Nickel

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Uppslagsordet ”Nickel” leder hit. För andra betydelser, se Nickel (olika betydelser).
Nickel
Nummer
28
Tecken
Ni
Grupp
10
Period
4
Block
d

Ni

Pd
KoboltNickelKoppar
   
En urkärnad bit silvermetall, med platt toppyta
En urkärnad bit silvermetall, med platt toppyta


Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Ämnesklass      Övergångsmetall
Relativ atommassa 58,6934(2)[1] u
Utseende Glänsande, metallisk silverfärgad med en gyllene skiftning
Fysikaliska egenskaper
Densitet 8908[2] kg/m3 (273 K)
Smältpunkt 1728 K ​(1455 °C)[3]
Kokpunkt 3003 K ​(2730 °C)[4]
Molvolym 6,59 × 10−6 m3/mol
Smältvärme 17,48 kJ/mol
Ångbildningsvärme 379[4] kJ/mol
Specifik värmekapacitet 444[5] J/(kg × K)
Molär värmekapacitet 26,07 J/(mol × K)
Ångtryck
Tr. (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
Te. (K) 1783 1950 2154 2410 2741 3184
Atomära egenskaper
Atomradie 124 pm
Kovalent radie 124 pm
van der Waalsradie 163 pm
Elektronaffinitet 112 kJ/mol
1:a jonisationspotential 737,1 kJ/mol
2:a jonisationspotential 1753 kJ/mol
3:e jonisationspotential 3395 kJ/mol
4:e jonisationspotential 5300 kJ/mol
5:e jonisationspotential 7339 kJ/mol
6:e jonisationspotential 10400 kJ/mol
7:e jonisationspotential 12800 kJ/mol
8:e jonisationspotential 15600 kJ/mol
9:e jonisationspotential 18600 kJ/mol
10:e jonisationspotential 21670 kJ/mol
Arbetsfunktion 5,15[6] eV
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration [Ar] 3d8 4s2
[Ar] 3d9 4s1[7]
e per skal 2, 8, 16, 2
Elektronkonfiguration
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd 4,[8] 3, 2, 1,[9] −1, −2
Oxider (basicitet) NiO, Ni2O3 (svagt basisk)
Elektronegativitet 1,91 (Paulingskalan)
1,88 (Allenskalan)
Normalpotential −0,257 V (Ni2+ + 2 e → Ni)
Diverse
Kristallstruktur Kubisk ytcentrerad (fcc)
Kristallstruktur
Ljudhastighet 4970 µm/(m × K) (25 °C)
Termisk expansion 13,4 µm/(m × K) (25 °C)
Värmeledningsförmåga 90,9 W/(m × K)
Elektrisk konduktivitet 13,9 × 106 A/(V × m)
Elektrisk resistivitet 69,3 × m (20 °C)
Magnetism Ferromagnetisk
Youngs modul 200 GPa
Skjuvmodul 76 GPa
Kompressionsmodul 180 GPa
Poissons konstant 0,31
Mohs hårdhet 4
Vickers hårdhet 638 MPa
Brinells hårdhet 667–1600 MPa
Identifikation
CAS-nummer 7440-02-0
Pubchem 935
RTECS-nummer QR5950000
Historia
Namnursprung Från svenska kopparnickel, som innehåller det tyka ordet Nickel, ”goblin”.[10][11]
Upptäckt och första isolation Axel Fredrik Cronstedt (1751)
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Nickelisotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP
56Ni syntetisk 6,077 dagar ε 2,136 56Co
58Ni 68,077 % 58Ni, stabil isotop med 30 neutroner
59Ni syntetisk 76000 år ε 1,072 59Co
60Ni 26,233 % 60Ni, stabil isotop med 32 neutroner
61Ni 1,14 % 61Ni, stabil isotop med 33 neutroner
62Ni 3,634 % 62Ni, stabil isotop med 34 neutroner
63Ni syntetisk 100,1 år β- 2,137 63Cu
64Ni 0,926 % 64Ni, stabil isotop med 36 neutroner
Säkerhetsinformation
GHS-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)[13]
08 – Hälsofarlig
07 – Skadlig




Hälsofarlig
Skadlig




H-fraser H351​, H​372​, H​317​, H​412
P-fraser P281, P​273​, P308+313​, P​302+352[12]

EU-märkning av farliga ämnen enligt EU:s förordning 1272/2008 (CLP)[13]
Pulver:
Giftig





(T)





R-fraser R40, R​43​, R​48/23​, R​52/53
S-fraser S(2)​, S36/37/39​, S​45​, S​61

NFPA 704

NFPA 704.svg

4
2
1
MAK Schweiz: 0,5 mg × m−3 (inhalerat damm)[14]
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Nickel är ett metalliskt grundämne med det kemiska tecknet Ni och atomnummer 28.

Kännetecken[redigera | redigera wikitext]

Nickel är en silvervit högglänsande metall. Den är en övergångsmetall som tillsammans med järn och kobolt kan räknas till gruppen järnmetaller. Den är hård. Den förekommer i förening med svavel i millerit, med arsenik i mineralerna nickelin och skutterudit, och med arsenik och svavel i nickelglans.

På grund av att den är motståndskraftig mot oxidering används den bland annat i mynt. Dess viktigaste användning är i legeringar. Nickel är magnetisk och ett av de fem ferromagnetiska grundämnena.

Nickels vanligaste oxidationstillstånd är +2.

Användning[redigera | redigera wikitext]

Omkring 65 procent av det nickel som konsumeras i västvärlden används för att framställa rostfritt stål. Ytterligare 12 procent används i superlegeringar. De kvarstående 23% av nickelkonsumtionen delas mellan stållegeringar, uppladdningsbara batterier, katalysatorer och andra kemikalier, myntning, gjuteriprodukter och ytbehandling. Den största nickelkonsumenten är Japan, som använder 169 600 ton om året (2005).[15]

Några av tillämpningarna är:

Historia[redigera | redigera wikitext]

Nickel har använts under lång tid och kan spåras så långt tillbaka som till 3500 f.Kr. Bronser från nuvarande Syrien hade nickelinslag på upp till två procent. Dessutom finns kinesiska handskrifter som antyder att "vit koppar" användes i Asien mellan 1400 och 1700 f.Kr. Eftersom nickelmalm ofta förväxlas med silvermalm är förståelsen av metallen nickel och dess användning av betydligt senare datum. Mineral som innehåller nickel (till exempel kopparnickel, tyska Kupfernickel, egentligen ungefär "förtrollad koppar") var värdefulla för att färga glas grönt.

Den förste som fastställde att nickel är ett eget grundämne var Axel Frederik Cronstedt, som år 1751 försökte utvinna koppar från kopparnickel (nickelin), men istället fick fram en vit metall som han kallade nickel. Detta gjorde han i Los gruva i nordvästra Hälsingland. I gruvan, som nu är ett turistmål, bröts även kobolt.

Det första myntet av ren nickel tillverkades 1881.

Biologisk roll[redigera | redigera wikitext]

Många, men inte alla hydrogenaser innehåller nickel förutom järn-svavelkluster. Nickelcentrer är vanliga i de hydrogenaser vilkas funktion är att oxidera snarare än att utveckla väte.

För vissa växter är nickel nödvändigt. Studier på kycklingar och råttor tyder på att nickel är viktigt för leverns funktion.

I stora koncentrationer är nickel giftigt för de flesta livsformer. Nickel kan också orsaka allergi.

Förekomst[redigera | redigera wikitext]

Större delen av den nickel som utvinns kommer från två sorters malmfyndigheter. De ena är lateriter där de främsta malmmineralerna är nickelhaltig limonit: (Fe,Ni)O(OH) och garnierit : (Ni,Mg)3Si2O5(OH). De andra är magmatiska svavelfyndigheter där det främsta malmmineralet är pentlandit: (Ni,Fe)9S8.

Det mesta av jordens nickel antas vara koncentrerat till jordens kärna.

Utvinning och rening[redigera | redigera wikitext]

Nickel kan utvinnas med extraktiv metallurgi. Den största producenten av nickel är Ryssland som utvinner 267 000 ton nickel per år. Australien och Kanada är de andra och tredje största producenterna, med 207 och 189,3 tusen ton per år.[15]

Anrikning, smältning och rostning av malmen ger nickeloxid, som sedan reduceras med kol varpå bildad rånickel renas på elektrolytisk väg. Alternativt utförs reduktionen med vattengas och den efterföljande reningen med Mondprocessen. [16]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2013.
  2. ^ N. N. Greenwood und A. Earnshaw: Chemie der Elemente, 1. Auflage, VCH, Weinheim 1988, ISBN 3-527-26169-9, S. 1469.
  3. ^ Derek G. E. Kerfoot: Nickel in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, doi:10.1002/14356007.a17_157
  4. ^ [a b] Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang: Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
  5. ^ Ruhr-Universität Bochum, Institut für Werkstoffe: Nickel.
  6. ^ Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer, Rainer Kassing: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 6: Festkörper. 2. Auflage, Walter de Gruyter, 2005, ISBN 978-3-11-017485-4, S. 361.
  7. ^ Scerri, Eric R. (2007). The periodic table: its story and its significance. Oxford University Press. Sid. 239–240. ISBN 0-19-530573-6. http://books.google.com/?id=SNRdGWCGt1UC&pg=PA239 
  8. ^ Carnes, Matthew; Buccella, Daniela; Chen, Judy Y.-C.; Ramirez, Arthur P.; Turro, Nicholas J.; Nuckolls, Colin; Steigerwald, Michael (2009). ”A Stable Tetraalkyl Complex of Nickel(IV)”. Angewandte Chemie International Edition "48" (2): sid. 3384. doi:10.1002/anie.200804435. 
  9. ^ Pfirrmann, Stefan; Limberg, Christian; Herwig, Christian; Stößer, Reinhard; Ziemer, Burkhard (2009). ”A Dinuclear Nickel(I) Dinitrogen Complex and its Reduction in Single-Electron Steps”. Angewandte Chemie International Edition "48" (18): sid. 3357. doi:10.1002/anie.200805862. 
  10. ^ Royal Society of Chemistry – Visual Element Periodic Table
  11. ^ – Online Etymological Dictionary
  12. ^ Mall:GESTIS.
  13. ^ [a b] Ur CLP-förordningen gällande CAS-Nr. 7440-02-0 i IFA:s GESTIS-ämnesdatabas (Kräver JavaScript) (ty, en).
  14. ^ Mall:SUVA-MAK
  15. ^ [a b] Produktions- och konsumtionssiffror från The Economist: Pocket World in Figures 2005, Profile Books (2005), ISBN 1-86197-799-9
  16. ^ Bra Böckers lexikon, 1978 

Se även[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]