Nikkel
Nickel Niccolum ist chemisches Element in Periodensystem, das das Symbol Ni und Atomnummer 28 hat. Es ist ein silberweißes Metall, das einen hohen Glanz hat. Es gehört zu den Übergangsmetallen und ist hart und duktil. Es kommt in Kombination mit Schwefel im Mineral Millerit, mit Arsen im Mineral Nickelin (Nickelit) und mit Arsen und Schwefel im Mineral namens Nickelglanz (Nickel glance).
Weil es aufgrund seiner Luftbeständigkeit und Inertheit gegenüber Oxidation verwendet wird, wird es in kleineren Münzen, zum Verzinken Eisen, Messing usw., für chemische Geräte und in einigen Legierungen wie Nickel-Silber verwendet. Es ist magnetisch und kommt sehr oft zusammen mit Kobalt vor, beide Elemente wurden in meteoritischem Eisen gefunden. Am nützlichsten ist es in Legierungen, insbesondere in hochlegierten Legierungen.
Nickel ist eines der fünf ferromagnetischen Elemente. Allerdings sind beispielsweise „nickelhaltige“ Münzen in den USA nicht magnetisch, da sie meist 75% Kupfer enthalten. Kanadische Kupfermünzen, die in verschiedenen Perioden zwischen 1922 – 81 geprägt wurden, enthielten 99,9 % Nickel und waren magnetisch.
Die häufigste Oxidationszahl des Nickels ist +2, obwohl 0, +1, +3 und +4 Ni-Komplexe beobachtet werden. Es wird angenommen, dass auch der Oxidationszustand +6 existieren könnte.
Die Gitterstruktur von Nickel ist eine kubische Gitterstruktur mit einer Gitterkonstante von 0,356 nm, was einen Atomradius von 0,126 nm ergibt.
Nickel-62 ist der stabilste Kernisotop aller existierenden Elemente, es ist sogar stabiler als Eisen-56.
Herstellung
Die Herstellung von Nickel ist ziemlich komplex und hängt vom verwendeten Erz ab. In der Endphase wird jedoch meist Nickeloxid (NiO) gewonnen, das weiter mit Koks reduziert wird, um elementares Nickel zu erzeugen:
NiO + C → Ni + CO
Das resultierende Metall ist jedoch nicht rein, weshalb es noch durch Elektrolyse weiter gereinigt wird. An der Anode wird unreines Nickel abgelöst und an der Kathode reines Nickel.
Ni0 - 2e- → Ni2+ Ni2+ + 2e- → Ni0
Sehr reines Nickel wird durch den sogenannten Mond-Prozess hergestellt, bei dem als Zwischenprodukt die komplexe Verbindung Tetracarbonylnickel ([Ni(CO)4]) entsteht. Die Reinheit des Nickels, das auf diese Weise hergestellt wird, übersteigt 99,9%
Der größte Teil des Nickels wird vermutlich zur Herstellung von Legierungen verwendet, wobei die wichtigste davon Monel (68 % Ni + 32 % Cu + Spuren von Mangan und Eisen) ist, das extrem korrosionsbeständig ist und sogar gegen Fluor beständig ist, sowie Nichrom (60 % Ni + 40 % Cr), das vor allem in der Elektrotechnik verwendet wird. Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Nickels bestimmen auch die Herstellung spezieller hitzebeständiger Legierungen und intermetallischer Legierungen (Ni3AL, NiAl). Reines Nickel wird hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie als Katalysator bei der Hydrierung von Fetten verwendet, außerdem in Akkumulatoren und bei der galvanischen Verzinkung. Edelstahl enthält etwa 8-12% Nickel.
- NiO - Nickeloxid - grün gefärbte Substanz; wird zur Färbung von Glas und Keramik verwendet
- Ni(OH)2 - Nickelhydroxid - feste, grün gefärbte Substanz; wird zusammen mit anderen Substanzen zur Herstellung von Nickelsalzen verwendet
- K2[NiF6] - Hexafluornickelat(II) von Kalium - rote Substanz, die in der Lage ist, Sauerstoff aus Wasser zu verdrängen
- [Ni(CO)4] - Tetracarbonylnickel - Zwischenprodukt bei der Herstellung von Nickel mit dem Mond-Prozess