זה היה 1751. בשוודיה הקטנה, הודות למדען אקסל פרדריק קרונדשטדט, הופיע יסוד מספר 17. באותה תקופה היו רק 12 מתכות ידועות, בתוספת גופרית, זרחן, פחמן וארסן. הם קיבלו חבר חדש לחברה שלהם, שמו ניקל.
קצת היסטוריה
שנים רבות לפני התגלית המופלאה הזו, הכורים מסקסוניה הכירו עפרות שאפשר לטעות בהן עפרות נחושת. ניסיונות להפיק נחושת מחומר זה היו חסרי תועלת. כשהרגישו מרומים, החלו לקרוא לעפרה "קופרניקל" (ברוסית - "שטן נחושת").
Krondstedt, מומחה למינרלים, התעניין בעפרה זו. לאחר עבודה רבה התקבלה מתכת חדשה, שנקראה ניקל. ברגמן השתלט על שרביט המחקר. הוא עוד שיכלל את המתכת והגיע למסקנה שאלמנט זה דומה לברזל.
מאפיינים פיזיים של ניקל
ניקל נכלל בקבוצת היסודות העשירית ונמצא בתקופה הרביעית של הטבלה המחזורית מתחת למספר האטומי 28. אם לוקחים את הסמל Ni בטבלה, זה ניקל. יש לו גוון צהוב, על בסיס כסוף. אפילו באוויר מתכתאינו דוהה. מוצק ודי צמיג. הוא מתאים היטב לזיוף, כך שניתן לייצר מוצרים דקים מאוד. מלוטש בצורה מושלמת. ניתן למשוך ניקל באמצעות מגנט. אפילו בטמפרטורה של 340 מעלות עם סימן מינוס, התכונות המגנטיות של הניקל נראות לעין. ניקל היא מתכת עמידה בפני קורוזיה. הוא מפגין פעילות כימית נמוכה. מה ניתן לומר על התכונות הכימיות של ניקל?
מאפיינים כימיים
מה דרוש כדי לקבוע את ההרכב האיכותי של ניקל? כאן יש צורך לרשום מאילו אטומים (כלומר מספרם) מורכבת המתכת שלנו. המסה המולרית (היא נקראת גם המסה האטומית) היא 58.6934 (גרם/מול). המדידות המשיכו הלאה. רדיוס האטום של המתכת שלנו הוא 124 pm. בעת מדידת רדיוס היונים, התוצאה הראתה (+2e) 69 pm, והמספר 115 pm הוא הרדיוס הקוולנטי. לפי קנה המידה של הקריסטלוגרף המפורסם והכימאי הדגול פאולינג, האלקטרושליליות היא 1.91, והפוטנציאל האלקטרוני הוא 0.25 V.
השפעות האוויר והמים על הניקל כמעט אפסיות. אותו הדבר ניתן לומר על אלקלי. למה המתכת הזו מגיבה ככה? NiO נוצר על פני השטח שלו. זהו ציפוי בצורת סרט המונע חמצון. אם מחממים ניקל לטמפרטורה גבוהה מאוד, אז הוא מתחיל להגיב עם חמצן, ופועל גם עם הלוגנים, ועם הכל.
אם ניקל נכנס לחומצה חנקתית, התגובה לא תיקח הרבה זמן. זה גם מופעל בקלות בתמיסות המכילות אמוניה.
אבל לא כל החומצה עובדת על ניקל. חומצות כמו הידרוכלוריות וגופרית,להמיס אותו לאט מאוד אבל בטוח. והניסיונות לעשות את אותו הדבר עם ניקל בחומצה זרחתית לא הצליחו כלל.
ניקל בטבע
השערותיהם של מדענים הן שליבת כוכב הלכת שלנו היא סגסוגת שבה ברזל מכיל 90%, וניקל הוא פי 10 פחות. יש נוכחות של קובלט - 0.6%. בתהליך הסיבוב יצאו אטומי ניקל לתוך שכבת כיסוי כדור הארץ. הם המייסדים של עפרות נחושת-ניקל גופרתי, יחד עם נחושת וגופרית. כמה מאטומי הניקל הנועזים יותר לא נעצרו שם ודחפו את דרכם הלאה. אטומים מיהרו אל פני השטח יחד עם כרום, מגנזיום וברזל. יתר על כן, נוסעים אחרים של המתכת שלנו התחמצנו וניתקו.
סלעים פלסיים ואולטרה-בסיסיים מתרחשים על פני כדור הארץ. לדברי מדענים, תכולת הניקל בסלעים חומציים נמוכה בהרבה מאשר בסלעים אולטרה-מאפיים. לכן, הקרקע והצמחייה שם מועשרים היטב בניקל. אבל מסעו של הגיבור הנדון בביוספרה ובמים לא היה כל כך בולט.
עפרות ניקל
עפרות ניקל תעשייתיות מחולקות לשני סוגים.
- סולפיד נחושת-ניקל. מינרלים: מגנזיום, פיררוטיט, קובניט, מילריט, פטלנדיט, ספרילייט - זה מה שמכיל עפרות אלו. הודות למאגמה שיצרה אותם. עפרות סולפיד יכולות לייצר גם פלדיום, זהב ועוד.
- עפרות ניקל סיליקט. הם רופפים, כמו חימר. עפרות מסוג זה הן ברזליות, סיליקתיות, מגנזיות.
היכן נעשה שימוש בניקל
ניקל נמצא בשימוש נרחב בתעשייה כה חזקה כמו מטלורגיה. כלומר, בייצור של מגוון רחב של סגסוגות. בעיקרון, הסגסוגת כוללת ברזל, ניקל וקובלט. יש הרבה סגסוגות המבוססות על ניקל. המתכת שלנו משולבת לסגסוגת, למשל, עם טיטניום, כרום, מוליבדן. ניקל משמש גם להגנה על מוצרים שנשחקים במהירות. מוצרים אלו מצופים ניקל, כלומר יוצרים ציפוי ניקל מיוחד שלא מאפשר לקורוזיה לעשות את ההפך.
ניקל הוא זרז טוב מאוד. לכן, הוא משמש באופן פעיל בתעשייה הכימית. מדובר במכשירים, כלים כימיים, מכשירים ליישומים שונים. עבור כימיקלים, מזון, אספקת אלקליות, אחסון שמנים אתריים, מיכלים ומאגרים עשויים מחומרי ניקל משמשים. טכנולוגיה גרעינית, טלוויזיה, מגוון מכשירים, שהרשימה שלהם ארוכה מאוד, לא יכולים בלי המתכת הזו.
אם אתה מסתכל על תחום כזה כמו ייצור מכשירים, ולאחר מכן על תחום הנדסת מכונות, תבחין כי אנודות וקתודות הן יריעות ניקל. וזו לא כל רשימת היישומים של מתכת פשוט נפלאה שכזו. אין לזלזל גם בחשיבות הניקל ברפואה.
ניקל ברפואה
ניקל נמצא בשימוש נרחב ברפואה. ראשית, בואו ניקח את הכלים הדרושים לפעולה. תוצאת הניתוח תלויה לא רק ברופא עצמו, אלא גם באיכות המכשיר איתו הוא עובד.מכשירים עוברים סטריליזציות רבות, ואם הם עשויים מסגסוגת שאינה כוללת ניקל, אזי הקורוזיה לא תארך זמן רב. וכלים העשויים מפלדה המכילה ניקל מחזיקים מעמד הרבה יותר זמן.
במונחים של שתלים, סגסוגות ניקל משמשות לייצורם. פלדה המכילה ניקל היא בעלת דרגת חוזק גבוהה. מכשירים לקיבוע עצמות, תותבות, ברגים - הכל עשוי מפלדה זו. גם ברפואת השיניים השתלים תפסו את עמדתם החזקה. בוגלים, פלטות נירוסטה משמשות אורתודנטים.
ניקל באורגניזמים חיים
אם אתה מסתכל על העולם מלמטה למעלה, התמונה מצטיירת משהו כזה. יש לנו אדמה מתחת לרגלינו. תכולת הניקל בו גבוהה יותר מאשר בצמחייה. אבל אם ניקח בחשבון את הצמחייה הזו מתחת לפריזמה שמעניינת אותנו, אז תכולת ניקל גדולה נמצאת בקטניות. ובדגנים, אחוז הניקל עולה.
בואו נשקול בקצרה את התכולה הממוצעת של ניקל בצמחים, בבעלי חיים ימיים ויבשתיים. וכמובן, בבני אדם. המדידה היא באחוז משקל. אז מסת הניקל בצמחים היא 510-5. חיות אדמה 110-6, חיות ימיות 1, 610-4. ולאדם יש תכולת ניקל של 1-210-6.
תפקיד הניקל בגוף האדם
אתה תמיד רוצה להיות אדם בריא ויפה. ניקל הוא אחד מיסודות הקורט החשובים בגוף האדם. ניקל מצטבר בדרך כלל בריאות, בכליות ובכבד. הצטברות ניקל בבני אדםנמצא בשיער, בבלוטת התריס ובלבלב. וזה לא הכל. מה עושה מתכת בגוף? כאן אנחנו יכולים לומר בבטחה שהוא שוויצרי, קוצר, ושחקן בצינור. כלומר:
- מנסה לעזור לחמצן תאים, לא ללא הצלחה;
- עבודה להפחתת חמצון ברקמות נופלת גם על הכתפיים של ניקל;
- לא מהסס להשתתף בוויסות הרקע ההורמונלי של הגוף;
- מחמצן בבטחה ויטמין C;
- ניתן לציין את מעורבותו בחילוף החומרים של שומנים;
- ניקל מעולה משפיע על היווצרות הדם.
אני רוצה לציין את החשיבות הרבה של ניקל בתא. יסוד קורט זה מגן על קרום התא וחומצות הגרעין, כלומר העיצוב שלהן.
למרות שניתן להמשיך ברשימת היצירות הראויות של ניקל. מהאמור לעיל, נציין שהגוף צריך ניקל. יסוד קורט זה נכנס לגופנו דרך המזון. בדרך כלל יש מספיק ניקל בגוף, כי הוא צריך מעט מאוד. פעמונים מדאיגים של חוסר המתכת שלנו היא הופעת דרמטיטיס. הנה הערך של ניקל בגוף האדם.
סגסוגות ניקל
יש הרבה סגסוגות ניקל שונות. נשים לב לשלוש הקבוצות העיקריות.
הקבוצה הראשונה כוללת ניקל וסגסוגות נחושת. הם נקראים סגסוגות ניקל-נחושת. בכל פרופורציה שני האלמנטים הללו יתמזגו, התוצאה מדהימה והכי חשוב, ללא הפתעות. מובטחת סגסוגת הומוגנית. אם הוא מכיל יותר נחושת מניקל, אז המאפיינים בולטים יותרנחושת, ואם ניקל שולט, הסגסוגת מציגה אופי ניקל.
סגסוגות ניקל-נחושת פופולריות בייצור מטבעות, חלקי מכונות. הסגסוגת קונסטנטין, שהיא כמעט 60% נחושת והשאר ניקל, משמשת ליצירת ציוד דיוק גבוה יותר.
שקול סגסוגת עם ניקל וכרום. ניקרום. עמיד בפני קורוזיה, חומצות, עמיד בחום. סגסוגות כאלה משמשות למנועי סילון, כורים גרעיניים, אך רק אם הן מכילות עד 80% ניקל.
בוא נעבור לקבוצה השלישית של סגסוגות. אלה סגסוגות ברזל. הם מחולקים ל-4 סוגים.
- עמיד בחום - עמיד בטמפרטורות גבוהות. סגסוגת זו מכילה כמעט 50% ניקל. כאן השילוב יכול להיות עם מוליבדן, טיטניום, אלומיניום.
- מגנטי - הגדל את החדירות המגנטית, משמש לעתים קרובות בהנדסת חשמל.
- אנטי קורוזיה - סגסוגת זו הכרחית בייצור של ציוד כימי, כמו גם בעת עבודה בסביבה אגרסיבית. הסגסוגת מכילה מוליבדן.
- סגסוגת ששומרת על גודלה וגמישותה. צמד תרמי בתנור. כאן נכנסת הסגסוגת. בחימום, מידות המידות נשמרות, והגמישות אינה אובדת. כמה ניקל צריך כדי ליצור סגסוגת עם תכונות כאלה? המתכת בסגסוגת צריכה להיות בערך 40%.
ניקל בחיי היומיום
אם תסתכלו סביב, תוכלו להבין שסגסוגות ניקל מקיפות אדם בכל מקום. נתחיל עם רהיטים. הסגסוגת מגינה על בסיס הרהיט מפני נזקים, השפעות מזיקות. בואו נסתכל על האביזרים. אם כי על חלון, אם כי על רהיטים. היא יכולהעמיד לאורך זמן ונראה נחמד מאוד. בואו נמשיך את הסיור לשירותים. אין פה ניקל. ראשי מקלחת, ברז, ברז - הכל בציפוי ניקל. הודות לכך, אתה יכול לשכוח מהי קורוזיה. וזה לא מביך להסתכל על המוצר, כי הוא נראה חמוד ותומך בתפאורה. חלקים מצופים ניקל נמצאים במבנים דקורטיביים.
ניקל הוא בשום אופן לא מתכת מינורית. מינרלים ועפרות שונים יכולים להתפאר בנוכחות של ניקל. אני שמח שאלמנט כזה קיים על הפלנטה שלנו ואפילו בגוף האדם. כאן הוא לא מנגן בכינור האחרון בתהליכים המטופואטיים ואפילו ב-DNA. בשימוש נרחב בטכנולוגיה. ניקל זכה לדומיננטיות שלו בשל העמידות הכימית שלו בהגנה על ציפויים.
ניקל היא מתכת עם עתיד גדול. אכן, באזורים מסוימים זה הכרחי.
