นิธาตุอะไร. สถานะออกซิเดชันของนิกเกิลและปฏิกิริยากับมัน

นิกเกิล- โลหะสีเงินขาวเหนียว มีความมันวาวสูง มันคล้อยตามผลกระทบทางกายภาพและการขัดเงาได้ง่าย แต่แสดงกิจกรรมทางเคมีต่ำและผ่านออกซิเดชันเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิเท่านั้น

สารนี้เรียกว่า "จักรวาล" ได้เพราะ ตัวอย่างแรกมาถึงมนุษยชาติอย่างแท้จริงจากสวรรค์ ในสมัยก่อนผู้คนหลอมโลหะอุกกาบาตนี้เป็นอาวุธและเครื่องรางของขลัง

ที่มาของชื่อนี้มีตราประทับแห่งเวทมนตร์ซึ่งถูกกล่าวหาว่าอยู่ในเหมืองของแซกโซนี คนแคระผู้มุ่งร้าย "Old Nick" กำลังปฏิบัติการอยู่ ซึ่งเปลี่ยนแร่ทองแดงให้กลายเป็นแร่ที่ใช้ไม่ได้ คำว่า "นิกเกิล" แสดงถึงการดูถูกแร่ kupfernickel หรือ "ทองแดงปลอม" ต่อมาปรากฎว่าคนงานเหมืองพบแร่นิกเกิลซึ่งชาวจีนโบราณใช้ทำสินค้าฟุ่มเฟือย

ในโลกเก่าและใหม่ มันถูกใช้สำหรับการทำเงิน เครื่องประดับ และงานตกแต่ง

ในรูปแบบที่บริสุทธิ์องค์ประกอบถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1751 ซึ่งไม่มีความสุขมากเพราะ ในขณะนั้นยังมีความเห็นที่แข็งแกร่งว่าจำนวนโลหะควรสอดคล้องกับจำนวนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

โลหะถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในอุตสาหกรรมการทหาร วิศวกรรมเครื่องกล แม้กระทั่งใช้ทำลวดสำหรับสายเคเบิลใต้น้ำ แม้แต่การระบุรายการทั้งหมดของอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกันก็จะเป็นเรื่องยาก มันถูกเพิ่มเข้าไปในองค์ประกอบของเครื่องสำอางและสารเคมีในครัวเรือน และยาใช้โลหะผสมในการผลิตรากฟันเทียม

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีนิกเกิลจำนวนมากบนโลกของเรา และมีเนื้อหาโดยประมาณประมาณ 3% ของเปลือกโลกทั้งหมด

การกระทำของนิกเกิล

ยังไม่มีการศึกษาการกระทำขององค์ประกอบมหภาคในร่างกายมนุษย์ แต่หน้าที่ของมันมีส่วนสำคัญอยู่แล้วในตัวเอง:

• มีส่วนร่วมในการสร้างเม็ดเลือดร่วมกับทองแดง เหล็ก และโคบอลต์
• เพิ่มผลผลิตของอินซูลิน;
• มีส่วนร่วมในการก่อตัวและการทำงานของผู้ให้บริการข้อมูลทางพันธุกรรม DNA และ RNA โปรตีน
• เป็นผู้จัดหาออกซิเจนให้กับเซลล์เนื้อเยื่อ
• ด้วยการมีส่วนร่วมของเอนไซม์จำนวนหนึ่งถูกกระตุ้น
• ปรับปรุงการทำงานของไตและต่อมใต้สมอง;
• ส่งเสริมการควบคุมฮอร์โมน
• เพิ่มการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ แต่เมื่อมีวิตามินบี 12 เท่านั้นมิฉะนั้นกระบวนการจะย้อนกลับ
• ลดความดันโลหิต

กระบวนการทั้งหมดเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากองค์ประกอบที่สะสมอยู่ในอวัยวะหลักของร่างกายมนุษย์ ได้แก่ สมอง ไต ตับ ปอด กล้ามเนื้อ ผิวหนัง ตับอ่อน และต่อมไทรอยด์ ปริมาณที่ใหญ่ที่สุดที่พบในต่อมใต้สมองและต่อมที่มีหน้าที่ในกระบวนการเผาผลาญในร่างกาย ที่นี่เกิดการสังเคราะห์วิตามิน ฮอร์โมน และสารที่มีประโยชน์อื่นๆ ที่จำเป็น

ที่น่าสนใจเมื่ออายุมากขึ้นความเข้มข้นขององค์ประกอบในปอดอาจเกิดขึ้นได้

ธาตุนี้ขับออกจากร่างกายเป็นส่วนใหญ่ด้วยอุจจาระและน้อยกว่ามากเมื่อขับเหงื่อและน้ำดี

อัตรารายวัน

จากแหล่งข่าวต่างๆ บรรทัดฐานรายวันของธาตุอาหารหลักอยู่ในช่วง 60 ถึง 300 ไมโครกรัม ร่างกายของเราส่วนใหญ่สามารถดูดซึมจากอาหารได้ ดังนั้นการขาดสารจึงเป็นเหตุการณ์ที่ค่อนข้างหายาก นอกจากนี้ ความต้องการยังขึ้นอยู่กับปริมาณธาตุเหล็กที่บริโภคเข้าไปอย่างมาก ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรง และในทางกลับกันด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้หญิงในระหว่างตั้งครรภ์

ร่างกายขาดนิกเกิล

การขาดธาตุอาหารหลักสามารถสร้างผลกระทบในทางลบได้หากได้รับสารอาหารในระยะยาวน้อยกว่า 50 ไมโครกรัมต่อวัน ซึ่งอาจทำให้เกิดผลด้านลบในรูปแบบของโรคผิวหนังอักเสบได้ จากการทดลองทางคลินิก กระบวนการต่างๆ เช่น:

• การละเมิดระดับกลูโคสและเฮโมโกลบิน
• การเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อกระดูกการเจริญเติบโตและการงอกใหม่
• การละเมิดการเผาผลาญแคลเซียมเหล็กและวิตามินบี 12
• การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์

การดูดซึมจะลดลงอย่างมากเมื่อรับประทานอาหารที่มีกรดแอสคอร์บิก เช่นเดียวกับเมื่อดื่มกาแฟ ชาและนม คุณไม่ควรใช้ยาเพิ่มนิเกิลในร่างกายด้วยตัวเองเพราะ ผลลัพธ์อาจเป็นหายนะ องค์ประกอบในอาหารไม่เป็นพิษอย่างแน่นอนซึ่งไม่สามารถพูดถึงได้ในการเตรียมการ ไม่ควรเสี่ยงเพื่อหลีกเลี่ยงกระบวนการกลายพันธุ์ที่เป็นไปได้ในเซลล์และเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของเนื้องอก

นิกเกิลส่วนเกินและผลที่ตามมาของการเป็นพิษกับมัน

ธาตุอาหารหลักที่มากเกินไปนั้นพบได้บ่อยมากกว่าการขาดแคลน เหตุผลคือปัจจัยในประเทศและอุตสาหกรรมซึ่งใช้คลอไรด์และนิกเกิลซัลเฟตที่ละลายน้ำได้

นอกจากนี้ยังสามารถสะสมฝุ่นนิกเกิลในร่างกาย ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการแปรรูปโลหะทางอุตสาหกรรม ในชีวิตประจำวันสามารถได้รับองค์ประกอบที่มากเกินไปโดยใช้เครื่องประดับฟันปลอมและจานคุณภาพต่ำ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ส่วนเกินก็ยังไม่มีนัยสำคัญ

ปริมาณที่เป็นพิษถือว่ามากกว่า 40 มก. ต่อวันผลิตภัณฑ์อาหารไม่สามารถทำให้เกิดการสะสมได้ นอกจากนี้ ลำไส้ไม่สามารถดูดซับองค์ประกอบที่บริโภคทั้งหมดได้ แต่ผู้คนเองก็สามารถทำให้สถานการณ์เลวร้ายลงได้ด้วยการสูบบุหรี่จัด การสวมผลิตภัณฑ์และอวัยวะเทียมคุณภาพต่ำ

เป็นที่น่าสนใจว่าเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารชุบนิกเกิลคุณภาพสูงนั้นมีความปลอดภัยและพบเห็นได้ทั่วไปอย่างยิ่ง และแม้กระทั่งเมื่อ 100 ปีที่แล้วมีแต่คนร่ำรวยเท่านั้นที่สามารถใช้ได้ เพราะแม้แต่ราชวงศ์ก็ยังมองว่าหรูหราและแปลกใหม่

พิษจากนิกเกิลทำให้เกิดผลเสีย:

การเป็นพิษนั้นค่อนข้างรุนแรงและอาจถึงขั้นเสียชีวิตได้ในเวลาเพียงครึ่งชั่วโมง ตัวอย่างเช่น สารประกอบนิกเกิลคาร์บอนิลถูกกำหนดให้เป็นระดับความเป็นอันตรายที่หนึ่ง ซึ่งบ่งชี้ถึงอันตรายร้ายแรงต่อร่างกายมนุษย์

อย่างไรก็ตาม ยังมีโรคอื่นๆ ที่ค่อนข้างอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากผลที่เป็นพิษของสารประกอบนิกเกิล เช่น โรคโลหิตจาง ปอดบวมน้ำในสมอง อิศวร และภูมิแพ้ เป็นไปได้ที่จะพัฒนาเนื้องอกของผิวหนัง, ไตและปอด เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ การกระตุ้นระบบประสาทมากเกินไปโดยทั่วไปดูเหมือนเป็นสิ่งรบกวนเล็กน้อย แต่มันจะไม่เพิ่มอะไรดีๆ เป็นเรื่องอันตรายสำหรับผู้หญิงในระหว่างตั้งครรภ์ที่จะทำงานในอุตสาหกรรมเฉพาะทางเพราะ ทารกในครรภ์ได้รับนิกเกิลอย่างเต็มรูปแบบเนื่องจากการซึมผ่านของรกได้อย่างสมบูรณ์ และสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การทำแท้งที่เกิดขึ้นเองและมีรูปร่างผิดปกติได้

ผลกระทบด้านลบที่พบบ่อยที่สุดของนิกเกิลต่อร่างกายคือการแพ้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีเพศสัมพันธ์ที่ยุติธรรม เนื่องจากการสวมใส่เครื่องประดับและเครื่องประดับ ซึ่งมักมีคุณภาพและการผลิตที่น่าสงสัย มันแสดงในรูปแบบของโรคผิวหนังอักเสบติดต่อ - ผื่น, แดง, คัน

องค์ประกอบนี้มีอะไรบ้าง?

อาหารที่มีนิกเกิลมีความหลากหลายและหาได้ง่าย ในที่สุด อย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบก็สงสารและยอมให้สะสมในปริมาณมากในช็อคโกแลต! นอกจากนี้ยังอุดมไปด้วยเมล็ดโกโก้, ถั่ว, ชา, พืชตระกูลถั่ว, ซีเรียล, ซีเรียล, บัควีท, หัวหอม, ผักชีฝรั่ง, แครอท, เห็ด, แอปริคอต, ลูกเกดดำ ให้ความสนใจกับที่มาของผลิตภัณฑ์เหล่านี้เพราะพืชที่ปลูกในดินแดนที่ "ปนเปื้อน" ด้วยนิกเกิลสามารถอิ่มตัวด้วยองค์ประกอบได้

ธาตุนี้ยังสามารถมาพร้อมกับน้ำดื่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตอนเช้า เนื่องจากในตอนกลางคืนน้ำจะซบเซาในแหล่งน้ำและความเข้มข้นสามารถเพิ่มขึ้นได้

แม้ว่าผลิตภัณฑ์จากสัตว์จะไม่สามารถแข่งขันเพื่อเป็นผู้นำในความมั่งคั่งของนิกเกิล - ปลาทะเลและอาหารทะเลอื่น ๆ เนื้อสัตว์ ตับ ไข่ แต่ผลิตภัณฑ์จากนมยังสามารถเสริมสร้างอาหารของเราได้

เมื่อรวบรวมเมนูข้อเท็จจริงที่ว่าวิตามินซี ชา นม และกาแฟ ช่วยลดความสามารถของร่างกายในการดูดซึมธาตุ แต่การขาดแคลเซียมและแมกนีเซียมมีผลตรงกันข้าม

ข้อบ่งชี้ในการนัดหมาย

บ่งชี้ในการแต่งตั้งธาตุอาหารหลักเป็นส่วนใหญ่ในด้านการรักษาโรคผิวหนังตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 ทุกวันนี้ การเตรียมสารที่มีนิกเกิลสามารถต่อสู้กับโรคสะเก็ดเงินได้สำเร็จ นิกเกิลยังใช้เป็นส่วนประกอบเสริมสำหรับการสูญเสียเลือดจำนวนมากเพื่อกระตุ้นการสังเคราะห์เซลล์เม็ดเลือดแดงในรูปของการฉีดใต้ผิวหนัง

คำนิยาม

นิกเกิลเป็นองค์ประกอบที่ยี่สิบแปดของตารางธาตุ การกำหนด - Ni จากภาษาละติน "niccolum" ตั้งอยู่ในสมัยที่ 4 กลุ่ม VIIIB หมายถึงโลหะ ประจุนิวเคลียร์คือ 28

เช่นเดียวกับโคบอลต์ นิกเกิลเกิดขึ้นในธรรมชาติโดยส่วนใหญ่อยู่ในรูปของสารประกอบที่มีสารหนูหรือกำมะถัน ตัวอย่างเช่น แร่ธาตุ kupfernickel NiAs, NiAsS ที่เป็นเงาของสารหนูและนิกเกิล เป็นต้น นิกเกิลพบได้บ่อยกว่าโคบอลต์ [ประมาณ 0.01% (มวล) ของเปลือกโลก]

นิกเกิลเมทัลลิกมีสีเงินกับโทนสีเหลือง (รูปที่ 1) มีความแข็งมาก ขัดเงาได้ดี และถูกแม่เหล็กดึงดูด มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง มีความเสถียรในบรรยากาศ ในน้ำ ในด่างและกรดจำนวนหนึ่ง มันละลายอย่างแข็งขันในกรดไนตริก ความต้านทานต่อสารเคมีของนิกเกิลเกิดจากแนวโน้มที่จะทำให้เกิดฟิล์ม - ต่อการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวซึ่งมีผลในการป้องกันที่แข็งแกร่ง

ข้าว. 1. นิกเกิล รูปร่าง.

น้ำหนักอะตอมและโมเลกุลของนิกเกิล

คำนิยาม

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร (M r)เป็นตัวเลขที่แสดงว่ามวลของโมเลกุลที่กำหนดนั้นมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอนเป็นจำนวนเท่าใด และ มวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุ (A r)- มวลเฉลี่ยของอะตอมของธาตุเคมีมากกว่า 1/12 ของมวลอะตอมของคาร์บอนมีกี่เท่า

เนื่องจากนิกเกิลมีอยู่ในสถานะอิสระในรูปแบบของโมเลกุล monatomic Ni ค่าของมวลอะตอมและโมเลกุลจึงตรงกัน มีค่าเท่ากับ 58.6934

ไอโซโทปนิกเกิล

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่านิกเกิลสามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติในรูปของไอโซโทปเสถียรห้าชนิด 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni และ 64Ni จำนวนมวลคือ 58, 60, 61, 62 และ 64 ตามลำดับ นิวเคลียสของไอโซโทปนิกเกิล 58 Ni ประกอบด้วยโปรตอน 28 ตัวและสามสิบนิวตรอน และไอโซโทปที่เหลือแตกต่างจากมันในจำนวนนิวตรอนเท่านั้น

มีไอโซโทปนิกเกิลที่ไม่เสถียรเทียมซึ่งมีตัวเลขมวลตั้งแต่ 48 ถึง 78 รวมถึงสถานะที่แพร่กระจายได้แปดสถานะ ซึ่งไอโซโทป 59 Ni ที่มีครึ่งชีวิต 76,000 ปีนั้นมีอายุยาวนานที่สุด

ไอออนนิกเกิล

สูตรอิเล็กทรอนิกส์แสดงการกระจายตัวของนิเกิลอิเล็กตรอนแบบออร์บิทัลมีดังนี้

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2 .

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี นิกเกิลจะปล่อยเวเลนซ์อิเล็กตรอนออกไป กล่าวคือ เป็นผู้บริจาคและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก:

นิ 0 -2e → นิ 2+;

Ni 0 -3e → Ni 3+.

โมเลกุลและอะตอมของนิกเกิล

ในสถานะอิสระ นิกเกิลมีอยู่ในรูปของโมเลกุล Ni monatomic ต่อไปนี้คือคุณสมบัติบางอย่างที่กำหนดลักษณะของอะตอมและโมเลกุลของนิกเกิล:

โลหะผสมนิกเกิล

นิกเกิลส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตโลหะผสมต่างๆ กับเหล็ก ทองแดง สังกะสี และโลหะอื่นๆ การเติมนิกเกิลลงในเหล็กกล้าจะเพิ่มความเหนียวและความทนทานต่อการกัดกร่อน

โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักสามารถแบ่งออกเป็นชนิดทนความร้อนได้ (นิโมนิก อินโคเนล ฮาสเตลลา [นิกเกิล 60% โครเมียม 15-20% และโลหะอื่นๆ]) แม่เหล็ก (เพอร์มัลลอย) และโลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษ (โลหะโมเนล นิกเกิล คอนสแตนติน , อินวาร์, แพลตตินั่ม).

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย

เขียนสมการปฏิกิริยาที่สามารถใช้ในการแปลงต่อไปนี้: NiCl 2 → Ni → NiSO 4 → Ni(NO 3) 2 → Ni(OH) 2 → NiCl 2 วาดสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายในรูปแบบไอออนิกและแบบย่อไอออนิก

ตอบ

โดยการวางสารละลายนิกเกิล (II) คลอไรด์ที่ออกฤทธิ์มากกว่าโลหะนิกเกิล เป็นไปได้ที่จะได้นิกเกิลในรูปแบบอิสระ (ปฏิกิริยาการแทนที่): NiCl 2 + Zn → Ni + ZnCl 2 ; Ni 2+ + Zn 0 → Ni 0 + Zn 2+ . นิกเกิลละลายในกรดซัลฟิวริกเจือจางเพื่อสร้างซัลเฟตนิกเกิล (II): Ni + H 2 SO 4 (เจือจาง) → NiSO 4 + H 2; Ni 0 + 2H + → Ni 2+ + H 2 . นิกเกิล (II) ไนเตรตสามารถหาได้จากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน: NiSO 4 + Ba(NO 3) 2 → Ni(NO 3) 2 + BaSO 4 ↓; SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓. โดยทำหน้าที่เกี่ยวกับนิกเกิล (II) ไนเตรตกับอัลคาไล สามารถรับนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์: Ni(NO 3) 2 + 2NaOH → Ni(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 ; Ni 2+ + 2OH - \u003d Ni (OH) 2 ↓. นิกเกิล (II) คลอไรด์จากนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์สามารถรับได้โดยปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางกับกรดไฮโดรคลอริก: Ni(OH) 2 + 2HCl → NiCl 2 + 2H 2 O; OH - + H + \u003d H 2 O.

ตัวอย่าง 2

ออกกำลังกาย	นิกเกิล (II) คลอไรด์ในปริมาณเท่าใดที่สามารถรับได้จากการให้ความร้อนกับนิกเกิล 17.7 กรัมและคลอรีน 12 ลิตร (ไม่มี) ปริมาณของสารละลาย 0.06 M ที่สามารถเตรียมได้จากเกลือมวลนี้?
การตัดสินใจ	มาเขียนสมการปฏิกิริยากัน: Ni + Cl 2 \u003d NiCl 2 ลองหาจำนวนโมลของนิกเกิล (มวลโมลาร์ - 59 กรัมต่อโมล) และคลอรีนที่ทำปฏิกิริยาโดยใช้ข้อมูลที่ระบุในสภาวะของปัญหา: n (Ni) = m (Ni) / M (Ni); n (Ni) \u003d 17.7 / 59 \u003d 0.3 โมล n (Cl 2) \u003d V (Cl 2) / V m; n (Cl 2) \u003d 12 / 22.4 \u003d 0.54 โมล ตามสมการของปัญหา n (Ni): n (Cl 2) = 1:1 ซึ่งหมายความว่าคลอรีนมีมากเกินไป และการคำนวณเพิ่มเติมทั้งหมดควรใช้นิกเกิล มาหาปริมาณของสารและมวลของนิเกิลคลอไรด์ (II) ที่ได้ (มวลโมลาร์ 130 g / mol): n (Ni): n (NiCl 2) = 1:1; n (Ni) \u003d n (NiCl 2) \u003d 0.3 โมล m (NiCl 2)= n (NiCl 2)×M (NiCl 2); ม. (NiCl 2) \u003d 0.3 × 130 \u003d 39 ก. คำนวณปริมาตรของสารละลาย 0.06M ที่หาได้จากนิกเกิลคลอไรด์ 39 กรัม: V (NiCl 2) \u003d n (NiCl 2) / c (NiCl 2); V (NiCl 2) \u003d 0.3 / 0.06 \u003d 0.5 ลิตร
ตอบ	มวลของนิกเกิล (II) คลอไรด์คือ 39 กรัม ปริมาตรของสารละลาย 0.06M คือ 0.5 ลิตร (500 มล.)

หมวดหมู่รายละเอียด: เข้าชม: 4405

นิกเกิล, Ni ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VIII ของระบบธาตุที่อยู่ในกลุ่มที่สามที่เรียกว่า โลหะเหล็ก (Fe, Co, Ni) น้ำหนักอะตอม 58.69 (รู้จัก 2 ไอโซโทปที่มีน้ำหนักอะตอม 58 และ 60); หมายเลข 28; ความจุปกติของ Ni คือ 2 น้อยกว่า 4, 6 และ 8 ในเปลือกโลก นิกเกิลพบได้บ่อยกว่าโคบอลต์ โดยคิดเป็น 0.02% ของน้ำหนักทั้งหมด ในสถานะอิสระนิกเกิลเกิดขึ้นเฉพาะในเหล็กอุกกาบาต (บางครั้งมากถึง 30%); ในรูปแบบทางธรณีวิทยาจะมีอยู่เฉพาะในรูปของสารประกอบ - ออกซิเจน, กำมะถัน, สารหนู, ซิลิเกต ฯลฯ (ดูแร่นิกเกิล)

คุณสมบัติของนิกเกิล นิกเกิลบริสุทธิ์เป็นโลหะสีขาวสีเงินที่มีความมันวาวสูงและไม่เสื่อมเสียในอากาศ มันแข็ง ทนไฟ และขัดง่าย ในกรณีที่ไม่มีสิ่งเจือปน (โดยเฉพาะกำมะถัน) จะมีความยืดหยุ่นสูง อ่อนตัวและอ่อนตัวได้ สามารถขยายเป็นแผ่นบางๆ และดึงเป็นเส้นลวดที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า 0.5 มม. รูปแบบผลึกของนิกเกิลคือลูกบาศ์ก ความถ่วงจำเพาะ 8.9; ผลิตภัณฑ์หล่อมีความถ่วงจำเพาะ ~ 8.5; กลิ้งเขา m.b. เพิ่มขึ้นเป็น 9.2 ความแข็ง Mohs ~5, Brinell 70. ความต้านทานแรงดึงสูงสุด 45-50 กก./มม. 2 พร้อมการยืดตัว 25-45%; โมดูลัสของ Young E 20 \u003d (2.0-2.2) x10 6 กก.) ซม. 2; โมดูลัสเฉือน 0.78·10 6 กก./ซม. 2 ; อัตราส่วนของปัวซอง μ = 0.3; แรงอัด 0.52·10 -6 ซม. 2 /กก. จุดหลอมเหลวของนิกเกิลตามการวิเคราะห์ที่แม่นยำที่สุดล่าสุดคือ 1455 องศาเซลเซียส จุดเดือด - ภายใน 2900-3075 องศาเซลเซียส

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น 0.0000128 (ที่ 20°C) ความจุความร้อน: จำเพาะ 0.106 cal/g, อะตอม 6.24 cal (ที่ 18°C); ความร้อนหลอมเหลว 58.1 cal/g; การนำความร้อน 0.14 cal cm/cm 2 วินาที °С (ที่ 18 °С) ความเร็วในการส่งเสียง 4973.4 m/s ความต้านทานไฟฟ้าของนิกเกิลที่ 20°C คือ 6.9-10 -6 Ω-cm โดยมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (6.2-6.7)·10 -3 นิกเกิลอยู่ในกลุ่มของสารเฟอร์โรแมกเนติก แต่สมบัติทางแม่เหล็กของนิกเกิลนั้นด้อยกว่าของธาตุเหล็กและโคบอลต์ สำหรับนิกเกิลที่ 18°С ขีด จำกัด การทำให้เป็นแม่เหล็กคือ J m = 479 (สำหรับเหล็ก J m = 1706); จุดคูรี 357.6°C; การซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวนิกเกิลเองและโลหะผสมเฟอร์โรอัลลอยนั้นมีความสำคัญ (ดูด้านล่าง) ที่อุณหภูมิปกติ นิกเกิลค่อนข้างทนต่ออิทธิพลของบรรยากาศ น้ำและด่างแม้ในขณะที่ถูกความร้อนก็ไม่ส่งผลกระทบ นิกเกิลละลายได้ง่ายในกรดไนตริกเจือจางด้วยการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน และละลายได้ยากกว่าใน HCl, H 2 SO 4 และ HNO 3 เข้มข้น เมื่อได้รับความร้อนในอากาศ นิกเกิลจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์จากพื้นผิว แต่มีความลึกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่อถูกความร้อน จะรวมตัวกับเฮไลด์ กำมะถัน ฟอสฟอรัส และสารหนูได้อย่างง่ายดาย เกรดเชิงพาณิชย์ของโลหะนิกเกิลมีดังนี้: ก) นิกเกิลโลหะธรรมดาที่ได้จากการลดออกไซด์ด้วยถ่านหินมักจะมีสิ่งเจือปน 1.0 ถึง 1.5%; b) นิกเกิลที่หลอมได้ซึ่งได้จากการหลอมครั้งก่อนด้วยการเติมแมกนีเซียมหรือแมงกานีสประมาณ 0.5% มีส่วนผสมของ Mg หรือ Mn และแทบไม่มีกำมะถัน c) นิกเกิลที่เตรียมโดยวิธี Mond (ผ่านนิกเกิลคาร์บอนิล) - ผลิตภัณฑ์ที่บริสุทธิ์ที่สุด (99.8-99.9% Ni) สิ่งเจือปนทั่วไปในโลหะนิกเกิล ได้แก่ โคบอลต์ (มากถึง 0.5%) เหล็ก ทองแดง คาร์บอน ซิลิกอน นิกเกิลออกไซด์ กำมะถัน และก๊าซที่ปิดสนิท สารทั้งหมดเหล่านี้ ยกเว้นกำมะถัน มีผลเพียงเล็กน้อยต่อคุณสมบัติทางเทคนิคของนิกเกิล เพียงลดค่าการนำไฟฟ้าและเพิ่มความแข็งเล็กน้อย กำมะถัน (อยู่ในรูปของนิกเกิลซัลไฟด์) ลดความเหนียวและความแข็งแรงทางกลของนิกเกิลได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูงซึ่งสังเกตได้แม้ใน<0,005% S. Вредное влияние серы объясняется тем, что сульфид никеля, растворяясь в металле, дает хрупкий и низкоплавкий (температура плавления около 640°С) твердый раствор, образующий прослойки между кристаллитами чистого никеля.

การประยุกต์ใช้นิกเกิล. นิกเกิลโลหการส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตเหล็กเฟอโรนิกเคลและนิกเกิล ผู้บริโภคนิกเกิลจำนวนมากยังเป็นการผลิตโลหะผสมพิเศษต่างๆ (ดูด้านล่าง) สำหรับอุตสาหกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล และอาคารเครื่องมือเคมี การประยุกต์ใช้นิกเกิลในด้านนี้แสดงให้เห็นแนวโน้มการเติบโตที่แข็งแกร่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นิกเกิลที่หลอมได้นั้นใช้เพื่อเตรียมอุปกรณ์และเครื่องใช้ในห้องปฏิบัติการ (ถ้วยใส่ตัวอย่าง ถ้วย) ครัวและเครื่องใช้บนโต๊ะอาหาร นิกเกิลปริมาณมากถูกใช้ไปในการชุบนิกเกิลของผลิตภัณฑ์เหล็ก เหล็กกล้า และทองแดง และในการผลิตแบตเตอรี่ไฟฟ้า นิกเกิลบริสุทธิ์ทางเคมีใช้ทำขั้วไฟฟ้าของหลอดไฟสำหรับอุปกรณ์วิทยุ สุดท้าย นิกเกิลบริสุทธิ์ที่ลดลงในรูปผงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้บ่อยที่สุดในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชัน (และดีไฮโดรจีเนชัน) ทุกประเภท เช่น ในการเติมไฮโดรเจนของไขมัน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน สารประกอบคาร์บอนิล เป็นต้น

โลหะผสมนิกเกิล . องค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของโลหะผสมนิกเกิลที่ใช้นั้นมีความหลากหลายมาก ความสำคัญทางเทคนิคคือโลหะผสมนิกเกิลกับทองแดง เหล็ก และโครเมียม (ล่าสุดยังรวมถึงอลูมิเนียมด้วย) บ่อยครั้งด้วยการเพิ่มโลหะที่สาม (สังกะสี โมลิบดีนัม ทังสเตน แมงกานีส ฯลฯ) และเนื้อหาบางอย่างของคาร์บอนหรือซิลิกอน ปริมาณนิกเกิลในโลหะผสมเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.5 ถึง 85%

โลหะผสม Ni-Cuสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งที่อัตราส่วนของส่วนประกอบใดๆ ทนทานต่อด่าง เจือจาง H 2 SO 4 และให้ความร้อนสูงถึง 800 องศาเซลเซียส คุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณ Ni ที่เพิ่มขึ้น เปลือกสำหรับกระสุนทำจากโลหะผสม 85% Cu + 15% Ni และการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจากโลหะผสม 75% Cu + 25% Ni โลหะผสมที่มี Ni 20-40% ใช้สำหรับการผลิตท่อในหน่วยกลั่น โลหะผสมชนิดเดียวกันนี้ใช้สำหรับวางบนโต๊ะในห้องครัวและบุฟเฟ่ต์และสำหรับการผลิตเครื่องตกแต่งประดับประทับตรา โลหะผสมที่มี Ni 30-45% ใช้สำหรับการผลิตลวดรีโอสแตติกและความต้านทานไฟฟ้ามาตรฐาน เหล่านี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น นิกเกิลและคอนสแตนติน โลหะผสม Ni-Cu ที่มีปริมาณ Ni สูง (สูงถึง 70%) มีความโดดเด่นด้วยความทนทานต่อสารเคมีสูงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือและวิศวกรรมเครื่องกล โลหะโมเนลเป็นโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

โลหะผสม Ni-Cu-Znทนต่อกรดอินทรีย์เพียงพอ (อะซิติก, ทาร์ทาริก, แลคติก); ที่เนื้อหาทองแดงประมาณ 50% พวกเขาจะรวมกันภายใต้ชื่อทั่วไปของนิกเกิลซิลเวอร์ โลหะผสมของฮาร์ดแวร์ ambarak ซึ่งอุดมไปด้วยทองแดงประกอบด้วย 20% Ni, 75% Cu และ 5% Zn; ในแง่ของความเสถียรนั้นด้อยกว่าโมเนลเมทัล โลหะผสมเช่นบรอนซ์หรือทองเหลืองที่มีนิกเกิลบางครั้งเรียกว่านิกเกิลบรอนซ์

โลหะผสม Ni-Cu-Mnมี Ni 2-12% เรียกว่า manganin ใช้สำหรับความต้านทานไฟฟ้า ในเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าจะใช้โลหะผสมของ Ni 45-55%, 15-40% Mn และ 5-40% Cu

โลหะผสม Ni-Cu-Crทนต่อด่างและกรด ยกเว้น HCl

โลหะผสม Ni-Cu-Wเพิ่งได้รับความสำคัญอย่างมากในฐานะวัสดุทนกรดที่มีคุณค่าสำหรับอุปกรณ์เคมี มีปริมาณ 2-10% W และไม่เกิน 45% Cu ม้วนได้ดีและทนต่อความร้อน H 2 SO 4 ได้มาก โลหะผสมที่มีองค์ประกอบต่อไปนี้มีคุณสมบัติที่ดีที่สุด: 52% Ni, 43% Cu, 5% W; ส่วนผสมเล็กน้อยของ Fe เป็นที่ยอมรับได้

โลหะผสม NiCr. โครเมียมละลายในนิกเกิลสูงถึง 60% นิกเกิลในโครเมียมสูงถึง 7%; ในโลหะผสมขององค์ประกอบระดับกลางมีตะแกรงคริสตัลทั้งสองประเภท โลหะผสมเหล่านี้ทนต่ออากาศชื้น ด่าง กรดเจือจางและ H 2 SO 4 ; ที่เนื้อหา 25% Cr หรือมากกว่า พวกเขายังทนต่อ HNO 3 ; การเพิ่มประมาณ 2% Ag ทำให้ม้วนได้ง่าย ที่นิกเกิล 30% โลหะผสม Ni-Cr นั้นไม่มีคุณสมบัติทางแม่เหล็กเลย โลหะผสมที่มี 80-85% Ni และ 15-20% Cr พร้อมกับความต้านทานไฟฟ้าสูงมีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง (ทนต่อความร้อนได้ถึง 1200 ° C) ใช้ในเตาเผาความต้านทานไฟฟ้าและเครื่องทำความร้อนในครัวเรือน (เตารีดไฟฟ้า, เตาอั้งโล่, เตา) ในสหรัฐอเมริกา ท่อหล่อสำหรับแรงดันสูงทำจาก Ni-Cr ซึ่งใช้ในอุปกรณ์โรงงาน

โลหะผสม NiMoมีความทนทานต่อกรดสูง (ที่ >15% Mo) แต่ไม่ได้รับความนิยมเนื่องจากมีราคาสูง

โลหะผสม Ni-Mn(ด้วย 1.5-5.0% Mn) ทนต่อด่างและความชื้น แอปพลิเคชันทางเทคนิคของพวกเขามี จำกัด

โลหะผสม นี-เฟสร้างชุดโซลูชันที่เป็นของแข็งอย่างต่อเนื่อง พวกเขาเป็นกลุ่มที่กว้างขวางและมีความสำคัญทางเทคนิค ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน พวกเขาเป็นเหล็กหรือเหล็กหล่อ เกรดทั่วไปของเหล็กนิกเกิล (โครงสร้างมุก) มี Ni 1.5-8% และ 0.05-0.50% C การเติมนิกเกิลทำให้เหล็กมีความเหนียวมาก และเพิ่มขีดจำกัดความยืดหยุ่นและทนต่อแรงกระแทกจากการดัดได้อย่างมากโดยไม่ลดทอนความเหนียวและความสามารถในการเชื่อม ชิ้นส่วนสำคัญของเครื่องจักรเตรียมจากเหล็กนิกเกิล เช่น เพลาส่งกำลัง เพลา สปินเดิล หมุด คลัตช์เกียร์ ฯลฯ รวมถึงโครงสร้างปืนใหญ่หลายส่วน เหล็กที่มี Ni และ . 4-8%<0,15% С хорошо поддается цементации. Введение никеля в чугуны(>1.7% C) มีส่วนช่วยในการปล่อยคาร์บอน (กราไฟท์) และการทำลายซีเมนต์ นิกเกิลเพิ่มความแข็งของเหล็กหล่อ ความต้านทานต่อแรงดึงและการดัด ส่งเสริมการกระจายความแข็งในการหล่ออย่างสม่ำเสมอ อำนวยความสะดวกในการตัดเฉือน ให้เกรนละเอียด และลดการก่อตัวของช่องว่างในการหล่อ เหล็กหล่อนิกเกิลใช้เป็นวัสดุทนด่างสำหรับอุปกรณ์เคมี เหล็กหล่อที่มี Ni 10-12% และ ~1% Si เหมาะสมที่สุดสำหรับจุดประสงค์นี้ โลหะผสมคล้ายเหล็กที่มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่า (25-46% Ni ที่ 0.1-0.8% C) มีโครงสร้างออสเทนนิติก พวกมันทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันอย่างมากต่อการกระทำของก๊าซร้อน ด่างและกรดอะซิติก มีความต้านทานไฟฟ้าสูงและมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำมาก โลหะผสมเหล่านี้เกือบจะไม่ใช่แม่เหล็ก เมื่อปริมาณ Ni อยู่ในช่วง 25-30% จะสูญเสียคุณสมบัติทางแม่เหล็กไปโดยสิ้นเชิง การซึมผ่านของแม่เหล็ก (ในสนามที่มีความเข้มต่ำ) จะเพิ่มขึ้นตามปริมาณนิกเกิลและ m ที่เพิ่มขึ้น ปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยการอบชุบด้วยความร้อนพิเศษ โลหะผสมในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ ก) เฟอร์โรนิเคล (25% Ni ที่ 0.3-0.5% C) ใช้สำหรับการผลิตวาล์วมอเตอร์และชิ้นส่วนเครื่องจักรอื่นๆ ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูง เช่นเดียวกับชิ้นส่วนที่ไม่ใช่แม่เหล็กของเครื่องจักรไฟฟ้าและลิโน่ ลวด; b) อินวาร์; c) แพลตตินัม (46% Ni ที่ 0.15% C) ใช้ในหลอดไฟฟ้าแทนทองคำขาวสำหรับบัดกรีลวดเข้าไปในแก้ว โลหะผสมเพอร์มัลลอย (78% Ni ที่ 0.04% C) มีการซึมผ่านของแม่เหล็ก μ = 90,000 (ในสนาม 0.06 เกาส์); ขีด จำกัด การทำให้เป็นแม่เหล็ก I m ​​= 710 โลหะผสมประเภทนี้บางชนิดใช้ในการผลิตสายไฟฟ้าใต้น้ำ

โลหะผสม Ni-Fe-Cr- เป็นกลุ่มที่มีความสำคัญทางเทคนิคมากเช่นกัน เหล็กโครเมียมนิกเกิลที่ใช้ในงานวิศวกรรมเครื่องกลและยานยนต์ มักประกอบด้วย 1.2-4.2% Ni, 0.3-2.0% Cr และ 0.12-0.33% C. นอกจากความหนืดสูงแล้ว ยังมีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง ความต้านทานแรงดึงชั่วคราว ขึ้นอยู่กับลักษณะของการอบชุบด้วยความร้อน ช่วงระหว่าง 50 ถึง 200 กก. / มม. 2 ไปที่การผลิตเพลาข้อเหวี่ยงและส่วนอื่น ๆ ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน ชิ้นส่วนของเครื่องจักรและเครื่องจักร ตลอดจนเกราะปืนใหญ่ ในเหล็กสำหรับใบพัดกังหันไอน้ำเพื่อเพิ่มความแข็ง โครเมียมจำนวนมากถูกนำมาใช้ (จาก 10 ถึง 14%) เหล็กกล้านิกเกิล-โครเมียมที่มี Ni >25% สามารถต้านทานก๊าซร้อนได้ดีและมีความลื่นไหลน้อยที่สุด: สามารถรับแรงที่สำคัญที่อุณหภูมิสูง (300-400 °C) โดยไม่แสดงการเสียรูปถาวร ใช้สำหรับการผลิตวาล์วสำหรับมอเตอร์ ชิ้นส่วนของกังหันก๊าซ และสายพานลำเลียงสำหรับการติดตั้งที่อุณหภูมิสูง (เช่น เตาหลอมแก้ว) โลหะผสม Ni-Fe-Cr ที่มี Ni >60% ใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรหล่อและชิ้นส่วนอุณหภูมิต่ำของอุปกรณ์ทำความร้อนไฟฟ้า ในฐานะที่เป็นวัสดุอุปกรณ์ โลหะผสม Ni-Fe-Cr มีคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อนสูงและค่อนข้างทนทานต่อ HNO 3 ในการสร้างเครื่องมือเคมี ใช้เหล็กโครเมียม-นิกเกิล ซึ่งประกอบด้วย 2.5-9.5% Ni และ 14-23% Cr ที่ 0.1-0.4% C; เกือบจะไม่เป็นแม่เหล็ก ทนต่อ HNO 3 แอมโมเนียร้อน และออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง สารเติมแต่ง Mo หรือ Cu เพิ่มความต้านทานต่อก๊าซกรดร้อน (SO 2 , Hcl); การเพิ่มปริมาณ Ni จะเพิ่มความสามารถในการแปรรูปของเหล็กและความต้านทานต่อ H 2 SO 4 แต่ลดความต้านทานเป็น HNO 3 เหล่านี้รวมถึงเหล็กกล้าไร้สนิม Krupp (V1M, V5M) และ เหล็กทนกรด(V2A, V2H เป็นต้น); การบำบัดความร้อนประกอบด้วยการให้ความร้อนสูงถึง ~ 1170 °C และการดับในน้ำ ใช้เป็นวัสดุทนด่าง เหล็กหล่อนิกเกิล-โครเมียม(5-6% Ni และ 5-6% Cr ที่ >1.7% C) โลหะผสม Nichrome ที่ประกอบด้วย Nichrome 54-80%, 10-22% Cr และ 5-27% Fe บางครั้งมีการเติม Cu และ Mn สามารถทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงถึง 800 ° C และใช้ในอุปกรณ์ทำความร้อน (บางครั้งด้วย ชื่อเดียวกันหมายถึงโลหะผสม Ni-Cr ที่อธิบายข้างต้นที่ไม่มี Fe)

โลหะผสม นี-เฟ-โมถูกนำเสนอเป็นวัสดุฮาร์ดแวร์ โลหะผสมของ 55-60% Ni, 20% Fe และ 20% Mo มีคุณสมบัติต้านทานกรดและป้องกันการกัดกร่อนสูงสุดโดยมีเนื้อหา< 0,2% С; присадка небольшого количества V еще более повышает кислотоупорность; Мn м. б. вводим в количестве до 3%. Сплав вполне устойчив по отношению к холодным кислотам (НСl, H 2 SO 4), за исключением HNO 3 , и к щелочам, но разрушается хлором и окислителями в присутствии кислот; он имеет твердость по Бринеллю >200 รีดอย่างดี หลอม หล่อและกลึง

โลหะผสม Ni-Fe-Cuใช้ในอุปกรณ์เคมี (เหล็กที่มี 6-11% Ni และ 16-20% Cu)

โลหะผสม นี-เฟ-ซิ. สำหรับการก่อสร้างอุปกรณ์ที่ทนต่อกรดจะใช้เหล็กซิลิกอนนิกเกิลของแบรนด์ Durimet ซึ่งมี Ni 20-25% (หรือ Ni และ Cr ในอัตราส่วน 3: 1) และ ~ 5% Si ซึ่งบางครั้งมีการเติม ลูกบาศ์ก ทนทานต่อกรดเย็นและร้อน (H 2 SO 4 , HNO 3 , CH 3 · COOH) และสารละลายเกลือ มีความทนทานต่อ Hcl น้อยกว่า คล้อยตามการกลึงร้อนและเย็นได้ดี

ในโลหะผสม Ni AIการก่อตัวของสารประกอบทางเคมี AINi เกิดขึ้นซึ่งละลายในส่วนประกอบโลหะผสมตัวใดตัวหนึ่งมากเกินไป

โลหะผสมซึ่งเป็นพื้นฐานของระบบ นิ-ไอ-ซิ. พวกเขากลายเป็นว่าทนทานต่อ HNO 3 และ H 2 SO 4 ที่เย็นและร้อนได้มาก แต่แทบจะไม่คล้อยตามการประมวลผลทางกล ตัวอย่างเช่น เป็นโลหะผสมที่ทนต่อกรดชนิดใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์หล่อที่มี Ni 85%, 10% Si และ 5% Al (หรือ Al + Cu) ความแข็งของบริเนลอยู่ที่ประมาณ 360 (การหลอมที่ 1050 ° C ลดลงเหลือ 300)

โลหะวิทยานิกเกิล . พื้นที่หลักของการใช้นิกเกิลคือการผลิตเหล็กเกรดพิเศษ ในช่วงสงครามปี 2457-18 อย่างน้อย 75% ของนิกเกิลทั้งหมดถูกใช้ไปเพื่อการนี้ ภายใต้สภาวะปกติ ~65% นิกเกิลยังใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะผสมกับโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (ไม่ใช่เหล็ก) Ch. ร. ด้วยทองแดง (~ 15%) ปริมาณนิกเกิลที่เหลืออยู่: สำหรับการผลิตนิกเกิลแอโนด - 5% นิกเกิลอ่อน - 5% และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ - 10%

ศูนย์การผลิตนิกเกิลได้ย้ายจากพื้นที่หนึ่งของโลกไปยังอีกที่หนึ่งหลายครั้ง ซึ่งอธิบายได้จากแหล่งแร่ที่น่าเชื่อถือและสถานการณ์ทางเศรษฐกิจโดยทั่วไป การถลุงแร่นิกเกิลจากแร่ในอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2368-69 ในเมืองฟาลุน (สวีเดน) ซึ่งพบนิกเกิลที่มีซัลเฟอร์ไพไรต์ ในยุค 90 ของศตวรรษที่ผ่านมา เงินฝากของสวีเดนเกือบจะหมดลงแล้ว เฉพาะในช่วงสงครามปี 1914-18 เท่านั้น เนื่องจากความต้องการโลหะนิกเกิลที่เพิ่มขึ้น สวีเดนจึงผลิตโลหะนี้หลายสิบตัน (สูงสุด 49 ตันในปี 1917) ในนอร์เวย์ การผลิตเริ่มขึ้นในปี 1847-50

แร่หลักที่นี่คือไพร์โรไทต์ที่มีปริมาณเฉลี่ย 0.9-1.5% Ni การผลิตในนอร์เวย์ในขนาดเล็ก (สูงสุด - ประมาณ 700 ตันต่อปีในช่วงสงครามปี 1914-18) ยังคงมีอยู่จนถึงปัจจุบัน ในช่วงกลางของศตวรรษที่ผ่านมา ศูนย์กลางของอุตสาหกรรมนิกเกิลกระจุกตัวในเยอรมนีและออสเตรีย-ฮังการี ในตอนแรกมีพื้นฐานอยู่ที่นี่โดยเฉพาะแร่สารหนูของ Black Forest และ Gladbach และตั้งแต่ปี 1901 และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงสงครามปี 1914-18 บนแร่ออกซิไดซ์ของ Silesia (Frankenstein) การพัฒนาแหล่งแร่นิกเกิลในนิวแคลิโดเนียเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2420 ด้วยการใช้แร่เหล่านี้การผลิตนิกเกิลของโลกในปี พ.ศ. 2425 ถึงเกือบ 1,000 ตัน แร่ที่ขุดที่นี่ได้รับการประมวลผลเฉพาะในปริมาณที่ จำกัด แต่ถูกส่งไปเป็นจำนวนมาก สู่ยุโรป เฉพาะในปีที่ผ่านมาเนื่องจากอัตราค่าขนส่งที่เพิ่มขึ้น Ch. ร. เคลือบด้านที่อุดมไปด้วย Ni 75-78% ในปริมาณนิกเกิลประมาณ 5,000 ตันต่อปี ในปัจจุบัน มีแผนที่จะได้รับโลหะนิกเกิลในนิวแคลิโดเนีย ซึ่งบริษัทนิกเกิลกำลังสร้างโรงกลั่น ซึ่งจะใช้พลังงานไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าพลังน้ำบนแม่น้ำเยต อุตสาหกรรมนิกเกิลในแคนาดา (อเมริกาเหนือ) เกิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ศตวรรษที่ผ่านมา จนกระทั่งเมื่อเร็วๆนี้ มีสองบริษัท; หนึ่งภาษาอังกฤษ - Mond Nickel Co. และบริษัท American - International Nickel Co. ในตอนท้ายของปี 1928 ทั้งสองบริษัทได้ควบรวมกิจการเข้ากับความไว้วางใจระดับโลกที่เรียกว่าบริษัท International Nickel Company of Canada โดยจัดหาประมาณ 90% ของการผลิตนิกเกิลของโลกออกสู่ตลาดและใช้ประโยชน์จากแหล่งแร่ที่อยู่ใกล้กับเซดเบอรี บริษัท มอนด์ นิกเกิล บจก. หลอมแร่ที่โรงงานใน Coniston ให้เป็นเนื้อด้าน ซึ่งถูกส่งไปยังอังกฤษเพื่อดำเนินการต่อไปที่โรงงานใน Kleydak อินเตอร์เนชั่นแนล นิกเกิล บจก. การเคลือบด้านที่หลอมที่โรงงานใน Conperclyffe จะถูกส่งไปยังโรงงานใน Port Colborne เพื่อรับโลหะ การผลิตนิกเกิลของโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาถึง 40,000 ตัน

การแปรรูปแร่นิกเกิลดำเนินการโดยวิธีแห้งเท่านั้น วิธีการ Hydrometallurgical ที่แนะนำซ้ำแล้วซ้ำเล่าสำหรับการแปรรูปแร่ยังไม่พบการใช้งานจริง ปัจจุบันวิธีการเหล่านี้ใช้เฉพาะกับการแปรรูปผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง (ด้าน) ที่ได้จากการแปรรูปแร่แบบแห้ง การประยุกต์ใช้เส้นทางแห้งเพื่อแปรรูปแร่นิกเกิล (ทั้งที่มีกำมะถันและออกซิไดซ์) มีลักษณะโดยการใช้หลักการเดียวกันของความเข้มข้นทีละน้อยของส่วนประกอบที่มีค่าของแร่ในรูปแบบของผลิตภัณฑ์บางอย่างซึ่งจะถูกแปรรูปเป็นโลหะ ที่จะสกัด ขั้นตอนแรกของความเข้มข้นของส่วนประกอบโฟมของแร่นิกเกิลนั้นดำเนินการโดยการถลุงแร่บนผิวด้าน ในกรณีของแร่กำมะถัน แร่หลังนี้จะถูกหลอมด้วยสีเขียวหรือเผาในเตาหลอมแบบเพลาหรือเปลวไฟ แร่ออกซิไดซ์ยังถูกหลอมในเตาหลอมแบบเพลาด้วยการเพิ่มวัสดุที่มีกำมะถันเข้าไปในประจุ การถลุงแร่แบบด้าน แบบด้าน ไม่เหมาะสำหรับการแปรรูปโดยตรงเป็นโลหะมีค่าที่บรรจุอยู่ภายใน เนื่องจากมีความเข้มข้นค่อนข้างต่ำในผลิตภัณฑ์นี้ ด้วยเหตุนี้ ผิวด้านสำหรับการถลุงแร่จึงต้องมีความเข้มข้นมากขึ้นไม่ว่าจะโดยการคั่ว ตามด้วยหลอมในเตาหลอมแบบเพลา หรือการถลุงแร่แบบออกซิเดชันบนเตาเปลวไฟ หรือในคอนเวอร์เตอร์ สารเคลือบด้านหดตัวหรือเข้มข้นเหล่านี้ ซึ่งผลิตขึ้นในทางปฏิบัติอย่างน้อยหนึ่งครั้ง มีเป้าหมายสูงสุดเพื่อให้ได้ผิวด้านที่มีความเข้มข้นสูงสุด (ด้าน) ที่บริสุทธิ์ที่สุด ซึ่งประกอบด้วยโลหะซัลไฟด์ล้ำค่าเท่านั้นที่มีสารหลังจำนวนหนึ่งอยู่ในสถานะอิสระ พื้นผิวด้านที่ได้จากการใช้งานจริงมี 2 ประเภท ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ เมื่อทำการประมวลผลแร่นิวแคลิโดเนียที่ออกซิไดซ์ซึ่งไม่มีโลหะมีค่าอื่นนอกจากนิกเกิล ผิวด้านเป็นโลหะผสมของนิกเกิลซัลไฟด์ (Ni 3 S 2) ที่มีนิกเกิลโลหะจำนวนหนึ่ง อันเป็นผลมาจากการประมวลผลแร่ซัลไฟด์ของแคนาดาที่มีทั้งนิกเกิลและทองแดง ผิวด้านที่เป็นผลลัพธ์คือโลหะผสมของทองแดงและนิกเกิลซัลไฟด์ที่มีโลหะเหล่านี้จำนวนหนึ่งในสถานะอิสระ การแปรรูปเป็นโลหะบริสุทธิ์ก็ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของผิวด้านเช่นกัน ที่ง่ายที่สุดคือการประมวลผลของเคลือบที่มีนิกเกิลเท่านั้น การประมวลผลของเคลือบทองแดงนิกเกิลนั้นยากกว่าและสามารถทำได้ ดำเนินการในลักษณะต่างๆ การแปรรูปแร่ออกซิไดซ์ให้เป็นผิวด้านด้วยสารเติมแต่งที่มีกำมะถัน (ยิปซั่ม) ถูกเสนอโดย Garnieri ในปี 1874 การแปรรูปแร่เหล่านี้ในแฟรงเกนสไตน์ (ประเทศเยอรมนี) ได้ดำเนินการดังนี้ เติมส่วนผสมแร่ที่มี Ni 4.75%, ยิปซั่ม 10% หรือแอนไฮไดรต์ 7% และหินปูน 20%; นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มฟลูออร์สปาจำนวนหนึ่งที่นี่ ส่วนผสมทั้งหมดนี้ถูกผสมให้ละเอียด บดแล้วกดลงในอิฐ ซึ่งหลังจากการทำให้แห้ง ถูกหลอมในเตาหลอมแบบเพลาโดยใช้โค้ก 28-30% ของน้ำหนักแร่ ผลผลิตรายวันของเตาหลอมแบบเพลาถึง 25 ตันของแร่ ภาพตัดขวางของเตาเผาที่ระดับทูเยเรสคือ 1.75 ม. 2 ; ความสูง 5 เมตร ส่วนล่างของก้านถึงความสูง 2 เมตรมีแจ็คเก็ตน้ำ ตะกรันมีความเป็นกรดสูง พวกเขาสูญเสีย 15% Ni องค์ประกอบด้าน: 30-31% Ni; 48-50% Fe และ 14-15% S. Rostein ถูกทำให้เป็นเม็ด บด เผา และหลอมในโดมในส่วนผสมที่มีควอทซ์ 20% และใช้โค้ก 12-14% โดยน้ำหนักของผิวด้านที่เผาแล้วสำหรับผิวด้านแบบเข้มข้น ขององค์ประกอบเฉลี่ยต่อไปนี้: 65% Ni, 15% Fe และ 20% S. หลังถูกแปลงเป็นเคลือบ: 77.75% Ni, 21% S, 0.25-0.30% Fe และ 0.15-0.20% Cu ผิวด้านที่บดอย่างระมัดระวังจะถูกเผาในเตาเผาเปลวไฟ (ด้วยการคราดแบบแมนนวลหรือแบบกลไก) จนกระทั่งกำมะถันถูกขจัดออกจนหมด ในตอนท้ายของการคั่ว จะมีการเติม NaNO 3 และ Na 2 CO 3 จำนวนหนึ่งลงในมวลที่ถูกยิง ไม่เพียงแต่จะอำนวยความสะดวกในการเผาไหม้ของกำมะถันเท่านั้น แต่ยังแปลง As และ Sb ที่บางครั้งมีอยู่ในเคลือบให้เป็นพลวง และเกลือของกรดสารหนูซึ่งเป็นน้ำชะล้างออกจากผลิตภัณฑ์ที่เผา NiO ที่ได้รับจากการเผาจะถูกลดลง โดยที่นิกเกิลออกไซด์ผสมกับแป้งและน้ำ และก้อนจะก่อตัวขึ้นจากแป้งที่ได้ จากนั้นให้ความร้อนในถ้วยใส่ตัวอย่างหรือแบบทอร์ท เมื่อสิ้นสุดการลดอุณหภูมิแล้ว อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 1250 องศาเซลเซียส ซึ่งมีส่วนช่วยในการเชื่อมอนุภาค Ni ที่ลดลงแต่ละส่วนให้เป็นมวลต่อเนื่อง

อินเตอร์เนชั่นแนล นิกเกิล บจก. แปรรูปแร่กำมะถัน ร. การถลุงแร่ขึ้นอยู่กับความวิจิตรของแร่นั้นจะดำเนินการในปล่องหรือในเตาเผาเปลวไฟ แร่ก้อนจะต้องผ่านการคั่วเบื้องต้นเป็นกอง ระยะเวลาการคั่วจาก 8 ถึง 10 เดือน แร่ที่เผาแล้วจะหลอมรวมกับแร่ที่ไม่ผ่านการเผาในเตาหลอมแบบเพลา ไม่มีการเติมฟลักซ์เพราะแร่จะไหลย้อนได้เอง ปริมาณการใช้โค้กคือ 10.5% โดยน้ำหนักของส่วนผสมแร่ แร่ละลายในเตาเผาประมาณ 500 ตันต่อวัน ผิวด้านสำหรับการถลุงแร่จะถูกเปลี่ยนเป็นผิวด้าน ตะกรันของตัวแปลงจะถูกส่งคืนไปยังตัวแปลงบางส่วน และส่วนหนึ่งจะเข้าสู่กระบวนการถลุงแร่ องค์ประกอบของแร่และผลิตภัณฑ์แสดงไว้ในตาราง:

แร่ชั้นดีถูกคั่วในเตาเผา Wedja ให้มีปริมาณกำมะถัน 10-11% จากนั้นจึงหลอมในเตาเผาแบบมีไฟ ตะกรันตัวแปลงที่ประกอบด้วย 79.5% (Cu + Ni), 20% S และ 0.30% Fe ถูกประมวลผลโดยกระบวนการของ Orford ซึ่งประกอบด้วยการหลอมแบบด้านต่อหน้า Na 2 S. หลังทำให้ผลิตภัณฑ์ถลุงแยกออกเป็นสองชั้น: อันบนแสดงถึงโลหะผสมของ Cu 2 S + Na 2 S และอันล่างที่มีนิกเกิลซัลไฟด์เกือบบริสุทธิ์ แต่ละชั้นเหล่านี้จะถูกแปรรูปเป็นโลหะที่สอดคล้องกัน ชั้นบนที่มีทองแดงเป็นชั้นหลังจากแยก Na 2 S ออกจากมันจะถูกแปลงและชั้นล่างนิกเกิลชั้นจะต้องผ่านการคั่วด้วยคลอรีนการชะล้าง (ยิ่งไปกว่านั้นมันปลอดจากทองแดงจำนวนหนึ่งที่บรรจุอยู่ในนั้น) และจึงได้รับ นิกเกิลออกไซด์ถูกกู้คืน เคลือบทองแดงนิกเกิลบางตัวอยู่ภายใต้การคั่วออกซิเดชันและการลดลงต่อมาหลอมเป็นโลหะผสมทองแดงนิกเกิลที่เรียกว่าโลหะโมเนล

บริษัท มอนด์ นิกเกิล บจก. เสริมสร้างแร่ของมัน ความเข้มข้นที่ได้จะถูกนำไปเผาบนเครื่องจักรของดไวต์-ลอยด์ ซึ่งจับกลุ่มกันไปที่เตาเพลา ผิวด้านสำหรับการถลุงแร่จะถูกแปลง ผิวด้านที่เป็นผลลัพธ์จะถูกประมวลผลโดยวิธี Mond ซึ่งผิวด้านนั้นจะถูกบด คั่ว และชะล้างด้วย H 2 SO 4 เพื่อขจัดทองแดงส่วนใหญ่ในรูปของ CuSO 4 สารตกค้างที่มี NiO กับทองแดงบางส่วน ถูกทำให้แห้งและป้อนเข้าไปในอุปกรณ์โดยทำให้ไฮโดรเจน (แก๊สน้ำ) ลดลงที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส นิกเกิลที่บดละเอียดและลดลงจะเข้าสู่อุปกรณ์ถัดไป ซึ่งจะถูกนำไปสัมผัสกับ CO; ในกรณีนี้ นิกเกิลคาร์บอเนตที่ระเหยได้ - Ni(CO) 4 จะเกิดขึ้น ซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องมือที่สาม โดยที่อุณหภูมิจะคงอยู่ที่ 150°C ที่อุณหภูมินี้ Ni(CO) 4 จะสลายตัวเป็น Ni และ CO ที่เป็นโลหะ โลหะนิกเกิลที่ได้รับในลักษณะนี้มี 99.80% Ni

นอกจากวิธีการทั้งสองนี้ในการรับนิกเกิลจากการเคลือบทองแดงนิกเกิลแล้ว ยังมีวิธี Hybinette ซึ่งทำให้ได้นิกเกิลด้วยวิธีอิเล็กโทรไลต์ นิกเกิลด้วยไฟฟ้าประกอบด้วย: 98.25% Ni; บริษัท 0.75%; 0.03% ลูกบาศ์ก; 0.50% เฟ; 0.10% C และ 0.20% Pb.

ปัญหาการผลิตนิกเกิลในสหภาพโซเวียตมีประวัติยาวนานกว่าร้อยปี ในปี ค.ศ. 1920 แร่นิกเกิลเป็นที่รู้จักในเทือกเขาอูราล ครั้งหนึ่งแร่นิกเกิลของอูราลซึ่งมี Ni ประมาณ 2% ถือเป็นหนึ่งในแหล่งวัตถุดิบหลักสำหรับอุตสาหกรรมนิกเกิลของโลก หลังจากการค้นพบแร่นิกเกิลในเทือกเขาอูราล M. Danilov, P. A. Demidov และ G. M. Permikin ได้ทำการทดลองหลายครั้งเกี่ยวกับการประมวลผล ในเรฟดินสค์ในปี พ.ศ. 2416-2520 ได้รับโลหะนิกเกิล 57.3 ตัน แต่การแก้ปัญหาเพิ่มเติมของงานนี้สิ้นสุดลงหลังจากการค้นพบแร่นิกเกิลที่ร่ำรวยและมีพลังมากขึ้นในนิวแคลิโดเนีย ปัญหานิกเกิลในประเทศถูกนำมาใช้อีกครั้งเพื่อแก้ไขภายใต้อิทธิพลของสถานการณ์ที่เกิดจากสงครามในปี 2457-18 ในฤดูร้อนปี 1915 ที่โรงงาน Ufaley P. M. Butyrin และ V. E. Vasiliev ได้ทำการทดลองด้วยการถลุงผิวด้านในเตาหลอมที่ลุกเป็นไฟ ในเวลาเดียวกัน ได้ทำการทดลองเพื่อสกัดนิกเกิลจากแร่ Ufaley ที่สถาบันสารพัดช่างเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก G. A. Kashchenko ภายใต้การแนะนำของศาสตราจารย์ A. A. Baikov และในฤดูใบไม้ร่วงปี 1915 การทดลองละลายได้ดำเนินการในเตาหลอมที่ลุกเป็นไฟที่โรงงาน ในฤดูร้อนปี 1916 ที่โรงงาน Revdinsky มีการทดลองเกี่ยวกับการถลุงผิวด้านของทองแดง-นิกเกิลจากแร่นิกเกิลที่น่าสงสาร (0.86% Ni) และแร่ pyrites ที่มีทองแดงต่ำ (1.5% Cu) หลอมละลายในเตาหลอมแบบเพลา ในเวลาเดียวกัน แร่เหล็กสีน้ำตาลที่มีนิกเกิลเป็นส่วนผสมของนิกเกิล Revda ถูกหลอมในเตาหลอมสำหรับเหล็กนิกเกิล . การศึกษาทั้งหมดข้างต้น เนื่องด้วยสถานการณ์หลายประการ ในขณะนั้นยังไม่เสร็จสิ้นในรูปแบบของกระบวนการโรงงานที่เหมาะสม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาปัญหาในการรับนิกเกิลจากแร่อูราลได้รับการแก้ไขอีกครั้งและการใช้งานจริงตามเนื้อหาของนิกเกิลในแร่ควรดำเนินการในสองทิศทาง ปริมาณนิกเกิลในแร่อูราลอยู่ในระดับต่ำและตามที่กล่าวไว้ แร่แบ่งออกเป็นสองเกรด: ที่ 1 และ 2 แร่เกรด 1 ซึ่งเหมาะสำหรับการแปรรูป pyrometallurgical โดยเฉลี่ยมี Ni ประมาณ 3% แร่เกรด 2 - ประมาณ 1.5% และต่ำกว่า แร่สุดท้ายไม่สามารถ ผ่านกรรมวิธีโดยการหลอมโดยไม่มีการเสริมสมรรถนะเบื้องต้น ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งสำหรับการประมวลผลแร่นิกเกิลที่ไม่ดีคือวิธีไฮโดรเมทัลโลหการ เขา ง. ข. ยังคงเรียนอยู่ ปัจจุบันมีการสร้างโรงงานในเทือกเขาอูราลเพื่อแปรรูปแร่เกรด 1

นิกเกิลเป็นโลหะสีเงินขาวที่ไม่ใช้งานทางเคมี องค์ประกอบนี้แสดงด้วยสัญลักษณ์ Ni และอยู่ในกลุ่มที่สิบของช่วงที่สี่ของระบบธาตุ

เรื่องราวที่น่าสนใจมากเกี่ยวข้องกับที่มาของชื่อองค์ประกอบนี้ ประเด็นคือชื่อ Nicolausในตำนานเยอรมันพวกเขาเรียกว่าวิญญาณชั่วร้ายชั่วร้ายคนสองหน้า สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแร่ที่ได้จากแร่นิกเกิลนั้นมีความคล้ายคลึงกันมาก แต่ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี แร่นิกเกิลอาร์เซไนด์ (แร่นิเกิลไพไรต์สีแดง) ในระหว่างการถลุงซึ่งมีการปล่อยก๊าซพิษที่เป็นพิษออกมา ความพยายามที่จะแยกทองแดงออกจากกันไม่ประสบความสำเร็จ แต่ในปี 1751 นักแร่วิทยาชาวสวีเดน Kronstedt ได้แยกกรีนออกไซด์ เมื่อทำการบูรณะแล้ว ผู้วิจัยก็ได้โลหะซึ่งต่อมาเรียกว่า นิกเกิล.

การหานิกเกิลในธรรมชาติ

แร่นิกเกิลหลัก:

• นิกเกิล (นิกเกิลไพไรต์สีแดง kupfernickel) NiAs;
• มิลเลอร์ (ไพไรต์นิกเกิลสีเหลือง) NiS;
• เพนแลนไดท์ (Fe,Ni)₉S₈;
• แม่เหล็กหนาแน่น (Fe, Ni, Cu)S;
• สารหนู-นิกเกิลความมันวาว (gersdorfite) NiAsS.

Pentlandite

การประยุกต์ใช้นิกเกิล

และถึงแม้ว่าองค์ประกอบนี้จะไม่ใช้งานทางเคมี แต่ก็พบว่ามีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่น โลหะอื่นๆ เคลือบด้วยนิกเกิลเพื่อป้องกัน นอกจากนี้ยังสามารถสร้างแผ่นโลหะที่บางมากจาก Ni ซึ่งใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะในแบตเตอรี่

โลหะผสมนิกเกิลยังถูกใช้อย่างแข็งขันในการทำขาเทียมและการผลิตระบบขายึด

คุณสมบัติทางกายภาพของนิกเกิล

นิกเกิลเป็นโลหะสีขาวเงินซึ่งไม่ทำให้เสื่อมเสีย ในอากาศมันถูกปกคลุม

นิกเกิลนั้นแข็งมาก แต่ในขณะเดียวกันก็ค่อนข้างเหนียวและยืดหยุ่นได้

จุดหลอมเหลวคือ 1455 °C จุดเดือดประมาณ 2900 °C ความหนาแน่น 8.90 kg/dm³

นิกเกิลเป็นเฟอร์โรแมกเน็ตที่มีจุด ≈ 358°C

คุณสมบัติทางเคมีของนิกเกิล

นิกเกิลในสารประกอบสามารถมีสถานะออกซิเดชันต่อไปนี้: +1, +2, +3 และ +4 สารประกอบที่นิกเกิลมีสถานะออกซิเดชันเป็น +4 นั้นหายากมากและไม่เสถียร เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 800 °C นิกเกิลจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างออกไซด์:

2Ni + O₂ → 2NiO

แร่บันเซไนต์ (NiO)

ผงนิกเกิลในอากาศ เป็นผลให้เกิดนิกเกิลออกไซด์:

5Ni + 3O₂ → 3NiO + Ni₂O₃

ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์เพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนิลที่เป็นพิษ:

นิ + 4СO → นิ(CO)₄

ที่อุณหภูมิสูง ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน ทำให้เกิดนิเกิลไนไตรด์:

นิ + น = นิN₂

ปฏิกิริยาคายความร้อนเกิดขึ้นกับกำมะถัน:

ด้วยคาร์บอน, โบรอน, ซิลิกอน, ฟอสฟอรัสเมื่อถูกความร้อนจะเกิดสารประกอบขององค์ประกอบที่ไม่ใช่สารสัมพันธ์เช่น:

3Ni + C = Ni₃C,

2Ni + B = Ni₂B,

3Ni + P = Ni₃P.

โลหะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์:

Ni + Cl₂ = NiCl₂

นิกเกิลสามารถดูดซับไฮโดรเจน ทำให้เกิดสารละลายไฮโดรเจนที่เป็นของแข็งในนิกเกิล

โลหะนิกเกิลทำปฏิกิริยากับกรดไนตริก

3Ni + 8HNO₃ = 3Ni(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

เมื่อถูกความร้อนจะทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกและกรดซัลฟิวริกเข้มข้น:

Ni + 2H₂SO₄ = NiSO₄ + SO₂ + 2H₂O,

Ni + 4HNO₃ = Ni(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

ปราศจากนิกเกิลซัลเฟต

ด้วยสารละลายเจือจางของกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริก:

Ni + 2HCl = NiCl₂ + H₂,

Ni + H₂SO₄ = NiSO₄ + H₂

นิกเกิลจะแทนที่โลหะที่อยู่ทางด้านขวาของสารละลายเกลือในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า:

Ni + CuSO₄ = NiSO₄ + Cu

นิกเกิลไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ด่างและฟลูออรีนแม้ในขณะที่ถูกความร้อน คุณจะพบกับการทดลองที่น่าสนใจเกี่ยวกับการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของโลหะ

ปฏิกิริยาการตรวจจับนิเกิลไอออน

ในการทำปฏิกิริยาเชิงคุณภาพสำหรับนิกเกิลจะใช้รีเอเจนต์ของ Chugaev (dimethylglyoxime) หากคุณเติมน้ำยาของ Chugaev ลงในสารละลายแอมโมเนียของเกลือนิกเกิล จะเกิดตะกอนสีแดงเข้มขึ้น สามารถตรวจจับไอออนนิกเกิลได้โดยใช้ปฏิกิริยานี้ เป็นไปได้ที่จะกำหนดปริมาณนิกเกิลแม้ว่าจะมีปริมาณไอออนในสารละลายต่ำ - ไม่ว่าในกรณีใด เมื่อเติมรีเอเจนต์ สารละลายจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเข้ม

นิกเกิลเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่ 17 ของระบบธาตุของ Mendeleev ด้วยเลขอะตอม 28 สารนี้เป็นโลหะทรานซิชันที่มีความโดดเด่นด้วยความเป็นพลาสติกและมีสีขาวเงิน ไม่แสดงกิจกรรมทางเคมีที่รุนแรง ชื่อของสารในภาษาเยอรมันแปลว่า "ภูติภูเขา" นิกเกิลเป็นที่รู้จักของคนตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 แต่ยังไม่ได้แยกออกเป็นสารที่แยกจากกัน มันถูกพบในแร่ทองแดงระหว่างการขุดทองแดงและถูกเรียกว่าทองแดงปลอม (kupfernickel) จากจิตวิญญาณของภูเขา Axel Krostedt ทำการแยกสารเป็นโลหะแยกต่างหากในปี 1751 และตั้งชื่อว่า "นิกเกิล"

ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 18 ผู้คนรู้จักโลหะ 12 ชนิดรวมถึงกำมะถันฟอสฟอรัสคาร์บอนและสารหนู ในเวลาเดียวกันมีการเพิ่มนิกเกิลซึ่งได้รับมอบหมายให้เป็นหมายเลขที่ 17

ลักษณะนิกเกิล

องค์ประกอบที่ค้นพบใหม่ไม่พบแอปพลิเคชันทันที เพียงสองศตวรรษต่อมา ผู้คนเริ่มใช้โลหะอย่างแข็งขัน เป็นที่นิยมอย่างมากในด้านโลหะวิทยา ปรากฏว่านิกเกิลเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่ยอดเยี่ยมสำหรับเหล็กและเหล็ก ดังนั้น โลหะผสมที่มีนิกเกิลมีความทนทานต่ออิทธิพลทางเคมีต่างๆ อย่างมาก ไม่ให้เกิดความเสียหายจากการกัดกร่อน และยังสามารถทนต่อสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงมากได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น โลหะผสมของนิกเกิลและเหล็กซึ่งเรียกว่าอินวาร์ในทางโลหะวิทยา ไม่สามารถขยายตัวได้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุหลักว่าทำไมอินวาร์จึงถูกนำมาใช้ทำรางสำหรับทางรถไฟและองค์ประกอบอื่นๆ มากมาย

คุณสมบัติทางกายภาพของนิกเกิล

นิกเกิลเป็นโลหะที่มีโทนสีเหลืองแกมเงิน ในที่โล่งจะคงสีและความมันวาวไม่จางหาย ความแข็งของโลหะบริเนลอยู่ที่ 600-800 MN/m 2 แม้จะมีความแข็งค่อนข้างสูง แต่โลหะก็ให้ผลดีต่ออิทธิพลทางกายภาพและการบำบัดต่างๆ รวมถึงการตีขึ้นรูปและการขัดเงา ซึ่งช่วยให้สามารถใช้นิกเกิลในการผลิตสิ่งของที่บางและละเอียดอ่อนได้

โลหะมีคุณสมบัติแม่เหล็กแม้ในอุณหภูมิต่ำเพียงพอ (สูงถึง -340 0 C) ไม่อยู่ภายใต้ความเสียหายจากการกัดกร่อน

คุณสมบัติทางกายภาพของนิกเกิล

เลขอะตอม	28
มวลอะตอม aum	58,69
เส้นผ่านศูนย์กลางอะตอม, pm	248
ความหนาแน่น g/cm³	8,902
ความจุความร้อนจำเพาะ J/(K โมล)	0,443
การนำความร้อน W/(m K)	90,9
จุดหลอมเหลว °С	1453
จุดเดือด °C	2730-2915
ความร้อนหลอมเหลว kJ/mol	17,61
ความร้อนของการกลายเป็นไอ kJ/mol	378,6
ปริมาณโมลาร์ cm³/mol	6,6
กลุ่มโลหะ	โลหะหนัก

คุณสมบัติทางเคมีของนิกเกิล

นิกเกิลมีเลขอะตอม 28 และแสดงในระบบการตั้งชื่อทางเคมีโดยใช้สัญลักษณ์ Ni มีมวลโมลาร์ 58.6934 ก./โมล อะตอมของนิกเกิลมีรัศมี 124 น. อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของมันในระดับ Pauling คือ 1.94 ศักย์อิเล็กทรอนิกส์คือ 0.25 V.

โลหะจะไม่สัมผัสกับอากาศเชิงลบและผลกระทบจากน้ำ นี่เป็นเพราะการก่อตัวบนพื้นผิวของฟิล์มในรูปของนิกเกิลออกไซด์ (NiO) ซึ่งป้องกันการเกิดออกซิเดชันต่อไป

ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบางสภาวะเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กับความร้อนจัด ที่อุณหภูมิสูงก็สามารถโต้ตอบกับฮาโลเจนได้ทั้งหมด

แสดงปฏิกิริยารุนแรงในกรดไนตริกและสารละลายแอมโมเนีย อย่างไรก็ตาม เกลือบางชนิด เช่น เกลือไฮโดรคลอริกและซัลฟูริก จะละลายโลหะค่อนข้างช้า แต่กรดฟอสฟอริกจะไม่ละลายเลย

รับนิกเกิล

วัสดุหลักสำหรับการขุดนิกเกิลคือแร่ทองแดงนิกเกิลซัลไฟด์ ดังนั้นจึงมาจากแร่ดังกล่าวซึ่งประมาณ 80% ของนิกเกิลได้มาจากการผลิตทั้งหมดในโลก ยกเว้นรัสเซีย แร่จะได้รับการคัดเลือกโดยการลอยตัว หลังจากนั้นจึงแยกทองแดง นิกเกิล และไพร์โรไทต์เข้มข้นออกจากแร่

เพื่อให้ได้โลหะบริสุทธิ์จะใช้แร่นิกเกิลเข้มข้นซึ่งหลอมรวมกับฟลักซ์ในเหมืองไฟฟ้าหรือเตาหลอมแบบสะท้อนกลับ จากกระบวนการนี้ หินเสียจะถูกแยกออกและนำนิกเกิลกลับคืนมาในรูปของผิวด้าน ซึ่งมีนิกเกิลมากถึง 15%

บางครั้ง ก่อนที่สารเข้มข้นจะถูกส่งไปหลอมเหลว จะถูกเผาและจับตัวเป็นก้อน องค์ประกอบของซัลไฟด์ละลาย (ด้าน) หลังจากกระบวนการถลุงยังประกอบด้วย Fe, Co และ Cu เกือบทั้งหมด เช่นเดียวกับโลหะมีตระกูล นอกจากนี้ เหล็กจะถูกแยกออกจากกัน หลังจากนั้นจะมีโลหะผสมเหลืออยู่ซึ่งประกอบด้วยทองแดงและนิกเกิล โลหะผสมจะถูกทำให้เย็นตัวช้า หลังจากนั้นก็บดละเอียดและส่งไปลอยต่อไปเพื่อแยกองค์ประกอบทั้งสองนี้ออกจากกัน Cu และ Ni สามารถแยกออกได้ด้วยกระบวนการที่เรียกว่าคาร์บอนิล ซึ่งขึ้นอยู่กับการย้อนกลับของปฏิกิริยา

ที่พบบ่อยที่สุดคือสามวิธีในการรับนิกเกิล:

1. บูรณะ. แร่ซิลิเกตถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานซึ่งด้วยการมีส่วนร่วมของฝุ่นถ่านหินทำให้เกิดเม็ดเหล็ก - นิกเกิลซึ่งประกอบด้วยนิกเกิล 5% ถึง 8% กระบวนการนี้ใช้เตาเผาแบบโรตารี่ หลังจากนั้นเม็ดจะทำความสะอาดกำมะถันเผาและบำบัดด้วยสารละลายแอมโมเนียซึ่งจะได้รับนิกเกิลหลังจากการทำให้เป็นกรด
2. คาร์บอนิล วิธีนี้เรียกอีกอย่างว่าวิธีมอนด์ ขึ้นอยู่กับการผลิตเคลือบทองแดงนิกเกิลจากแร่ซัลไฟด์ CO จะถูกส่งผ่านไปยังผิวด้านภายใต้แรงดันสูง อันเป็นผลมาจากการเกิดนิเกิลเตตระคาร์บอนิล ซึ่งภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูง นิกเกิลบริสุทธิ์พิเศษจะถูกปลดปล่อยออกมา
3. อะลูมิโนเทอร์มิก วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการกู้คืนนิกเกิลจากแร่ออกไซด์: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al 2 O 3

สารประกอบนิกเกิล

นิกเกิลก่อให้เกิดสารประกอบต่างๆ มากมาย ทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์ ซึ่งแต่ละชนิดถูกใช้ในบางพื้นที่ของกิจกรรมของมนุษย์

สารประกอบนิกเกิลอนินทรีย์

ในหมู่คนเหล่านี้ ควรสังเกตออกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มอนอกไซด์ของมันซึ่งก่อตัวขึ้นจากปฏิกิริยาของโลหะและออกซิเจนที่อุณหภูมิที่สูงเพียงพอเกิน 500 0 C นั้นถูกใช้เป็นวัสดุที่ใช้ทำสีและเคลือบในการผลิตเซรามิกและแก้ว และในการผลิตแอโนดที่ใช้ในแบตเตอรี่อัลคาไลน์นั้นใช้นิกเกิล เซสควิออกไซด์ Ni 2 O 3 เพื่อให้ได้มาซึ่งนิกเกิลไนเตรตหรือนิกเกิลคลอเรตต้องได้รับความร้อนช้ามาก

ไม่ใช่สถานที่สุดท้ายที่มอบให้กับนิกเกิลไฮดรอกไซด์ ตัวอย่างเช่น Ni(OH) 2 เกิดขึ้นจากการกระทำของด่างในสารละลายที่เป็นน้ำของเกลือนิกเกิล ไฮดรอกไซด์นี้มีลักษณะเป็นสีเขียวอ่อน จากนิกเกิลไฮดรอกไซด์ภายใต้อิทธิพลของตัวออกซิไดซ์ในตัวกลางที่เป็นด่างจะเกิดไฮเดรตออกไซด์ซึ่งใช้แบตเตอรี่อัลคาไลน์ของเอดิสัน ข้อดีของแบตเตอรี่นี้คือความสามารถในการชาร์จได้เป็นเวลานาน ในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วแบบธรรมดาไม่สามารถชาร์จได้เป็นเวลานาน

ตามกฎแล้วเกลือนิกเกิล (II) เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของ NiO หรือ Ni(OH) 2 กับกรดต่างๆ ในกรณีส่วนใหญ่ เกลือนิกเกิลที่ละลายน้ำได้จะก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรต เกลือที่ไม่ละลายน้ำ ได้แก่ Ni 3 (PO 4) 2 ฟอสเฟต และ Ni 2 SiO 4 ซิลิเกต คริสตัลไฮเดรตและสารละลายมีลักษณะเป็นสีเขียว ส่วนเกลือปราศจากน้ำมีลักษณะเป็นสีเหลืองหรือสีน้ำตาลเหลือง

สารประกอบเชิงซ้อนของนิกเกิล (II) ก็มีอยู่เช่นกัน สำหรับการก่อตัวของนิกเกิลออกไซด์จะละลายในสารละลายแอมโมเนีย Nickel dimethylglyoximate Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2 ใช้ทำปฏิกิริยากับไอออนของนิกเกิล มีลักษณะเฉพาะด้วยสีของตัวกลางที่เป็นกรดเป็นสีแดง

สารประกอบนิกเกิล (III) เป็นสารประกอบนิกเกิลทั่วไปน้อยที่สุด ในจำนวนนี้รู้จักสารสีดำซึ่งได้มาจากการเกิดออกซิเดชันของนิกเกิล (II) ไฮดรอกไซด์ในตัวกลางที่เป็นด่างที่มีไฮโปคลอไรท์หรือฮาโลเจน:

2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 *H 2 O + 2NaBr + H 2 O

สารประกอบนิกเกิลอินทรีย์

พันธะ Ni-C ดำเนินการในสองวิธี:

1. ประเภท Y สารประกอบดังกล่าวเรียกว่า y-complexes สิ่งเหล่านี้รวมถึงสารประกอบที่มีรูปแบบต่อไปนี้: และ โดยที่ R=Alk หรือ Ar, L=PR3 โดยที่ X คือแอซิโดลิแกนด์
2. ประเภท R พวกมันถูกเรียกว่า p-complexes ซึ่งรวมถึงสารประกอบอัลคีนและโพลิอีนออร์กาโน-นิกเกิล ซึ่งรวมถึงนิกเกิลในสถานะออกซิเดชันเป็นศูนย์ สารประกอบดังกล่าวมีลักษณะเป็นกฎโดยโครงสร้างตรีโกณมิติหรือจัตุรมุข