Nikkeli Alkuaine Kemiallinen symboli ”Ni” Atomiluku 28

Nikkeli on hyvin suosittu kemiallinen alkuaine, johon viitataan kemiallisella merkinnällä ”Ni”. Tämän alkuaineen järjestysluku on 28. Tällä siirtymämetallilla on lievä kultainen heijastus valkoisella hopeanhohtoisella pinnalla. Nikkeli sijaitsee Kansainvälisen puhtaan ja soveltavan kemian liiton (International Union of Pure and Applied Chemistry) antaman nykyisen jaksollisen järjestelmän ryhmässä 10. Nikkeli kuuluu siirtymämetalleihin. Muita ryhmän jäseniä ovat platina (Pt) ja palladium (Pd). Nämä sijaitsevat jaksollisen järjestelmän D-lohkon siirtymämetalleissa. Nikkelillä on ominaisuuksia, sillä se on sekä kovaa että sitkeää.

Nikkelin esiintyminen

Nikkeliä ei esiinny puhtaana natiivina metallina. Sen esiintyminen on erilaisten mineraalien, kuten silikaattien, sulfidien ja arsenidien, muodossa. Sulfideista suosituimpia mineraaleja ovat pentlandiitti, pyrrotiitti, polydymiitti, milleriitti, garnieriitti, milleriitti ja siegeniitti. Niitä esiintyy Australiassa, entisessä Neuvostoliitossa, Kanadassa, Kuubassa, Indonesiassa ja Yhdysvalloissa. Maailman nikkelintoimittajien joukossa Kanadan Sudburyn alue Ontariossa erottuu edukseen, sillä se tuottaa noin kolmekymmentä prosenttia nikkelin maailmanmarkkinoista. Maan ytimessä uskotaan olevan suuri pitoisuus nikkeliä ja muita eri alkuaineita sisältäviä mineraaleja.

Nikkelin fysikaaliset ominaisuudet

Nikkeli on hopeanvalkoinen. kova, muokattava ja sitkeä metalli. Se kuuluu rautaryhmään ja se kiillottuu. Se johtaa melko hyvin lämpöä ja sähköä. Tutuissa yhdisteissään nikkeli on kaksiarvoinen, vaikka se voi olla muissakin valensseissa. Se muodostaa myös useita monimutkaisia yhdisteitä. Useimmat nikkeliyhdisteet ovat sinisiä tai vihreitä. Nikkeli liukenee hitaasti laimeisiin happoihin, mutta muuttuu raudan tavoin passiiviseksi, kun sitä käsitellään typpihapolla. Hienojakoinen nikkeli adsorboi vetyä.

Nikkelin seostuskäyttäytyminen

Nikkeli on aina ollut erittäin tärkeä alkuaine eri teollisuudenaloille, koska se on erittäin mukautuva materiaali, joka pystyy seostumaan monien eri metallien kanssa. Nikkeliseokset kestävät korkeita lämpötiloja ja korkeita paineita, mikä tekee nikkeliseoksista parhaan vaihtoehdon korkean suorituskyvyn käyttökohteisiin, esimerkiksi suihkumoottorin lapoihin. Nämä seokset kestävät korroosiota. Siksi nikkeliseos ”Monel” on käytössä syväkairaussovelluksissa, joissa merivesi aiheuttaa jatkuvan korroosion vaaran.

Nikkeliseokset ovat myös muita kuin rautametalleja, joilla on korkea sitkeys ja lujuus, vankka korroosionkestävyys ja jotka kestävät erittäin korkeita lämpötiloja. Koska puhdas nikkeli on loistavasti kiiltävä hopeanvalkoinen siirtymämetallien ryhmään kuuluva alkuaine ja se on kova, sitkeä ja muokattava. Nikkeli on myös erittäin sitkeää ja sillä on erittäin hyvä korroosionkestävyys. Tästä syystä nikkeli tarjoaa myös erinomaisen perustan kehittyneiden seosten valmistukseen samasta syystä.

Luettelossa on lueteltu joitakin tunnettuja nikkeliseoksia:

• Alumel (nikkeli, mangaani, alumiini, pii)
• Inkonel (nikkeli, kromi, rauta)
• Kromi (nikkeli, kromi)
• Saksanhopea (nikkeli, kupari, sinkki)
• Kupronikkeli (nikkeli, pronssi, kupari)
• Hastelloy (nikkeli, molybdeeni, kromi, joskus volframi)
• Monel-metalli (kupari, nikkeli, rauta, mangaani)

Nikkelin kemialliset ominaisuudet

Ailman kemiallinen reaktio nikkelin kanssa

A ilma ei reagoi kemiallisesti nikkelin kanssa ilmakehän olosuhteissa. Tarkasti partikkeloitunut nikkelimetalli reagoi kemiallisesti ilman kanssa. Reaktiossa muoto on enimmäkseen pyroforinen.

Korotetuissa lämpötiloissa hapen ja nikkelimetallipintojen välinen kemiallinen reaktio ei etene täydellisenä vaan tuottaa jonkin verran osittaista nikkelioksidia. Kemiallinen reaktio on seuraava,

O2(kaasu) + 2Ni(kiinteä) → 2NiO(kiinteä) → 2NiO(kiinteä)

Nikkelin reaktio veden kanssa nikkelin kanssa

Vesi ei reagoi nikkelimetallin kanssa normaaliolosuhteissa.

Halogeenien reaktio nikkelin kanssa

Fluorikaasu, symbolisesti F2, ei reagoi nikkelin kanssa täydellä teholla vaan reagoi hyvin hitaasti. Tämä nikkelin kemiallinen ominaisuus tekee sen seoksista elintärkeän metallin fluorisäiliöiden valmistuksessa.

Kun halogeenit, kuten kloori, Cl2, bromi, Br2, tai jodi, I2, reagoivat kemiallisesti nikkelin kanssa, niistä muodostuu nikkelidikloridia, symbolisesti NiCl2, nikkelidibromidia, symbolisesti NiBr2, ja nikkelidiodidia, symbolisesti NiI2. Kemiallinen reaktio on seuraava,

Cl2(kaasu) + Ni(kiinteä) → NiCl2(kiinteä)

Br2(kaasu) + Ni(kiinteä) → NiBr2(kiinteä)

I2(kaasu) + Ni(kiinteä) → NiI2(kiinteä) → NiI2(kiinteä)

Reaktio. Happojen ja nikkelin välinen reaktio

Laimea rikkihappo kykenee absorboimaan nikkelimetallia ja tuottamaan liuoksia, joissa on Ni(II)-ionina symbolisesti ilmaistuna vesiliuosta ja myös vetykaasua, symbolisesti H2. Käytännössä Ni(II) esiintyy raskaana kompleksina symbolisesti 2+

H2SO4(aq) + Ni(kiinteä) → Ni2+(vesiliuos) + H2(kaasu) + SO42-(vesiliuos)

Korkeasti väkevöity ja hapetettu typpihappo, symbolisesti HNO3, reagoi kemiallisesti raudan ulkopinnalla symbolisesti Fe:llä ja passivoi ja suojaa sen pinnan. Siten sitä käytetään myös passivoinnissa.

Emästen reaktio nikkelin kanssa

Nikkeli ei reagoi kemiallisesti vesipitoisen natriumhydroksidin, symbolisesti NaOH, kanssa