Nikal

Svojstva

Nikal je kemijski element 10. skupine periodnoga sustava elemenata. Srebrnastobijela, blistavo-sjajna i tvrda kovina. Plastičan je, žilav i teško taljiv metal. Postupcima plastične deformacije može se obrađivati u tanke folije, cijevi i vrpce. Slabo je feromagnetičan u rasponu od sobne temperature do 340 °C. Otporan je na koroziju u različitim sredinama, te na djelovanje atmosferskih plinova (na zraku sporo oksidira), vode, halogenih elemenata i sumpora na sobnoj temperaturi, a zagrijavanjem mu se reaktivnost povećava. Otporan je prema lužinama sve do 500 °C, u neoksidativnim kiselinama otapa se vrlo sporo, a u razrijeđenim oksidirajućim kiselinama brzo. Njegova katalitička aktivnost temelji se na lakoj apsorpciji (upijanju) veće količine plinova poput ugljikova monoksida (CO) i vodika (H2). Tali se na temperaturi od 1450 °C.

Rasprostranjenost i dobivanje

Nikal je po zastupljenosti 24. element u litosferi s prosječnim sadržajem od 75 ppm. Prosječna koncentracija nikla u tlima iznosi 40 ppm, s velikim odstupanjima među tipovima tala, što najviše ovisi o karakteristikama matične podloge. Tla na serpentinu mogu sadržavati nikla u koncentracijama od 100 ‐ 7000 ppm, dok je u ostalima uobičajeni raspon od 5 ‐ 500 ppm. Stabilni oblik nikla u tlu je oksidacijsko stanje +2; Ni2+ je gotovo podjednake elektronegativosti kao Cu2+, što mu uz elektronsku strukturu omogućava formiranje kompleksa s organskom tvari koji su po stabilnosti slični onima od Cu2+. Kao najmanji od prijelaznih metalnih kationa, Ni2+ se dobro uklapa u oktaedarska mjesta i koprecipitira sa željezovim i manganskim oksidima u tlu.

Dobiva se iz sumpornih ruda ili elektrolizom sulfida.

+ Proizvodnja nikla u svijetu 2005. Zemlja u tisućama tona % svjetske proizvodnje Rusija300,723,4 Australija218,017,0 Kanada162,812,7 Nova Kaledonija111,98,7 Indonezija103,585 najvećih proizvođača zajedno896,969,8Ukupna svjetska proizvodnja1.284,2100,0

Biološki značaj

Nikal je esencijalni element prisutan u mnogim enzimima. Dnevno bi ga trebalo minimalno unositi u količini 0,3 miligrama. Esencijalna uloga nikla u metaboličkim procesima viših biljaka otkrivena je relativno kasno u odnosu na druge do sada potvrđene esencijalne elemente. Premda se nikal, uz molibden, smatra ultramikrohranivom, njegova se esencijalnost potvrđuje time što je funkcionalni element za djelovanje enzima ureaze i u tim procesima ne može biti zamijenjen drugim elementom, kao što ni metabolizam uree ne može poprimiti drugi smjer. Njegova uloga u životinjskom i ljudskom organizmu još nije potpuno razjašnjena. Čini se da nedovoljna opskrba niklom može uzrokovati narušavanje strukture i uloge stanične membrane i prekinuti metabolizam željeza. Sigurno je da je nikal toksičan za biljke i životinje izložene koncentracijama višima od prosječnih, a koje za ljude mogu biti i kancerogene. Nikal se nakuplja u lišću i sjemenju, a koncentracije ovog elementa u krmi i žitaricama su slične. Biljke se razlikuju u pogledu osjetljivosti na nikal, a neke ga i pretjerano usvajaju (krstašice i leguminoze). Suvišak nikla uvjetuje nedostatak željeza u izbojima, jer priječi njegovu translokaciju. Nikal porijeklom iz zraka obično je koncentriran u izbojima. Nikal ima određenu ulogu u metabolizmu dušika, posebice u leguminozama. Fitotoksične koncentracije nikla kreću se od 10 do 100 mg/g za pojedine biljne vrste. Simptomi fitotoksičnosti su: međuvenska kloroza mladih listova, sivo zeleno lišće i oštećenje korijena.

Uporaba nikla i važniji niklovi spojevi

Kako je izrazito otporan na koroziju, koristi se za galvansko prevlačenje drugih metala radi zaštite. Slitine nikla i bakra se koriste za izradu kovanog novca, pribora za jelo, itd. Nikal se također dodaje čeliku (za dobivanje visoko vijednih žilavih i čvrstih čelika) i drugim legurama da bi povećao njihovu otpornost na koroziju.

Upotrebljava se:

za izradbu opreme u prehrambenoj i kemijskoj industriji, konstrukcijskih dijelova u brodogradnji, za elektrolitičko (niklanje) kovinskih predmeta, u proizvodnji alkalnih željezo-niklenih i nikal-kadmijevih akumulatora, u kemijskoj industriji kao katalizator u reakcijama hidrogenacije, u ortodonciji za izradu nikal-titan žičanih lukova (alergija na nikal je kontraindikacija za ortodontsku terapiju), za proizvodnju kompozitnih materijala (kermet), kao legirna kovina u proizvodnji nehrđajućih i vatrootpornih čelika (feronikal, invar), te ostalih slitina s izrazitim antikorozivnim (monel), vatrootpornim (hastelloy, incolloy), električnim, termoelektričnim (konstantan, nikrom, kalorit, kromel) i magnetskim svojstvima (permalloy, hipernik, perminvar, alniko).

Važniji niklovi spojevi:

niklov klorid (NiCl2) je važan prenositelj klora u reakcijama u kojima sudjeluje klor i klorovodik), niklov(II) hidroksid (Ni(OH)2) se upotrebljava u alkalnim akumulatorima, niklov(II) nitrat (Ni(NO3)2) važna polazna sol i katalizator u proizvodnji akumulatora, niklov(II) oksid (NiO) se upotrebljava kao poluvodič u keramičkoj industriji, za proizvodnju boja, emajla i katalizatora, niklov(II) sulfat (NiSO4) se koristi za elektrolitičko niklanje, dobivanje katalizatora i u industriji akumulatora, niklov tetrakarbonil (Ni(CO)4) važan je za dobivanje čistoga nikla Mondovim postupkom i u organskim sintezama, itd.

Izvori

Tehnički leksikon, Leksikografski zavod Miroslav Krleža. CIP zapis dostupan u računalnom katalogu. Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 653717. . Tiskanje dovršeno 21. Prosinca 2007.g. Tisak i uvez: DENONA. d.o.o., Zagreb.

Kategorija:Kemijski elementi