Det var 1751. I lille Sverige dukkede der takket være videnskabsmanden Axel Frederik Krondstedt grundstof nummer 17. Dengang var der kun 12 kendte metaller plus svovl, fosfor, kulstof og arsen. De accepterede en nykommer i deres firma, hans navn er nikkel.
Lidt historie
Mange år før denne mirakuløse opdagelse var minearbejdere fra Sachsen bekendt med malm, der kunne forveksles med kobbermalm. Forsøg på at udvinde kobber fra dette materiale var forgæves. Da malmen følte sig snydt, begyndte den at blive kaldt "Kupfernikel" (på russisk - "kobberdjævel").
Krondstedt, en ekspert i mineraler, blev interesseret i denne malm. Efter meget arbejde fik man et nyt metal, som blev kaldt nikkel. Bergman overtog forskningsstafetten. Han forfinede metallet yderligere og kom til den konklusion, at dette element minder om jern.
Nikkels fysiske egenskaber
Nikkel er inkluderet i den tiende gruppe af grundstoffer og er i den fjerde periode i det periodiske system under atomnummer 28. Hvis du fjerner symbolet Ni i tabellen, er dette nikkel. Den har en gul nuance på en sølvbase. Selv i luften metalfalmer ikke. Solid og ret tyktflydende. Den egner sig godt til at smede, så der kan laves meget tynde produkter. Perfekt poleret. Nikkel kan tiltrækkes med en magnet. Selv ved en temperatur på 340 grader med et minustegn er de magnetiske egenskaber af nikkel synlige. Nikkel er et metal, der er modstandsdygtigt over for korrosion. Det udviser lav kemisk aktivitet. Hvad kan man sige om nikkels kemiske egenskaber?
Kemiske egenskaber
Hvad er nødvendigt for at bestemme den kvalitative sammensætning af nikkel? Her er det nødvendigt at opremse hvilke atomer (nemlig deres antal) vores metal består af. Den molære masse (det kaldes også atommassen) er 58,6934 (g/mol). Målingerne er gået videre. Radius af atomet i vores metal er 124 pm. Ved måling af ionradius viste resultatet (+2e) 69 pm, og tallet 115 pm er den kovalente radius. Ifølge den berømte krystallograf og store kemiker Paulings skala er elektronegativiteten 1,91, og det elektroniske potentiale er 0,25 V.
Effekterne af luft og vand på nikkel er næsten ubetydelige. Det samme kan siges om alkali. Hvorfor reagerer dette metal sådan? NiO dannes på overfladen. Dette er en belægning i form af en film, der forhindrer oxidation. Hvis nikkel opvarmes til en meget høj temperatur, begynder det at reagere med ilt og virker også med halogener og med alle.
Hvis nikkel kommer ind i salpetersyre, vil reaktionen ikke tage lang tid. Den aktiveres også let i opløsninger, der indeholder ammoniak.
Men ikke al syre virker på nikkel. Syrer som s alt- og svovlsyre,opløs det meget langsomt, men sikkert. Og forsøg på at gøre det samme med nikkel i fosforsyre var slet ikke succesfulde.
Nikkel i naturen
Forskernes formodninger er, at vores planets kerne er en legering, hvori jern indeholder 90 %, og nikkel er 10 gange mindre. Der er tilstedeværelsen af kobolt - 0,6%. I rotationsprocessen kom nikkelatomer ud i jordens lag. De er grundlæggerne af kobber-nikkelsulfidmalme sammen med kobber og svovl. Nogle af de mere vovede nikkelatomer stoppede ikke der og trængte sig videre. Atomer skyndte sig op til overfladen i selskab med krom, magnesium og jern. Yderligere blev medrejsende af vores metal oxideret og løsrevet.
Felsiske og ultrabasiske klipper forekommer på klodens overflade. Ifølge videnskabsmænd er nikkelindholdet i sure bjergarter meget lavere end i ultramafiske. Derfor er jorden og vegetationen der ret godt beriget med nikkel. Men heltens rejse i biosfæren og vandet var ikke så mærkbar.
Nikkelmalm
Industrielle nikkelmalme er opdelt i to typer.
- Sulfid kobber-nikkel. Mineraler: magnesium, pyrrhotite, cubanit, milerit, petlandit, sperrylit - det er, hvad der er indeholdt i disse malme. Takket være magmaen, der dannede dem. Sulfidmalme kan også producere palladium, guld og mere.
- Silikat-nikkelmalm. De er løse, som ler. Malme af denne type er jernholdige, kiselholdige, magnesianske.
Hvor der bruges nikkel
Nikkel er meget udbredt i en så stærk industri som metallurgi. Nemlig ved fremstilling af en lang række legeringer. Grundlæggende omfatter legeringen jern, nikkel og kobolt. Der er mange legeringer baseret på nikkel. Vores metal er kombineret til en legering, for eksempel med titanium, krom, molybdæn. Nikkel bruges også til at beskytte produkter, der korroderer hurtigt. Disse produkter er forniklet, det vil sige, at de skaber en speciel nikkelbelægning, der ikke tillader korrosion at gøre det modsatte.
Nikkel er en meget god katalysator. Derfor bruges det aktivt i den kemiske industri. Disse er enheder, kemiske retter, enheder til forskellige applikationer. Til kemikalier anvendes fødevarer, levering af alkalier, opbevaring af æteriske olier, tanke og reservoirer lavet af nikkelmaterialer. Nuklear teknologi, fjernsyn, en række forskellige enheder, hvis liste er meget lang, kan ikke undvære dette metal.
Hvis du ser på et område som instrumentfremstilling og derefter på området for maskinteknik, vil du bemærke, at anoder og katoder er nikkelplader. Og dette er ikke hele listen over anvendelser af sådan et simpelthen vidunderligt metal. Betydningen af nikkel i medicin bør heller ikke undervurderes.
Nikkel i medicin
Nikkel er meget udbredt i medicin. Lad os først tage de nødvendige værktøjer til operationen. Resultatet af operationen afhænger ikke kun af lægen selv, men også af kvaliteten af det instrument, han arbejder med. Instrumenter gennemgår adskillige steriliseringer, og hvis de er lavet af en legering, der ikke indeholder nikkel, vil korrosion ikke tage lang tid. Og værktøj lavet af stål, der indeholder nikkel, holder meget længere.
Med hensyn til implantater bruges nikkellegeringer til at fremstille dem. Nikkelholdigt stål har en høj grad af styrke. Enheder til fastgørelse af knogler, proteser, skruer - alt er lavet af dette stål. Inden for tandplejen har implantater også indtaget deres stærke position. Bugels, rustfri stålbøjler bruges af ortodontister.
Nikkel i levende organismer
Hvis du ser på verden nedefra, tegner billedet sig noget som dette. Vi har jord under fødderne. Nikkelindholdet i det er højere end i vegetation. Men hvis vi betragter denne vegetation under det prisme, der interesserer os, så findes et stort nikkelindhold i bælgplanter. Og i korn er procentdelen af nikkel stigende.
Lad os kort overveje det gennemsnitlige indhold af nikkel i planter, hav- og landdyr. Og selvfølgelig hos mennesker. Målingen er i vægtprocent. Så massen af nikkel i planter er 510-5. Landdyr 110-6, havdyr 1, 610-4. Og et menneske har et nikkelindhold på 1-210-6.
Nikkels rolle i den menneskelige krop
Du ønsker altid at være en sund og smuk person. Nikkel er et af de vigtige sporstoffer i den menneskelige krop. Nikkel ophobes norm alt i lunger, nyrer og lever. Ophobninger af nikkel hos menneskerfindes i hår, skjoldbruskkirtel og bugspytkirtel. Og det er ikke alt. Hvad gør metal i kroppen? Her kan vi roligt sige, at han er en schweizer, en mejer og en spiller på røret. Nemlig:
- forsøger at hjælpe med at ilte celler, ikke uden held;
- oxidationsreduktionsarbejde i væv falder også på nikkelskuldrene;
- tøver ikke med at deltage i reguleringen af kroppens hormonelle baggrund;
- oxiderer sikkert C-vitamin;
- det kan bemærkes hans involvering i metabolismen af fedtstoffer;
- fremragende nikkel påvirker bloddannelsen.
Jeg vil gerne bemærke den store betydning af nikkel i cellen. Dette sporelement beskytter cellemembranen og nukleinsyrerne, nemlig deres design.
Selvom listen over nikkels værdige værker kan fortsættes. Fra ovenstående bemærker vi, at kroppen har brug for nikkel. Dette sporstof kommer ind i vores krop gennem mad. Norm alt er der nok nikkel i kroppen, fordi den har brug for meget lidt. Alarmerende klokker af manglen på vores metal er udseendet af dermatitis. Her er værdien af nikkel i den menneskelige krop.
Nikkellegeringer
Der er mange forskellige nikkellegeringer. Lad os bemærke de tre vigtigste grupper.
Den første gruppe omfatter nikkel- og kobberlegeringer. De kaldes nikkel-kobber-legeringer. Uanset hvilke proportioner disse to elementer er smeltet sammen, er resultatet fantastisk og, vigtigst af alt, uden overraskelser. Homogen legering garanteret. Hvis det indeholder mere kobber end nikkel, så er egenskaberne mere udt altekobber, og hvis nikkel dominerer, udviser legeringen nikkelkarakter.
Nikkel-kobberlegeringer er populære i produktionen af mønter, maskindele. Legeringen Constantine, som er næsten 60 % kobber og resten nikkel, bruges til at skabe udstyr med højere præcision.
Overvej en legering med nikkel og krom. Nichromes. Modstandsdygtig over for korrosion, syrer, varmebestandig. Sådanne legeringer bruges til jetmotorer, atomreaktorer, men kun hvis de indeholder op til 80 % nikkel.
Lad os gå videre til den tredje gruppe af legeringer. Disse er jernlegeringer. De er opdelt i 4 typer.
- Varmebestandig - modstandsdygtig over for høje temperaturer. Denne legering indeholder næsten 50% nikkel. Her kan kombinationen være med molybdæn, titanium, aluminium.
- Magnetisk - øg den magnetiske permeabilitet, bruges ofte i elektroteknik.
- Anti-korrosion - denne legering er uundværlig i produktionen af kemisk udstyr, såvel som når du arbejder i et aggressivt miljø. Legeringen indeholder molybdæn.
- En legering, der bevarer sin størrelse og elasticitet. Termoelement i ovnen. Det er her legeringen kommer ind. Ved opvarmning bevares dimensionernes dimensioner, og elasticiteten går ikke tabt. Hvor meget nikkel er nødvendigt for at lave en legering med sådanne egenskaber? Metallet i legeringen skal være ca. 40%.
Nikkel i hverdagen
Hvis du ser dig omkring, kan du forstå, at nikkellegeringer omgiver en person over alt. Lad os starte med møbler. Legeringen beskytter bunden af møblerne mod skader, skadelige virkninger. Lad os tage et kig på tilbehøret. Skønt på vindue, dog på møbler. Hun kanHolder længe og ser meget flot ud. Lad os fortsætte vores tur til badeværelset. Ingen nikkel her. Brusehoveder, vandhane, vandhane - alt forniklet. Takket være dette kan du glemme, hvad korrosion er. Og det er ikke flovt at se på produktet, for det ser sødt ud og understøtter indretningen. Nikkelbelagte dele findes i dekorative bygninger.
Nikkel er på ingen måde et mindre metal. Forskellige mineraler og malme kan prale af tilstedeværelsen af nikkel. Jeg er glad for, at et sådant element er til stede på vores planet og endda i den menneskelige krop. Her spiller han ikke den sidste violin i hæmatopoietiske processer og endda i DNA. Udbredt i teknologi. Nikkel har vundet sin dominans på grund af dets kemiske resistens til at beskytte belægninger.
Nikkel er et metal med en stor fremtid. I nogle områder er det faktisk uundværligt.
