Il nichel è un elemento chimico molto popolare indicato con la notazione chimica “Ni”. Questo elemento ha un numero atomico di 28. Questo metallo di transizione ha un leggero riflesso dorato su una superficie bianca argentea. Il nichel si trova nel gruppo 10 della tavola periodica attuale data dall’Unione internazionale di chimica pura e applicata. Il nichel è il membro dei metalli di transizione. Altri membri del gruppo sono il platino (Pt) e il palladio (Pd). Questi si trovano nel blocco D dei metalli di transizione della tavola periodica. Il nichel presenta proprietà come essere duro e duttile.
- Esistenza del nichel
- Proprietà fisiche del nichel
- Comportamento di lega del nichel
- Proprietà chimiche del nichel
- Reazione chimica dell’aria con il nichel
- La reazione del nichel con acqua con nichel
- La reazione degli alogeni con il nichel
- La reazione di acidi con il nichel
- La reazione delle basi con il nichel
- Usi
Esistenza del nichel
Il nichel non esiste come metallo nativo puro. La sua presenza è nelle forme di diversi minerali come i silicati, i solfuri e gli arsenidi. Nei solfuri, i minerali più popolari sono la pentlandite, la pirrotite, la polidimite, la millerite, la garnierite, la millerite e la siegenite. Questi si trovano in Australia, ex-URSS, Canada, Cuba, Indonesia e U.S.A. Per quanto riguarda il fornitore mondiale di materiale di nichel, la regione canadese di Sudbury dell’Ontario si distingue poiché fornisce circa il trenta per cento del mercato globale di nichel. Si crede che il nucleo della terra abbia una grande concentrazione di minerali di nichel e altri vari elementi.
Proprietà fisiche del nichel
Il nichel è un metallo bianco-argenteo, duro, malleabile e duttile. Fa parte del gruppo del ferro e assume una lucentezza elevata. È un buon conduttore di calore e di elettricità. Nei suoi composti familiari, il nichel è bivalente, anche se assume altre valenze. Forma anche una serie di composti complessi. La maggior parte dei composti di nichel sono blu o verdi. Il nichel si dissolve lentamente in acidi diluiti ma, come il ferro, diventa passivo quando viene trattato con acido nitrico. Il nichel finemente diviso assorbe l’idrogeno.
Comportamento di lega del nichel
Il nichel è sempre stato un elemento molto importante per varie industrie a causa del fatto che è un materiale estremamente adattabile che ha la capacità di legarsi con molti metalli diversi. Le leghe di nichel resistono alle alte temperature e alle alte pressioni, rendendo le leghe di nichel la migliore opzione per usi ad alte prestazioni, per esempio le pale del motore a reazione. Queste leghe resistono alla corrosione. Questo è il motivo per cui la lega di nichel “Monel” è utilizzata in applicazioni minerarie a tenuta profonda, dove l’acqua di mare solleva un pericolo persistente di corrosione.
Le leghe di nichel sono anche metalli non ferrosi con elevata tenacità e forza, robusta resistenza alla corrosione e resistenza a temperature estremamente elevate. Poiché il nichel puro è un elemento bianco-argento brillante del gruppo dei metalli di transizione ed è duro, duttile e malleabile. Il nichel è anche molto duro e ha un’ottima resistenza alla corrosione. Quindi il nichel offre anche una base superba per fare leghe avanzate per lo stesso motivo.
Sono elencate alcune delle rinomate leghe di nichel:
- Alumel (nichel, manganese, alluminio, silicio)
- Inconel (nichel, cromo, ferro)
- Cromel (nichel, cromo)
- Argento tedesco (nichel, rame, zinco)
- Cupronickel (nichel, bronzo, rame)
- Hastelloy (nichel, molibdeno, cromo, a volte tungsteno)
- Monaco (rame, nichel, ferro, manganese)
Proprietà chimiche del nichel
Reazione chimica dell’aria con il nichel
L’aria non reagisce chimicamente con il nichel in condizioni atmosferiche. Il nichel metallico particolato con precisione agisce chimicamente con l’aria. Sotto la reazione, la forma è per lo più piroforica.
A temperature elevate, la reazione chimica tra ossigeno e superfici metalliche di nichel non progredisce come completamento ma produce un po’ di ossido di nichel parziale. La reazione chimica è come sotto,
O2(gas) + 2Ni(solido) → 2NiO(solido)
La reazione del nichel con acqua con nichel
L’acqua non reagisce con il nichel metallico in condizioni normali.
La reazione degli alogeni con il nichel
Il gas fluoro, simbolicamente F2, non reagisce con il nichel in piena capacità ma reagisce molto lentamente. Questa proprietà chimica del nichel, rende le sue leghe un metallo vitale per fare i contenitori di fluoro.
Quando gli alogeni come il cloro, Cl2, il bromo, Br2, o lo iodio, I2 reagiscono chimicamente con il nichel formano dicloruro di nichel, simbolicamente come NiCl2, dibromuro di nichel, simbolicamente come NiBr2, e diioduro di nichel, simbolicamente come NiI2. La reazione chimica è la seguente,
Cl2(gas) + Ni(solido) → NiCl2(solido)
Br2(gas) + Ni(solido) → NiBr2(solido)
I2(gas) + Ni(solido) → NiI2(solido)
La reazione di acidi con il nichel
L’acido solforico diluito ha la capacità di far assorbire il nichel metallico e di produrre soluzioni che hanno lo ione Ni(II) e il gas idrogeno, simbolicamente come H2. In pratica, il Ni(II) è presente come il complesso pesante simbolicamente come 2+
H2SO4(aq) + Ni(solido) → Ni2+(acquoso) + H2(gas) + SO42-(acquoso)
L’acido nitrico altamente concentrato e ossidato, simbolicamente come HNO3, reagisce chimicamente sulla periferia esterna del ferro simbolicamente come Fe e passiva e protegge la superficie. Così è usato anche per la passivazione.
La reazione delle basi con il nichel
Il nichel non reagisce chimicamente con l’idrossido di sodio acquoso, simbolicamente come NaOH
Usi
Il nichel è anche usato in una varietà di leghe a base di ferro, per esempio 1.4404 Materiale &Acciaio inossidabile austenitico a basso carbonio, 1.4571 Acciaio inossidabile; Materiale austenitico al titanio, Acciaio inossidabile 316L &Acciaio austenitico a basso carbonio e C45 grado di acciaio a medio carbonio
- Invar(R)
- Hastelloys(R)
- Monel(R)
- Inconel(R)
Le leghe rame-nichel sono anche usate per tubi specializzati ampiamente utilizzati nella produzione di impianti di desalinizzazione per trasformare l’acqua marina in acqua dolce.