Det var 1751. I lilla Sverige dök det upp, tack vare vetenskapsmannen Axel Frederik Krondstedt, grundämne nummer 17. Då fanns det bara 12 kända metaller, plus svavel, fosfor, kol och arsenik. De accepterade en nykomling i deras företag, hans namn är nickel.
Lite historia
Många år före denna mirakulösa upptäckt var gruvarbetare från Sachsen bekanta med malm som kunde misstas för kopparmalm. Försök att utvinna koppar från detta material var meningslösa. Efter att ha känt sig lurad började malmen kallas "Kupfernikel" (på ryska - "koppardjävul").
Krondstedt, expert på mineraler, blev intresserad av denna malm. Efter mycket arbete erhölls en ny metall, som kallades nickel. Bergman tog över forskningsstafetten. Han förfinade metallen ytterligare och kom fram till att detta element påminner om järn.
Nickels fysikaliska egenskaper
Nickel ingår i den tionde gruppen av grundämnen och är i den fjärde perioden i det periodiska systemet under atomnumret 28. Om du tar bort symbolen Ni i tabellen är detta nickel. Den har en nyans av gul, på en silverbotten. Även i luften metallbleknar inte. Fast och ganska trögflytande. Den lämpar sig väl för smide, så att mycket tunna produkter kan tillverkas. Perfekt polerad. Nickel kan attraheras med en magnet. Även vid en temperatur på 340 grader med ett minustecken är de magnetiska egenskaperna hos nickel synliga. Nickel är en metall som är resistent mot korrosion. Den uppvisar låg kemisk aktivitet. Vad kan man säga om nickels kemiska egenskaper?
Kemiska egenskaper
Vad krävs för att bestämma nickels kvalitativa sammansättning? Här är det nödvändigt att lista vilka atomer (nämligen deras antal) vår metall består av. Molmassan (den kallas även atommassan) är 58,6934 (g/mol). Mätningarna har gått vidare. Radien för atomen i vår metall är 124 pm. Vid mätning av jonradien visade resultatet (+2e) 69 pm, och talet 115 pm är den kovalenta radien. Enligt skalan för den berömde kristallografen och store kemisten Pauling är elektronegativiteten 1,91, och den elektroniska potentialen är 0,25 V.
Effekterna av luft och vatten på nickel är nästan försumbara. Detsamma kan sägas om alkali. Varför reagerar denna metall så här? NiO skapas på dess yta. Detta är en beläggning i form av en film som förhindrar oxidation. Om nickel värms upp till en mycket hög temperatur, börjar det reagera med syre och verkar även med halogener och med alla.
Om nickel kommer in i salpetersyra kommer reaktionen inte att ta lång tid. Den aktiveras också lätt i lösningar som innehåller ammoniak.
Men inte all syra fungerar på nickel. Syror som s altsyra och svavelsyra,lös upp det mycket sakta men säkert. Och försök att göra detsamma med nickel i fosforsyra var inte alls framgångsrika.
Nickel i naturen
Forskarnas gissningar är att kärnan i vår planet är en legering där järn innehåller 90 % och nickel är 10 gånger mindre. Det finns närvaro av kobolt - 0,6%. I rotationsprocessen kom nickelatomer ut i jordtäckets skikt. De är grundarna av koppar-nickelsulfidmalmer, tillsammans med koppar och svavel. Några av de mer vågade nickelatomerna stannade inte där och trängde sig vidare. Atomer rusade upp till ytan i sällskap med krom, magnesium och järn. Vidare oxiderades och lossades medresenärer av vår metall.
Felsic och ultrabasiska stenar förekommer på jordklotet. Enligt forskare är nickelh alten i sura bergarter mycket lägre än i ultramafiska. Därför är jorden och växtligheten där ganska väl berikad på nickel. Men hjältens resa i biosfären och vattnet var inte så märkbar.
Nickelmalm
Industriella nickelmalmer delas in i två typer.
- Sulfid koppar-nickel. Mineraler: magnesium, pyrrotit, kubanit, milerit, petlandit, sperrylit - det är vad som finns i dessa malmer. Tack vare magman som bildade dem. Sulfidmalmer kan också producera palladium, guld och mer.
- Silikatnickelmalmer. De är lösa, som lera. Malmer av denna typ är järnh altiga, kiselh altiga, magnesia.
Där nickel används
Nickel används ofta i en så kraftfull industri som metallurgi. Nämligen vid tillverkning av en mängd olika legeringar. I grund och botten inkluderar legeringen järn, nickel och kobolt. Det finns många legeringar baserade på nickel. Vår metall kombineras till en legering, till exempel med titan, krom, molybden. Nickel används också för att skydda produkter som korroderar snabbt. Dessa produkter är nickelpläterade, det vill säga de skapar en speciell nickelbeläggning som inte tillåter korrosion att göra sin motsats.
Nickel är en mycket bra katalysator. Därför används det aktivt i den kemiska industrin. Dessa är enheter, kemiska rätter, enheter för olika applikationer. För kemikalier används mat, leverans av alkalier, lagring av eteriska oljor, tankar och reservoarer gjorda av nickelmaterial. Kärnteknik, tv, en mängd olika enheter, vars lista är mycket lång, klarar sig inte utan denna metall.
Om du tittar på ett sådant område som instrumenttillverkning, och sedan på området för maskinteknik, kommer du att märka att anoder och katoder är nickelskivor. Och det här är inte hela listan över tillämpningar av en sådan helt enkelt underbar metall. Vikten av nickel i medicin ska inte heller underskattas.
Nickel i medicin
Nickel används flitigt inom medicin. Låt oss först ta de verktyg som behövs för operationen. Resultatet av operationen beror inte bara på läkaren själv, utan också på kvaliteten på det instrument som han arbetar med. Instrument genomgår många steriliseringar, och om de är gjorda av en legering som inte innehåller nickel, kommer korrosion inte att ta lång tid. Och verktyg gjorda av stål som innehåller nickel håller mycket längre.
När det gäller implantat används nickellegeringar för att tillverka dem. Nickelh altigt stål har en hög grad av hållfasthet. Enheter för att fixera ben, proteser, skruvar - allt är gjort av detta stål. Inom tandvården har även implantat tagit sin starka ställning. Bugels, hängslen i rostfritt stål används av ortodontister.
Nickel i levande organismer
Om man tittar på världen nerifrån och upp så framträder bilden ungefär så här. Vi har jord under fötterna. Nickelh alten i den är högre än i vegetation. Men om vi betraktar denna vegetation under prismat som intresserar oss, så finns en stor nickelh alt i baljväxter. Och i spannmål ökar andelen nickel.
Låt oss kort överväga det genomsnittliga innehållet av nickel i växter, marina och landlevande djur. Och, naturligtvis, hos människor. Måttet är i viktprocent. Så, massan av nickel i växter är 510-5. Landdjur 110-6, marina djur 1, 610-4. Och en människa har en nickelh alt på 1-210-6.
Nickels roll i människokroppen
Du vill alltid vara en frisk och vacker person. Nickel är ett av de viktiga spårämnena i människokroppen. Nickel ansamlas vanligtvis i lungor, njurar och lever. Ansamlingar av nickel hos människorfinns i hår, sköldkörtel och bukspottkörtel. Och det är inte allt. Vad gör metall i kroppen? Här kan vi lugnt säga att han är en schweizare, en reaper och en spelare på röret. Nämligen:
- försöker hjälpa cellerna att syresätta celler, inte utan framgång;
- oxidationsreducerande arbete i vävnader faller också på nickels axlar;
- tvekar inte att delta i regleringen av kroppens hormonella bakgrund;
- oxiderar säkert vitamin C;
- det kan noteras hans engagemang i metabolismen av fetter;
- utmärkt nickel påverkar blodbildningen.
Jag skulle vilja notera den stora betydelsen av nickel i cellen. Detta spårelement skyddar cellmembranet och nukleinsyror, nämligen deras design.
Även om listan över nickels värdiga verk kan fortsätta. Av ovanstående noterar vi att kroppen behöver nickel. Detta spårämne kommer in i vår kropp genom maten. Vanligtvis finns det tillräckligt med nickel i kroppen, eftersom den behöver väldigt lite. Alarmklockor av bristen på vår metall är utseendet på dermatit. Här är värdet av nickel i människokroppen.
Nickellegeringar
Det finns många olika nickellegeringar. Låt oss notera de tre huvudsakliga grupperna.
Den första gruppen inkluderar nickel och kopparlegeringar. De kallas nickel-kopparlegeringar. I vilka proportioner dessa två element än smälts samman, är resultatet fantastiskt och, viktigast av allt, utan överraskningar. Homogen legering garanterad. Om det innehåller mer koppar än nickel, är egenskaperna mer uttaladekoppar, och om nickel dominerar, uppvisar legeringen nickelkaraktär.
Nickel-kopparlegeringar är populära vid tillverkning av mynt, maskindelar. Legeringen Constantine, som består av nästan 60 % koppar och resten nickel, används för att skapa utrustning med högre precision.
Tänk på en legering med nickel och krom. Nichromes. Motståndskraftig mot korrosion, syror, värmebeständig. Sådana legeringar används för jetmotorer, kärnreaktorer, men bara om de innehåller upp till 80 % nickel.
Låt oss gå vidare till den tredje gruppen av legeringar. Dessa är järnlegeringar. De är indelade i 4 typer.
- Värmebeständig - resistent mot höga temperaturer. Denna legering innehåller nästan 50 % nickel. Här kan kombinationen vara med molybden, titan, aluminium.
- Magnetisk - öka den magnetiska permeabiliteten, används ofta inom elektroteknik.
- Anti-korrosion - denna legering är oumbärlig vid tillverkning av kemisk utrustning, såväl som vid arbete i en aggressiv miljö. Legeringen innehåller molybden.
- En legering som behåller sin storlek och elasticitet. Termoelement i ugnen. Det är här legeringen kommer in. Vid uppvärmning bevaras dimensionerna på dimensionerna och elasticiteten går inte förlorad. Hur mycket nickel behövs för att göra en legering med sådana egenskaper? Metallen i legeringen bör vara ungefär 40%.
Nickel i vardagen
Om du ser dig omkring kan du förstå att nickellegeringar omger en person överallt. Låt oss börja med möbler. Legeringen skyddar möbelbasen från skador, skadliga effekter. Låt oss ta en titt på tillbehören. Fast på fönster, fast på möbler. Hon kanHåller länge och ser väldigt fin ut. Låt oss fortsätta vår rundtur till badrummet. Inget nickel här. Duschmunstycken, kran, kran - allt nickelpläterat. Tack vare detta kan du glömma vad korrosion är. Och det är inte pinsamt att titta på produkten, för den ser söt ut och stödjer inredningen. Nickelpläterade delar finns i dekorativa byggnader.
Nickel är inte på något sätt en mindre metall. Olika mineraler och malmer kan skryta med närvaron av nickel. Jag är glad att ett sådant element finns på vår planet och till och med i människokroppen. Här spelar han inte den sista fiolen i hematopoetiska processer och även i DNA. Används i stor utsträckning inom teknik. Nickel har vunnit sin dominans på grund av dess kemiska motståndskraft när det gäller att skydda beläggningar.
Nickel är en metall med en stor framtid. I vissa områden är det faktiskt oumbärligt.
