickel auf einer Reliefoberfläche und in der Unmöglichkeit, enge und tiefe Löcher, Hohlräume usw. zu beschichten. Die chemische Vernickelung ist etwas teurer als die elektrolytische Vernickelung, bietet jedoch die Möglichkeit, auf allen Bereichen der Reliefoberfläche eine Beschichtung mit gleichmäßiger Dicke und Qualität aufzutragen, sofern die Lösung Zugang zu ihnen hat. Das Verfahren basiert auf der Reduktionsreaktion von Nickelionen aus seinen Salzen unter Verwendung einer Natriumhypophosphitmischung (oder anderer Reduktionsmittel) in wässrigen Lösungen.

Mit der Vernickelung werden beispielsweise Teile chemischer Anlagen, Autos, Fahrräder, medizinische Instrumente und Geräte beschichtet.

Ni wird auch zur Herstellung von Wickelsaiten für Musikinstrumente verwendet.

Prägung

Ni wird in vielen Ländern häufig in der Münzproduktion verwendet. In den Vereinigten Staaten ist die 5-Cent-Münze umgangssprachlich als „Ni“ bekannt.

Ni ist seit Mitte des 19. Jahrhunderts Bestandteil von Münzen. In den Vereinigten Staaten wurde der Begriff „Ni“ oder „Nickel“ ursprünglich für die Cuprum-Münzen (fliegender Adler) verwendet, die 1857–58 das Cuprum durch 12 % Nickel ersetzten.

Noch später im Jahr 1865 erhöhte sich die Bezeichnung für drei Prozent Nickel um 25 %. Im Jahr 1866 fünf Prozent Nickel (25 % Nickel, 75 % Kupfer). Zusammen mit „Proportional Alloy“ wird dieser Begriff derzeit in den Vereinigten Staaten verwendet. Nahezu reine Nickelmünzen wurden erstmals 1881 in der Schweiz verwendet, und insbesondere in Kanada (dem damals größten Nickelproduzenten der Welt) wurden Fünf-Cent-Münzen mit einem Ni-Gehalt von mehr als 99,9 % geprägt.

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Italien 1909" height="336" src="/pictures/investments/img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg" title="15. Nickelmünzen, Italien 1909" width="674" />!}

Quellen

Wikipedia – Die freie Enzyklopädie, WikiPedia

hyperon-perm.ru - Produktion Hyperon

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chemistry.narod.ru - Welt der Chemie

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Synonyme:

Nicaragua

Sehen Sie, was „Nickel“ in anderen Wörterbüchern ist:

NICKEL- (Symbol Ni), Metall mit Atomgewicht 58,69, Ordnungsnummer 28, gehört zusammen mit Kobalt und Eisen zur Gruppe VIII und Reihe 4 des Periodensystems von Mendelejew. Ud. V. 8,8, Schmelzpunkt 1.452°. In ihrem herkömmliche Anschlüsse N.... ... Groß medizinische Enzyklopädie

NICKEL- (Symbol Ni), silberweißes Metall, ÜBERGANGSELEMENT, entdeckt 1751. Seine Haupterze: Nickelsulfid Eisenerze(Pentlandit) und Nickelarsenid (Nickelit). Nickel schwieriger Prozess Reinigung, einschließlich differenzierter Zersetzung... ... Wissenschaftlich und technisch Enzyklopädisches Wörterbuch

NICKEL- (Deutsches Nickel). Das Metall hat eine silberweiße Farbe und kommt nicht in reiner Form vor. In jüngster Zeit wird es zur Herstellung von Tisch- und Küchengeschirr verwendet. Wörterbuch Fremdwörter, in der russischen Sprache enthalten. Chudinov A.N., 1910. NICKEL Deutsch. Nickel... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

Nickel- ist ein relativ hartes grauweißes Metall mit einem Schmelzpunkt von 1453 Grad. C. Es ist ferromagnetisch und zeichnet sich durch Formbarkeit, Duktilität, Festigkeit sowie Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit aus. Nickel ist hauptsächlich... Offizielle Terminologie

Nickel- Ich bin. Nickel m. , Deutsch Nickel. 1. Silberweiß feuerfestes Metall. BAS 1. Nickel, ein schädlicher Begleiter von Silbererzen, erhielt seinen Namen vom Namen eines bösen Gnoms, der angeblich in den sächsischen Minen lebte. Fersman Zanim. Geochemie. 2. Obere Schicht aus... ... Historisches Wörterbuch der Gallizismen der russischen Sprache

NICKEL- (lat. Niccolum) Ni, chemisches Element der Gruppe VIII des Periodensystems, Ordnungszahl 28, Atommasse 58,69. Der Name leitet sich vom deutschen Nickel ab, dem Namen eines bösen Geistes, der angeblich die Bergleute störte. Silberweißes Metall; Dichte 8,90 g/cm³, Schmelzpunkt 1455… … Großes enzyklopädisches Wörterbuch

NICKEL- NICKEL, Nickel, Ehemann. (Deutsches Nickel). Silberweißes Refraktärmetall, gebraucht. zur Herstellung von Werkzeugen, Utensilien etc. (Name der Berggottheit in Skandinavische Mythologie.) Uschakows Erklärendes Wörterbuch. D.N. Uschakow. 1935 1940 ... Uschakows erklärendes Wörterbuch

Juweliere erfanden die ersten Verwendungsmöglichkeiten für Nickel. Der ruhige, leichte Glanz von Nickel (erinnern Sie sich an Mayakovsky: „Ich habe Mondnickel auf das Kopfsteinpflaster gegossen“) verblasst nicht in der Luft. Zudem ist Nickel relativ einfach zu verarbeiten. Daher begannen sie, es zur Herstellung von Schmuck, Gebrauchsgegenständen und Hartmünzen zu verwenden.

Dieses sehr unbedeutende Betätigungsfeld erhielt das Element Nr. 28 jedoch nicht sofort, da das von den Metallurgen geschmolzene Nickel überhaupt nicht dem von Richter beschriebenen Edelmetall ähnelte. Es war zerbrechlich und für die Verarbeitung praktisch ungeeignet.

Später stellte sich heraus, dass eine (nach den Maßstäben von vor hundert Jahren) unbedeutende Schwefelverunreinigung – nur 0,03 % – ausreicht, um vollständig zu verderben mechanische Eigenschaften Nickel; Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass der dünnste Film aus sprödem Nickelsulfid die Körner des Metalls trennt und seine Struktur zerstört. Sauerstoff hat ungefähr den gleichen Einfluss auf die Eigenschaften dieses Metalls.

Das Problem der Gewinnung von formbarem Nickel wurde durch eine Entdeckung gelöst. Durch die Zugabe von Magnesium zur Metallschmelze vor dem Gießen wird Nickel von Verunreinigungen befreit: Magnesium bindet und „übernimmt“ aktiv Schwefel und Sauerstoff. Diese Entdeckung wurde bereits in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts gemacht und seitdem wächst die Nachfrage nach Nickel.

Es wurde schnell klar, dass Element Nr. 28 nicht nur ein dekoratives Metall ist (obwohl die Vernickelung seit etwa hundert Jahren zum Schutz anderer Metalle vor Korrosion und zu dekorativen Zwecken verwendet wird). Nickel erwies sich auch als eines der vielversprechendsten Materialien für die Herstellung chemischer Geräte, die der korrosiven Wirkung von konzentrierten Salzlösungen, heißen Laugen, geschmolzenen Salzen, Fluor, Chlor, Brom und anderen aggressiven Umgebungen standhalten müssen. Dieses Metall behält auch beim Erhitzen seine chemische Passivität; Die Hitzebeständigkeit ebnete den Weg für Nickel in der Strahltechnologie.

Entwickler elektrischer Vakuumgeräte sahen in Nickel einzigartige Eigenschaften. Es ist kein Zufall, dass mehr als drei Viertel des gesamten in der Elektrovakuumtechnologie verbrauchten Metalls reines Nickel ist; Daraus werden Drahthalter, Buchsen, Gitter, Anoden, Schirme, Kerne für Oxidkathoden und eine Reihe anderer Teile hergestellt.

Dabei wird neben der Korrosions- und Wärmebeständigkeit von Nickel, seiner Duktilität und Festigkeit auch der niedrige Dampfdruck sehr geschätzt: Bei einer Betriebstemperatur von etwa 750 °C ist das Volumen der Elektronenröhre mit einer unbedeutenden Menge Nickel gesättigt – etwa 10 -12 g, was das tiefe Vakuum nicht verletzt.

Die magnetischen Eigenschaften von Nickel sind in vielerlei Hinsicht bemerkenswert.

Im Jahr 1842 J.P. Joule beschrieb die Längenzunahme von Stahlstäben bei Magnetisierung. Nach 35 Jahren gelangten die Physiker zu den chemischen Verwandten des Eisens – Kobalt und Nickel. Und dann stellte sich heraus, dass sich auch Kobaltstäbe in einem Magnetfeld verlängern, diesen bemerkenswerten Effekt gibt es bei Nickel jedoch nicht. Einige Jahre später (1882) stellte sich heraus, dass sich Nickel in einem Magnetfeld jedoch nicht verlängert, sondern im Gegenteil sogar verkürzt. Das Phänomen wurde Magnetostriktion genannt. Sein Wesen liegt darin, dass es bei der äußerlichen Anwendung gilt Magnetfeld Zufällig angeordnete Metallmikromagnete (Domänen) richten sich in eine Richtung aus und verformen dadurch das Kristallgitter. Der Effekt ist reversibel: Durch mechanische Beanspruchung des Metalls verändern sich dessen magnetische Eigenschaften.

Deshalb mechanische Schwingungen in ferromagnetischen Materialien zerfallen sie viel schneller als in nichtferromagnetischen Materialien: Die Schwingungsenergie wird für die Änderung des Magnetisierungszustands aufgewendet. Das Verständnis der Natur dieser „magnetomechanischen Dämpfung“ hat es ermöglicht, ermüdungsbeständige Legierungen für Turbinenschaufeln und viele andere Teile zu schaffen, die Vibrationen ausgesetzt sind.

Aber vielleicht ist ein anderer Anwendungsbereich magnetomechanischer Phänomene noch wichtiger: Ein Nickelstab in einem magnetischen Wechselfeld ausreichender Frequenz wird zur Ultraschallquelle.

Durch das Schwingen eines solchen Stabes in Resonanz (hierzu wird die entsprechende Länge gewählt) wird eine für die Ultraschalltechnik kolossale Schwingungsamplitude erreicht – 0,01 % der Stablänge.

Bei der Vernickelung im Ultraschallfeld kamen übrigens Nickel-Magnetostriktoren zum Einsatz: Dank Ultraschall entstehen extrem dichte und glänzende Beschichtungen, deren Auftragungsgeschwindigkeit deutlich höher sein kann als ohne Beschallung. So „hilft sich Nickel selbst.“

Ultraschall hat viele weitere Einsatzmöglichkeiten. Allerdings scheint niemand die Auswirkungen eines sich schnell ändernden Magnetfelds auf Reaktionen mit Nickelmetall untersucht zu haben: Durch Magnetostriktion induzierte Oberflächenpulsation hätte einen erheblichen Einfluss auf die chemische Wechselwirkung, sodass die Untersuchung der Reaktion des „klingenden“ Metalls möglicherweise neue Erkenntnisse bringt und unerwartete Effekte.

...und seine Legierungen

Kommen wir nun zu den Nickellegierungen. Aber es ist besser zu sagen, gehen wir zurück: Schließlich begann die Geschichte der Verwendung von Nickel mit Legierungen: Einige – Eisen-Nickel – erhielt der Mensch in fertiger Form, andere – Kupfer-Nickel – er lernte, aus natürlichen Erzen zu schmelzen, nicht Ich wusste jedoch, welche Metalle darin enthalten waren.

Und mittlerweile verwendet die Industrie mehrere tausend Legierungen, die Nickel enthalten, obwohl in unserer Zeit die Kombinationen von Eisen-Nickel und Kupfer-Nickel, die uns die Natur selbst zur Verfügung stellt, die Grundlage für die überwiegende Mehrheit der nickelhaltigen Legierungen bleiben. Aber das Wichtigste ist wahrscheinlich nicht die Menge und Vielfalt dieser Legierungen, sondern die Tatsache, dass der Mensch in ihnen die Eigenschaften von Nickel verstärken und entwickeln konnte, die wir brauchen.

Das ist zum Beispiel bekannt solide Lösungen unterscheiden sich in größerer Festigkeit und Härte als ihre Bestandteile, behalten aber ihre Duktilität. Daher entstehen Metallwerkstoffe, die durch Schmieden, Walzen, Ziehen, Stanzen usw. bearbeitet werden sollen, auf der Grundlage von Systemen, deren Komponenten untereinander feste Lösungen bilden. Dies sind genau die Legierungen von Nickel und Kupfer: Beide Metalle sind in beliebigen Anteilen vollständig gemischt, wie in flüssigen Zustand und während der Schmelzerstarrung. Daher die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Kupfer-Nickel-Legierungen, die den alten Metallurgen bekannt waren.

Der Urvater zahlreicher Arten dieser Legierungen ist „pakt-hong“ (oder „pekfong“), das möglicherweise vor unserer Zeitrechnung in China geschmolzen wurde und bis heute überlebt hat. Es besteht aus Kupfer, Nickel (20 %) und Zink, wobei Zink bei der Herstellung von formbarem Nickel im Wesentlichen die gleiche Rolle wie Magnesium spielt. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts begann man in Europa mit der Produktion dieser Legierung in kleinen Mengen. unter den Namen Argentan, Neusilber, Neusilber (Neusilber) und vielen anderen, und fast alle dieser Namen betonten das schöne silberne Aussehen der Legierung. Nickel hat eine interessante „Aufhellungswirkung“: Bereits 20 % davon löschen die rote Farbe von Kupfer vollständig aus.

„Neues Silber“ konkurrierte erfolgreich mit dem alten und erfreute sich bei Juwelieren zunehmender Beliebtheit. Es wurde auch zum Prägen von Münzen verwendet. Im Jahr 1850 gab die Schweiz die ersten Neusilbermünzen aus, und bald folgten fast alle Länder diesem Beispiel. Die Amerikaner nennen ihre Nickelmünzen sogar „Nickels“. Das Ausmaß dieser Anwendung von Kupfer-PPK-Legierungen ist enorm: Eine Kolonne von „Nickel“-Münzen, die in etwas mehr als 100 Jahren auf der Welt hergestellt wurden, würde den Mond erreichen!

Heutzutage werden Neusilber und das verwandte Kupfernickel (Neusilber enthält kein Zink, aber etwa 1 % Mangan ist vorhanden) nicht nur, aber nicht so sehr als Ersatz verwendet Besteck, wie viele in technische Zwecke: Kupfernickel ist (von allen bekannten Legierungen!) die beständigste gegen Schlag- oder Strahlkorrosion. Das ausgezeichnetes Material für Wasserhähne, Ventile und insbesondere Kondensatorrohre.

Doch die jüngere Legierung aus Kupfer und Nickel ist ein Kind des Zufalls und des Einfallsreichtums. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Komplikationen traten bei der Verarbeitung der reichen kanadischen Erze auf, die doppelt so viel Nickel wie Kupfer enthielten; Die Trennung der beiden Metalle war für Metallurgen eine schwierige Aufgabe. Oberst Ambrose Monel, damaliger Präsident Die International Nickel Company präsentierte eine mutige Idee – Kupfer und Nickel nicht zu trennen, sondern PH zu einer „natürlichen Legierung“ zusammenzuschmelzen. Ingenieure setzten diese Idee um – und das Ergebnis war das berühmte Monel-Metall – eine der wichtigsten Legierungen in der Chemietechnik. Mittlerweile wurden viele Sorten von Monel-Metall hergestellt, die sich in der Art und Menge der Legierungszusätze unterscheiden, aber die Basis ist in allen Fällen die gleiche – 60...70 % Nickel und 28...30 % Kupfer. Hohe chemische Beständigkeit, hervorragende mechanische Eigenschaften und vergleichsweise niedrige Kosten (es wird immer noch ohne vorherige Trennung von Kupfer und Nickel geschmolzen) haben Monel-Metall bei Chemikern, Schiffbauern, Textilarbeitern, Ölarbeitern und sogar Parfümeuren berühmt gemacht.

Wenn Monelmetall eine „natürliche Legierung“ aus Sulfid-Kupfer-Zikel-Erzen ist, dann ist Ferronickel ein Naturprodukt aus der Verhüttung oxidierter Nickelerze. Der Unterschied besteht darin, dass das Verhältnis von Nickel zu Eisen in diesem Produkt je nach Schmelzbedingungen stark variieren kann ( am meisten Eisen wird in Schlacke umgewandelt). Ferronickel unterschiedlicher Zusammensetzung wird dann als Zwischenprodukt zur Herstellung vieler Stahlsorten und anderer Eisen-Nickel-Legierungen verwendet.

Es gibt eine große Vielfalt solcher Legierungen. Strukturnickel und rostfreie Chrom-Nickel-Stähle sind jedem bekannt. Sie verbrauchen fast die Hälfte des gesamten vom Menschen geförderten Nickels. Inconel ist der „aristokratische Verwandte“ der rostfreien Stähle, in denen fast kein Eisen mehr enthalten ist; es handelt sich um eine Legierung (genauer gesagt eine Gruppe von Legierungen) auf der Basis von Nickel und Chrom unter Zusatz von Titan und anderen Elementen. Inconel hat sich zu einem der Hauptmaterialien entwickelt Raketentechnologie. Nichrom (20 % Cr, 80 % Ni) ist die wichtigste Widerstandslegierung und die Grundlage der meisten elektrischen Heizgeräte, von Elektroherden für den Haushalt bis hin zu leistungsstarken Industrieöfen. Weniger bekannt ist Elinvar (35 % Ni, 8 % Cr), das eine konstante Elastizität beibehält unterschiedliche Temperaturen und Platinit (49 % Ni, 51 % Fe). Letzteres enthält kein Platin, ersetzt es aber in vielen Fällen. Wie Platin kann es mit Glas verlötet werden, und das Lot reißt nicht, da die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Glas und Platin gleich sind. Invar (36 % Ni, 64 % Fe) hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe Null.

Eine Sonderklasse bilden magnetische Legierungen. Der vielleicht größte Verdienst gebührt hier Permalloy FeNi 3 – einer Legierung mit phänomenaler magnetischer Permeabilität, die die Technologie der schwachen Ströme revolutionierte. Permalloy-Kerne und dünne Permalloy-Filme sind in jedem Telefongerät zu finden Hauptelement Speichergeräte von Computern.

Nickel

NICKEL-ICH; M.[Deutsch Nickel] Chemisches Element (Ni), ein silberweißes, feuerfestes Metall mit starkem Glanz (wird in der Industrie verwendet).

◁ Nickel, oh, oh. N. meins. N-tes Erz. N-te Legierungen. N-te Beschichtung.

Nickel

(lat. Niccolum), chemisches Element der Gruppe VIII des Periodensystems. Der Name leitet sich vom deutschen Nickel ab – dem Namen eines bösen Geistes, der angeblich die Bergleute störte. Silberweißes Metall; Dichte 8,90 g/cm 3, T pl 1455°C; ferromagnetisch (Curiepunkt 358°C). Sehr beständig gegen Luft und Wasser. Die Hauptmineralien sind Nickelit, Millerit und Pentlandit. Etwa 80 % des Nickels werden für Nickellegierungen verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Batterien, chemischen Geräten, für Korrosionsschutzbeschichtungen (Vernickelung) und als Katalysator für viele chemische Prozesse verwendet.

NICKEL

NICKEL (lat. Niсsolum), Ni, chemisches Element mit der Ordnungszahl 28, Atomgewicht 58,69. Chemisches Symbol Das Element Ni wird genauso ausgesprochen wie der Name des Elements selbst. Natürliches Nickel besteht aus fünf stabilen Nukliden (cm. NUKLID): 58 Ni (67,88 Gew.-%), 60 Ni (26,23 %), 61 Ni (1,19 %), 62 Ni (3,66 %) und 64 Ni (1,04 %). Im Periodensystem von D. I. Mendeleev gehört Nickel zur Gruppe VIIIB und zusammen mit Eisen (cm. EISEN) und Kobalt (cm. KOBALT) In der 4. Periode dieser Gruppe bildet es eine Trias von Übergangsmetallen mit ähnlichen Eigenschaften. Konfiguration der beiden äußeren elektronischen Schichten des Nickelatoms 3 S 2 P 6 D 8 4s 2 . Es bildet Verbindungen am häufigsten in der Oxidationsstufe +2 (Wertigkeit II), seltener in der Oxidationsstufe +3 (Wertigkeit III) und sehr selten in den Oxidationsstufen +1 und +4 (Wertigkeit I bzw. IV).
Der Radius des neutralen Nickelatoms beträgt 0,124 nm, der Radius des Ni 2+ -Ions beträgt 0,069 nm (Koordinationszahl 4) bis 0,083 nm (Koordinationszahl 6). Die aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien des Nickelatoms betragen 7,635, 18,15, 35,17, 56,0 und 79 eV. Nach der Pauling-Skala beträgt die Elektronegativität von Nickel 1,91. Standardelektrodenpotential Ni 0 /Ni 2+ –0,23 V.
Der einfache Stoff Nickel in kompakter Form ist ein silberweiß glänzendes Metall.
Geschichte der Entdeckung
Bereits aus dem 17. Jahrhundert. Die Bergleute Sachsens (Deutschland) kannten Erze, die im Aussehen Kupfererz ähnelten, beim Schmelzen jedoch kein Kupfer lieferten. Es wurde Kupfernickel genannt (deutsch: Kupfer – Kupfer und Nickel – der Name des Gnoms, der den Bergleuten brachliegendes Gestein anstelle von Kupfererz zuschob). Wie sich später herausstellte, ist Kupfernickel eine Verbindung aus Nickel und Arsen, NiAs. Die Geschichte der Entdeckung von Nickel erstreckte sich über fast ein halbes Jahrhundert. Die erste Schlussfolgerung bezog sich auf das Vorhandensein eines neuen „Halbmetalls“ in Kupfernickel (d. h. nach der damaligen Terminologie einfache Substanz, Zwischeneigenschaften zwischen Metallen und Nichtmetallen) wurde vom schwedischen Metallurgen A.F. Kronstedt hergestellt (cm. KRONSTEDT (Axel Fredrik) im Jahr 1751. Diese Entdeckung war jedoch mehr als zwanzig Jahre lang umstritten und die vorherrschende Meinung war, dass Kronstedt keine neue einfache Substanz erhielt, sondern eine Art Verbindung mit Schwefel von Eisen, Wismut, Kobalt oder einem anderen Metall.
Erst 1775, 10 Jahre nach Kronstedts Tod, führte der Schwede T. Bergman Untersuchungen durch, die ihn zu dem Schluss führten, dass Nickel eine einfache Substanz ist. Doch erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts, im Jahr 1804, wurde Nickel nach sorgfältigen Forschungen des deutschen Chemikers I. Richter endgültig als Element etabliert (cm. RICHTER (Jeremiah Benjamin), der zur Reinigung 32 Umkristallisationen von Nickelsulfat (Nickelsulfat) durchführte und als Ergebnis der Rückgewinnung reines Metall erhielt.
In der Natur sein
In der Erdkruste beträgt der Nickelgehalt etwa 8·10 -3 Massen-%. Möglicherweise sind im Erdkern, der einer gängigen Hypothese zufolge aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht, enorme Mengen Nickel enthalten – etwa 17 10 19 Tonnen. Wenn das so ist, dann besteht die Erde zu etwa 3 % aus Nickel, und unter den Elementen, aus denen der Planet besteht, steht Nickel an fünfter Stelle – nach Eisen, Sauerstoff, Silizium und Magnesium. Nickel kommt in einigen Meteoriten vor, die eine Legierung aus Nickel und Eisen sind (sogenannte Eisen-Nickel-Meteoriten). Als praktische Nickelquelle haben solche Meteorite natürlich keine Bedeutung. Die wichtigsten Nickelmineralien: Nickel (cm. NICKELIN)(moderner Name für Kupfernickel) NiAs, Pentlandit (cm. PENTLANDIT)[Nickel- und Eisensulfidzusammensetzung (Fe,Ni) 9 S 8 ], Millerit (cm. MILLERIT) NiS, Garnierit (cm. GARNIERIT)(Ni, Mg) 6 Si 4 O 10 (OH) 2 und andere nickelhaltige Silikate. IN Meerwasser Der Nickelgehalt beträgt ca. 1·10 -8 –5·10 -8 %
Quittung
Ein erheblicher Teil des Nickels wird aus sulfidischen Kupfer-Nickel-Erzen gewonnen. Aus angereicherten Rohstoffen wird zunächst Stein hergestellt – ein Sulfidmaterial, das neben Nickel auch Verunreinigungen von Eisen, Kobalt, Kupfer und einer Reihe anderer Metalle enthält. Durch Flotationsverfahren (cm. FLOTATION) Es wird Nickelkonzentrat gewonnen. Als nächstes wird der Stein normalerweise bearbeitet, um Eisen- und Kupferverunreinigungen zu entfernen, und dann gebrannt, wobei das resultierende Oxid zu Metall reduziert wird. Es gibt auch hydrometallurgische Verfahren zur Herstellung von Nickel, bei denen eine Ammoniaklösung verwendet wird, um es aus Erz zu gewinnen. (cm. AMMONIAK) oder Schwefelsäure (cm. SCHWEFELSÄURE). Zur weiteren Reinigung wird Rohnickel einer elektrochemischen Raffination unterzogen.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Nickel ist ein formbares und duktiles Metall. Es hat ein kubisch flächenzentriertes Kristallgitter (Parameter a = 0,35238 nm). Schmelzpunkt 1455°C, Siedepunkt ca. 2900°C, Dichte 8,90 kg/dm3. Nickel ist ferromagnetisch (cm. FERROMAGNETISCH), Curie-Punkt (cm. CURIE-PUNKT) ca. 358°C
Kompaktes Nickel ist an der Luft stabil, während hochdisperses Nickel pyrophor ist (cm. PYROPHORISCHE METALLE). Die Oberfläche von Nickel ist mit einem dünnen Film aus NiO-Oxid bedeckt, der das Metall zuverlässig vor weiterer Oxidation schützt. Nickel reagiert auch nicht mit in der Luft enthaltenem Wasser und Wasserdampf. Nickel interagiert praktisch nicht mit Säuren wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Flusssäure und einigen anderen.
Metallisches Nickel reagiert mit Salpetersäure, dabei entsteht Nickel(II)-nitrat Ni(NO 3) 2 und wird freigesetzt entsprechendes Oxid Stickstoff, zum Beispiel:
3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Erst wenn es an der Luft auf Temperaturen über 800 °C erhitzt wird, beginnt Nickelmetall mit Sauerstoff zu reagieren und das Oxid NiO zu bilden.
Nickeloxid hat grundlegende Eigenschaften. Es existiert in zwei polymorphen Modifikationen: Niedertemperatur (hexagonales Gitter) und Hochtemperatur (kubisches Gitter, stabil bei Temperaturen über 252 °C). Es gibt Berichte über die Synthese von Nickeloxidphasen mit der Zusammensetzung NiO 1,33-2,0.
Beim Erhitzen reagiert Nickel mit allen Halogenen (cm. HALOGEN) unter Bildung von Dihalogeniden NiHal 2. Das Erhitzen von Nickel- und Schwefelpulvern führt zur Bildung von Nickelsulfid NiS. Sowohl wasserlösliche Nickeldihalogenide als auch wasserunlösliches Nickelsulfid können aus wässrigen Lösungen nicht nur „trocken“, sondern auch „nass“ gewonnen werden.
Mit Graphit bildet Nickel das Karbid Ni 3 C, mit Phosphor Phosphide der Zusammensetzungen Ni 5 P 2, Ni 2 P, Ni 3 P. Nickel reagiert auch mit anderen Nichtmetallen, darunter (unter besonderen Bedingungen) mit Stickstoff. Interessanterweise ist Nickel in der Lage, große Mengen Wasserstoff zu absorbieren, was zur Bildung fester Lösungen von Wasserstoff in Nickel führt.
Bekannt sind wasserlösliche Nickelsalze wie NiSO 4 Sulfat, Ni(NO 3) 2 Nitrat und viele andere. Die meisten dieser Salze bilden bei der Kristallisation aus wässrigen Lösungen kristalline Hydrate, beispielsweise NiSO 4 ·7H 2 O, Ni(NO 3) 2 ·6H 2 O. Zu den unlöslichen Nickelverbindungen gehören Ni 3 (PO 4) 2 Phosphat und Ni 2 SiO-Silikat 4 .
Wenn einer Lösung von Nickel(II)-Salz Alkali zugesetzt wird, fällt es aus grüner Rückstand Nickelhydroxid:
Ni(NO 3) 2 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + 2NaNO 3
Ni(OH) 2 hat schwach basische Eigenschaften. Wird eine Suspension von Ni(OH) 2 in alkalischem Medium einem starken Oxidationsmittel, beispielsweise Brom, ausgesetzt, entsteht Nickel(III)-hydroxid:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr
Nickel zeichnet sich durch die Bildung von Komplexen aus. Somit bildet das Ni 2+ -Kation mit Ammoniak einen Hexaammin-Komplex 2+ und einen Diaquatetraammin-Komplex 2+. Diese Komplexe mit Anionen bilden blaue oder violette Verbindungen.
Wenn Fluor F2 auf eine Mischung aus NiCl2 und KCl einwirkt, entstehen komplexe Verbindungen, die Nickel enthalten hohe Abschlüsse Oxidation: +3 - (K 3) und +4 - (K 2).
Nickelpulver reagiert mit Kohlenmonoxid (II) CO und es entsteht das leicht flüchtige Tetracarbonyl Ni(CO) 4, das eine große Rolle spielt praktischer Nutzen beim Aufbringen von Nickelbeschichtungen, bei der Herstellung von hochreinem dispergiertem Nickel usw.
Eine charakteristische Reaktion von Ni 2+ -Ionen mit Dimethylglyoxim führt zur Bildung von rosarotem Nickel-Dimethylglyoximat. Diese Reaktion wird verwendet, wenn Quantifizierung Nickel und das Reaktionsprodukt – als Pigment in kosmetischen Materialien und für andere Zwecke.
Anwendung
Der Hauptanteil des geschmolzenen Nickels wird für die Herstellung verschiedener Legierungen aufgewendet. Daher erhöht die Zugabe von Nickel zu Stahl die chemische Beständigkeit der Legierung, und alle rostfreien Stähle enthalten zwangsläufig Nickel. Darüber hinaus zeichnen sich Nickellegierungen durch eine hohe Zähigkeit aus und werden zur Herstellung langlebiger Panzerungen verwendet. Eine Legierung aus Eisen und Nickel mit 36–38 % Nickel hat einen überraschend niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (dies ist die sogenannte Invar-Legierung) und wird bei der Herstellung kritischer Teile verschiedener Geräte verwendet.
Bei der Herstellung von Elektromagnetkernen werden häufig Legierungen verwendet. gemeinsamen Namen permalloi (cm. PERMALLOY). Diese Legierungen enthalten neben Eisen 40 bis 80 % Nickel. Bekannt sind Nichrom-Spiralen, die in verschiedenen Heizgeräten verwendet werden und aus Chrom (10–30 %) und Nickel bestehen. Münzen werden aus Nickellegierungen geprägt. Gesamtzahl Im praktischen Einsatz gibt es mehrere tausend verschiedene Nickellegierungen.
Die hohe Korrosionsbeständigkeit von Nickelbeschichtungen ermöglicht den Einsatz dünner Nickelschichten zum Schutz verschiedene Metalle vor Korrosion durch Vernickeln. Gleichzeitig verleiht die Vernickelung den Produkten ein schönes Aussehen. In diesem Fall wird die Elektrolyse mit durchgeführt Wasserlösung Doppeltes Ammonium und Nickelsulfat (NH 4) 2 Ni(SO 4) 2.
Nickel wird häufig bei der Herstellung verschiedener chemischer Geräte, im Schiffbau, in der Elektrotechnik, bei der Herstellung von Alkalibatterien und für viele andere Zwecke verwendet.
Speziell hergestelltes dispergiertes Nickel (das sogenannte Raney-Nickel) wird häufig als Katalysator für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet chemische Reaktionen. Nickeloxide werden bei der Herstellung ferritischer Werkstoffe sowie als Pigmente für Glas, Glasuren und Keramik verwendet; Oxide und einige Salze dienen als Katalysatoren für verschiedene Prozesse.
Biologische Rolle
Nickel gehört zu den Mikroelementen (cm. Mikroelemente) notwendig für die normale Entwicklung lebender Organismen. Über seine Rolle in lebenden Organismen ist jedoch wenig bekannt. Es ist bekannt, dass Nickel an enzymatischen Reaktionen bei Tieren und Pflanzen beteiligt ist. Bei Tieren reichert es sich in keratinisiertem Gewebe an, insbesondere in Federn. Ein erhöhter Nickelgehalt im Boden führt zu endemischen Krankheiten – bei Pflanzen treten hässliche Formen auf und bei Tieren treten Augenkrankheiten auf, die mit der Ansammlung von Nickel in der Hornhaut verbunden sind. Toxische Dosis (für Ratten) - 50 mg. Besonders schädlich sind flüchtige Nickelverbindungen, insbesondere das Tetracarbonyl Ni(CO) 4 . Die maximal zulässige Konzentration für Nickelverbindungen in der Luft liegt zwischen 0,0002 und 0,001 mg/m 3 (für verschiedene Verbindungen).

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

Synonyme:

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NICKEL- (Symbol Ni), ein Metall mit einem Atomgewicht von 58,69, Seriennummer 28, gehört zusammen mit Kobalt und Eisen zur Gruppe VIII und Reihe 4 des Periodensystems von Mendelejew. Ud. V. 8,8, Schmelzpunkt 1.452°. In ihren üblichen Verbindungen N.... ... Große medizinische Enzyklopädie

- (Symbol Ni), ein silberweißes Metall, ÜBERGANGSELEMENT, entdeckt im Jahr 1751. Seine Haupterze sind Nickelsulfid-Eisenerze (Pentlandit) und Nickelarsenid (Nickel). Nickel unterliegt einem komplexen Reinigungsprozess, einschließlich einer differenzierten Zersetzung... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

- (Deutsches Nickel). Das Metall hat eine silberweiße Farbe und kommt nicht in reiner Form vor. In jüngster Zeit wird es zur Herstellung von Tisch- und Küchengeschirr verwendet. Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache. Chudinov A.N., 1910. NICKEL Deutsch. Nickel... Wörterbuch der Fremdwörter der russischen Sprache

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