نیکل
نیکل عنصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد Ni داشته و عدد اتمی آن 28 است.
خصوصیات قابل توجه
نیکل یک فلز سفید نقره ای بوده که به خوبی جلا میگیرد. از گروه آهنها بوده که سخت و قابل انعطاف بوده و هادی جریان الکتریسیته میباشد. و به راحتی با گوگرد و آرسنیک ترکیب میشود.
با توجه به اینکه نیکل دوام زیادی در هوا داشته و اکسیده نمیشود برای تولید سکه های پول فلز کاری برنج و آهن و همچنین برای ساخت ابزار آلات شیمیای در آلیاژهای خاص مانند نقره آلمانی کاربرد دارد. و معمولا با کبالت همراه هست که هر دوی آنها در آهنهای شهاب سنگی یافت میشوند. نیکل برای آلیاژهایی که به وجود می آورد بسیار با ارزش میباشد.
معمولترین حالت اکسیداسیون نیکل 2+ است و این در حالی است که نیکل 3+ و 1+ نیز به ندرت مشاهده میشوند.
کاربردها
تقریبا 65% نیکل مصرفی در دنیای غرب برای تولید لوازم فولاد ضد زنگ به کار میرود. 12% دیگر آن به مصرف آلیاژهای عالی میرسد. 23% باقی مانده نیز در مصارفی مانند تولید آلیاژ فلزات باطری های قابل شارژ کاتالیزورها سکه ها و ابزار ریخته گری و فلزکاری تقسیم میشود.
ای کاربردها شامل موارد زیر میشود:
فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای ضد زنگ
فولاد نیکل برای تولید فلز سلاح ها و گاو صندوق ها کاربرد دارد
آلیاژ آلنیکو برای تولید آهن ربا
فلز Mu که قابلیت نفوذ پذیری مغناطیسی بالایی داشته و برای صفحه نمایشهای مغناطیسی استفاده میشود.
آلیاژ کابلهای انتقال حافظه که در ساخت ربات ها کاربرد دارد.
باطری های قابل شارژ مانند باطریهای نیکل هیدروکسیدی و نیکل کادیوم
ضرب سکه. در ایالات متحده و کانادا نیکل برای سکه های 5 سنتی استفاده میشود که آنها نیز نیکل نامیده میشوند.
آبکاری الکتریکی
ظروف ضد حرارت برای استفاده در آزمایشگاه ها ی شیمی
نیکل مشتق شده یک کاتالیزور است که برای هیدروژنه کردن روغن سبزیجات به کار میرود.
تاریخچه
استفاده از نیکل قدمت باستانی داشته و به 3500 سال قبل از میلاد مسیح باز میگردد. برنزهایی که از سوریه امروزی یافت شده اند حاوی حدودا 2% نیکل بوده و دست نوشته های چینی اشاره بر این دارند که مس سفید در 1400 تا 1700 سال قبل از میلاد مسیح در مشرق زمین استفاده میشده است. اما از آنجا که معادن نیکل و مس در آن روزگار به راحتی مورد اشتباه قرار میگرفتند تمام دانستهای دقیقتر به دوران معاصر باز میگردد.
کانی هایی که حاوی نیکل هستند از جهت رنگ دهی به شیشه کاربرد داشتند از ارزشی فراوان بر خوردار بودند. در سال 1751 شخصی به نام Baron Axel Fredrik تلاشهایی را برای استخراج مس از معدن نیکل انجام داد و که در نتیجه فلزی سفید به دست آورد که آن را نیکل نامید.
اولین سکه خالص نیکلی در سال 1881 ساخته شد.
نقش بیو لوژیکی
اکثر مواد هیدروژنی حاوی نیکل و مجموعه های گوگرد-آهنی هستند.هسته نیکل یک عنصر اصلی در تمام مواد هیدروژنی بوده که عملکرد آنها بیشتر اکسیداسیون است تا آزاد کردن هیدروژن. هسته نیکل به این دلیل وجود دارد که بتواند تغییرات ناشی از عمل اکسیداسیون را تحمل کند. همچنین شواهد چنان نشان میدهند که هسته نیکل قسمت فعال این آنزیمها هستند.
همچنین منو اکسید کربنهایی در عمل جدا سازی هیدروژن وجود دارند که حاوی نیکل هستند. درباره ساختار نیکل اطلاعات زیادی در دست نیست.
پیدایش
اکثر نیکلهای بدست آمده از دو نوع معدن به دست آمده اند. اولی خاکهای آجری رنگ بوده که مهمترین معدن (Fe,Ni)O(OH)] و سنگ نیکل هستند. و دومی سولفید موجود در ماگمای زمین میباشد.
منطقه Sudbury در Ontario کانادا 30% نیکل جهان را تولید میکند. معادن دیگر در روسیه استرالیا کوبا و اندونزی میباشند. با این وجود این باور وجود دارد که بیشتر نیکل موجود در زمین در هسته این سیاره تمرکز یافته است.
ترکیبات
ایزوتوپها
نیکلی که در طبیعت به وجود می آید از 5 ایزوتوپ پایدار تشکیل شده است که عبارتند از 58-Ni, 60-Ni,61-Ni,62-Ni که 58-Ni از بقیه فراوانتر میباشد و 59-ni از بقیه پایدارتر بوده و نیمه عمر تجزیه آن حدودا 76000 سال میباشد. نیمه عمر تجزیه نیکل 63-Ni صد سال و نیکل 56—Ni 6.077 روز میباشد. تمامی ایزوتوپهای رادیو اکتیوی نیمه عمر تجزیه ای کمتر از 60 ساعت دارند و عمر تجزیه بیشتر آنها کمتر از سی ثانیه میباشد. نیکل -56 در مقیاس و حجمهای بزرگ در ستاره های بسیار بزرگ تولید شده و انحنای نور این ستاره های بزرگ با تجزیه نیکل و کبالت و بعد از به آهن مرتبط است.
نیکل -59 یک عنصر هسته با عمر طولانی و نیمه عمر 76000 سال است. نیکل کاربردهای زیادی در زمینشناسی ایزوتوپی دارد. نیکل -59 برای تعیین تاریخ دوره های زمین شناسی کاربرد داشته و میزان غبار ته نشین شده در یخهای فرا زمینی را تعیین میکند. نیکل -60 محصول منقرض شده Fe میباشد. چراکه Fe radionuclide60 منقرض شده عمر زیادی داشته و پایداری آن در مواد سیستم خورشیدی که تمرکز بالایی دارند گوناگونی زیادی را در ترکیبات ایزوتوپی Ni 60 ایجاد میکند. بنابراین میزان Ni60 موجود در مواد فرا زمینی میتواند ما را به حقیقت اصلی سیستم خورشیدی و تاریخچه اولیه آن رهنمون سازد.