Nickel- un métal ductile blanc argenté avec une forte brillance. Il se prête facilement aux chocs physiques et au polissage, mais présente une faible activité chimique et ne subit une oxydation que lorsqu'il est exposé à la température.

La matière peut être qualifiée de « cosmique », car les premiers échantillons sont arrivés à l’humanité littéralement du ciel. Dans les temps anciens, les gens fondaient ce métal météorite pour fabriquer des armes et des talismans.

L'origine du nom porte l'empreinte de la magie ; on dit que le méchant gnome « ​​Old Nick » opérait dans les mines de Saxe, rendant le minerai de cuivre inutilisable. Le mot « Nickel » exprimait le mépris du minéral kupfernickel ou « faux cuivre ». Par la suite, il s'est avéré que les mineurs ont découvert des gisements de nickel, que les anciens Chinois utilisaient pour fabriquer des produits de luxe.

Dans l’Ancien et le Nouveau Monde, il était utilisé pour frapper de la monnaie, des bijoux et des travaux de finition.

L'élément a été découvert sous sa forme pure en 1751, ce qui n'a pas été très heureux car À cette époque, il existait encore une forte opinion selon laquelle le nombre de métaux devait correspondre au nombre de planètes dans le système solaire.

Le métal est activement utilisé dans l'industrie militaire, dans l'ingénierie mécanique et est même utilisé pour fabriquer des fils pour câbles sous-marins. Il serait même difficile d’énumérer tous les domaines de l’industrie, de la science et de la technologie dans lesquels son utilisation est pertinente. Il est même ajouté aux cosmétiques et aux produits chimiques ménagers, et la médecine utilise ses alliages pour produire des implants.

Les scientifiques pensent qu'il y a beaucoup de nickel sur notre planète et que sa teneur représente environ 3 % de la croûte terrestre entière.

Action du nickel

L'effet d'un macronutriment sur le corps humain n'a pas été entièrement étudié, mais les fonctions auxquelles il participe sont importantes en elles-mêmes :

• participe à l'hématopoïèse en association avec le cuivre, le fer et le cobalt ;
• augmente la productivité de l'insuline;
• participe à la formation et au fonctionnement des porteurs d'informations génétiques ADN et ARN, protéines ;
• est un fournisseur d'oxygène pour les cellules des tissus ;
• avec sa participation, un certain nombre d'enzymes sont activées ;
• améliore le fonctionnement des reins et de l'hypophyse;
• favorise la régulation hormonale ;
• augmente la croissance du tissu musculaire, mais uniquement en présence de vitamine B12, sinon le processus sera inversé ;
• abaisse la tension artérielle.

Tous ces processus peuvent se produire du fait que l'élément s'accumule dans les principaux organes du corps humain : le cerveau, les reins, le foie, les poumons, les muscles, la peau, le pancréas et les glandes thyroïde. La plus grande quantité se trouve dans l’hypophyse et les glandes responsables des processus métaboliques du corps. C’est là que se produit la synthèse des vitamines essentielles, des hormones et d’autres substances bénéfiques.

Fait intéressant, avec l’âge, la concentration de l’élément dans les poumons peut augmenter.

L'élément est excrété du corps principalement par les selles et beaucoup moins par la transpiration et la bile.

Norme quotidienne

La norme quotidienne d'un macronutriment, selon diverses sources, varie de 60 à 300 mcg. Notre corps est capable d’en absorber la majeure partie à partir de la nourriture, le manque de substance est donc un phénomène assez rare. De plus, les besoins dépendent fortement de la quantité de fer ingérée – elle augmente en proportion directe, et vice versa. Cela est particulièrement vrai pour les femmes pendant la grossesse.

Carence en nickel dans le corps

Une carence en macronutriment peut avoir un effet négatif si l'organisme consomme moins de 50 mcg par jour pendant une longue période, ce qui peut entraîner des conséquences négatives sous forme de dermatite. Selon les expériences cliniques, les processus suivants sont également possibles :

• perturbation des niveaux de glucose et d'hémoglobine;
• modifications du tissu osseux, de leur croissance et de leur régénération ;
• perturbation du métabolisme du calcium, du fer et de la vitamine B12 ;
• modification de la structure cellulaire et de la membrane.

La digestibilité est considérablement réduite lors de la consommation d'aliments contenant de l'acide ascorbique, ainsi que lors de la consommation de café, de thé et de lait. Vous ne devez pas utiliser vous-même des médicaments pour augmenter le nickel dans le corps, car les résultats peuvent être désastreux. L'élément présent dans les aliments est absolument non toxique, ce qui n'est pas le cas des médicaments. Il ne faut pas prendre de risques afin d'éviter d'éventuels processus de mutation dans les cellules et d'éviter la formation de tumeurs.

L'excès de nickel et les conséquences d'un empoisonnement avec celui-ci

Un excès d’un macronutriment est beaucoup plus fréquent qu’une carence. Les raisons sont des facteurs domestiques et industriels où du chlorure et du sulfate de nickel solubles dans l'eau sont utilisés.

Il est également possible que de la poussière de nickel s'accumule dans le corps, ce qui est typique du traitement industriel des métaux. Dans la vie de tous les jours, un excès de l'élément peut être obtenu en utilisant des bijoux, des prothèses dentaires et des plats de mauvaise qualité. Certes, dans ce cas, l'excédent est encore insignifiant.

Une dose toxique est considérée comme une consommation supérieure à 40 mg par jour. Les produits alimentaires ne sont pas capables de provoquer une telle accumulation et les intestins ne sont pas capables d'absorber tout l'élément consommé. Mais les gens eux-mêmes peuvent aggraver la situation en fumant beaucoup, en portant des produits et des prothèses de mauvaise qualité.

Il est intéressant de noter que les ustensiles de cuisine nickelés de haute qualité sont absolument sûrs et assez courants, et qu'il y a 100 ans, seules les personnes très riches pouvaient les utiliser, car même la royauté les considérait comme luxueuses et exotiques.

L'empoisonnement au nickel entraîne des conséquences négatives :

Les empoisonnements peuvent être très graves, voire mortels, en à peine une heure et demie. Par exemple, les composés de nickel carbonyle sont classés dans la classe de danger 1, ce qui indique leur extrême danger pour le corps humain.

Cependant, il existe d'autres maladies assez dangereuses qui peuvent résulter des effets toxiques des composés du nickel - anémie, œdème pulmonaire et cérébral, tachycardie, allergies. Il est même possible de développer des tumeurs de la peau, des reins et des poumons. Dans ce contexte, la surexcitation générale du système nerveux apparaît comme une nuisance mineure. Mais cela n'apportera rien de bon. Il est tout simplement dangereux pour les femmes de travailler dans des industries spécialisées pendant leur grossesse, car... le fœtus reçoit un approvisionnement complet en nickel en raison de la perméabilité totale du placenta, ce qui peut conduire à des avortements spontanés et à des défauts de développement.

L'effet négatif le plus courant du nickel sur le corps est une allergie ; le beau sexe y est particulièrement sensible en raison du port d'accessoires et de bijoux, souvent de qualité et de production douteuses. Elle s'exprime sous forme de dermatite de contact - éruption cutanée, rougeur, démangeaisons.

Que contient cet élément ?

Les produits alimentaires contenant du nickel sont très divers et totalement accessibles. Finalement, au moins un élément a eu pitié et a daigné s'accumuler en grande quantité dans le chocolat ! Les fèves de cacao, les noix, le thé, les légumineuses, les céréales, les céréales, le sarrasin, les oignons, le persil, les carottes, les champignons, les abricots et le cassis en sont également riches. Faites attention à l'origine de ces produits, car les plantes cultivées sur des terres « polluées » par le nickel peuvent être sursaturées en cet élément.

L'élément peut également être alimenté en eau potable, surtout en grande quantité le matin, car l'eau stagne dans la réserve d'eau pendant la nuit et la concentration peut augmenter.

Même si les produits d’origine animale ne peuvent pas rivaliser pour le leadership en termes de richesse en nickel, les poissons de mer et autres fruits de mer, la viande, le foie, les œufs et les produits laitiers peuvent néanmoins enrichir notre alimentation.

Lors de la création d’un menu, tenez compte du fait que la vitamine C, le thé, le lait et le café réduisent la capacité de l’organisme à absorber cet élément. Mais l’absence de calcium et de magnésium a l’effet inverse.

Indications pour l'utilisation

Les indications d'utilisation des macronutriments concernent principalement le traitement des maladies de la peau depuis le 19e siècle. Aujourd'hui, les médicaments contenant du nickel combattent avec succès le psoriasis. Le nickel est également utilisé comme composant auxiliaire en cas de pertes sanguines importantes pour stimuler la synthèse des globules rouges sous forme d'injections sous-cutanées.

La découverte fut longtemps contestée : les contemporains croyaient que nickel- ce n'est pas un métal indépendant, mais un alliage de métaux déjà connus avec de l'arsenic et du soufre. Kronstedt a insisté sur l'individualité du nickel, citant comme « preuve physique » notamment la couleur verte de ses composés et la facilité d'interaction de ce « semi-métal » avec le soufre. Kronstedt a dû combattre non seulement les arguments physico-chimiques, mais aussi astrologiques de ses adversaires. "Le nombre de métaux dépasse déjà le nombre de planètes situées dans le cercle solaire", écrit Kronstedt, "il n'y a donc plus lieu de craindre la multiplication du nombre de métaux".

Mais Kronstedt mourut en 1765 sans attendre la reconnaissance de sa découverte. Et même 10 ans après sa mort, dans l'Encyclopédie française, le plus haut corpus de connaissances de l'époque, on pouvait lire : « Il semble que d'autres expériences doivent encore être menées pour nous convaincre si ce coléoptère « nickel », que M. Kronstedt parle, existe, d'un semi-métal spécial ou devrait plutôt être considéré comme un composé de fer, d'arsenic, de bismuth, de cobalt et même de cuivre avec du soufre.»

Toujours en 1775, le compatriote de Kronstedt, le chimiste et métallurgiste T. Bergman, publia ses recherches, qui convainquirent beaucoup que le nickel était effectivement un nouveau métal. Mais le débat ne s'est finalement apaisé qu'au début du XIXe siècle, lorsque plusieurs chimistes éminents ont réussi à isoler pour la première fois du nickel pur. Parmi eux se trouvait J. L. Proust, l'auteur de la loi de constance de la composition des composés chimiques ; Il est intéressant de noter que Proust considérait le goût sucré particulier d'une solution de sulfate de nickel, très différent du goût désagréable du sulfate de cuivre, comme un argument important en faveur de l'individualité du nickel. Un autre chimiste français, L. J. Tenard, a enfin élucidé les propriétés magnétiques du nickel (Bergman avait déjà souligné leur caractère unique).

Un demi-siècle d'efforts de recherche a été résumé par Jeremiah Richter, mieux connu dans l'histoire de la chimie comme l'un des fondateurs de la stœchiométrie. Pour obtenir du nickel pur, Richter, après avoir cuit du cupfernickel NiAs dans l'air (pour éliminer la majeure partie de l'arsenic), l'avoir réduit avec du charbon et dissous la perle dans de l'acide, a effectué 32 recristallisations de sulfate de nickel puis a récupéré le métal pur de ces cristaux. Le nickel obtenu de cette « manière très difficile » a été décrit par Richter en 1804 dans l’article « Sur le nickel absolument pur, métal noble, sa production et ses propriétés particulières ».

L'article de Richter est entré dans l'histoire de l'élément n° 28 comme prophétique : il indiquait presque toutes les caractéristiques du nickel qui en faisaient l'un des métaux les plus importants de la technologie moderne - haute résistance à la corrosion, résistance à la chaleur, haute ductilité et malléabilité, propriétés magnétiques. Ces caractéristiques ont déterminé les chemins par lesquels le nickel était dirigé par l'homme.

Nickel métallisé...

Les bijoutiers ont inventé les premières utilisations du nickel. L'éclat calme et léger du nickel (rappelez-vous Maïakovski : « J'ai versé du nickel lunaire sur les pavés ») ne s'estompe pas dans l'air. De plus, le nickel est relativement facile à traiter. Par conséquent, ils ont commencé à l’utiliser pour la fabrication de bijoux, d’ustensiles et de pièces de monnaie.

Mais l'élément n°28 n'a pas immédiatement reçu ce domaine d'activité très insignifiant, car le nickel que fondaient les métallurgistes n'était pas du tout semblable au métal noble décrit par Richter. Il était fragile et pratiquement impropre au traitement.

Plus tard, il s'est avéré qu'une impureté de soufre insignifiante (selon les normes d'il y a cent ans) - seulement 0,03 % - suffit à ruiner complètement les propriétés mécaniques du nickel ; Cela est dû au fait que le film le plus fin de sulfure de nickel fragile sépare les grains du métal et perturbe sa structure. L'oxygène a à peu près le même effet sur les propriétés de ce métal.

Le problème de l'obtention de nickel malléable a été résolu par une découverte. L'ajout de magnésium au métal en fusion avant la coulée libère le nickel des impuretés : le magnésium se lie activement et « prend le relais » du soufre et de l'oxygène. Cette découverte a été faite dans les années 70 du siècle dernier et depuis lors, la demande de nickel a commencé à croître.

Il est vite devenu clair que l'élément n° 28 n'est pas seulement un métal décoratif (bien que le nickelage soit utilisé depuis une centaine d'années comme moyen de protéger d'autres métaux de la corrosion et à des fins décoratives). Le nickel s'est avéré être l'un des matériaux les plus prometteurs pour la fabrication d'équipements chimiques devant résister à l'action corrosive des saumures concentrées, des alcalis chauds, des sels fondus, du fluor, du chlore, du brome et d'autres environnements agressifs. Ce métal conserve sa passivité chimique même lorsqu'il est chauffé ; la résistance à la chaleur a ouvert la voie au nickel dans la technologie des jets.

Les concepteurs d’appareils électriques à vide ont découvert un ensemble unique de propriétés dans le nickel. Ce n’est pas une coïncidence si plus des trois quarts de tout le métal consommé par la technologie du vide électrique sont du nickel pur ; Des porte-fils, des bagues, des grilles, des anodes, des écrans, des noyaux pour cathodes d'oxyde et un certain nombre d'autres pièces en sont fabriqués.

Ici, outre la résistance à la corrosion et à la chaleur du nickel, sa ductilité et sa résistance, la faible pression de vapeur est très appréciée : à une température de fonctionnement d'environ 750°C, le volume du tube électronique est saturé d'une quantité insignifiante de nickel - environ 10-12 g, ce qui ne viole pas le vide profond.

Propriétés magnétiques du nickel

Les propriétés magnétiques du nickel sont remarquables à bien des égards. En 1842, J. P. Joule décrit l'augmentation de la longueur des barres d'acier lorsqu'elles sont magnétisées. Après 35 ans, les physiciens ont atteint les cousins ​​chimiques du fer - le cobalt et le nickel. Et puis il s'est avéré que les tiges de cobalt s'allongent également dans un champ magnétique, mais cet effet remarquable ne se retrouve pas dans le nickel. Quelques années plus tard (en 1882), il s'est avéré que le nickel non seulement ne s'allonge pas, mais au contraire se raccourcit même dans un champ magnétique. Le phénomène s'appelait magnétostriction. Son essence réside dans le fait que lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, des micro-aimants métalliques (domaines) situés de manière aléatoire sont alignés dans une direction, déformant ainsi le réseau cristallin. L'effet est réversible : l'application d'une contrainte mécanique au métal modifie ses caractéristiques magnétiques.

Par conséquent, les vibrations mécaniques dans les matériaux ferromagnétiques se dégradent beaucoup plus rapidement que dans les matériaux non ferromagnétiques : l'énergie des vibrations est dépensée pour changer l'état de magnétisation. Comprendre la nature de cet « amortissement magnétomécanique » a permis de créer des alliages résistants à la fatigue pour les aubes de turbine et de nombreuses autres pièces soumises aux vibrations.

Mais peut-être qu'un autre domaine d'application des phénomènes magnétomécaniques est encore plus important : une tige de nickel dans un champ magnétique alternatif de fréquence suffisante devient une source d'ultrasons. En faisant osciller une telle tige en résonance (pour cela, la longueur appropriée est sélectionnée), une amplitude de vibrations colossale pour la technologie ultrasonique est obtenue - 0,01% de la longueur de la tige.

Les magnétostricteurs en nickel ont été utilisés, entre autres, pour le nickelage dans un champ ultrasonique : grâce aux ultrasons, des revêtements extrêmement denses et brillants sont obtenus, et la vitesse de leur application peut être bien plus élevée que sans sonication. C’est ainsi que « le nickel s’aide tout seul ».

Du nickel a été trouvé dans des météorites ferreuses. "Une masse de fer natif pesant 71 livres de Vienne, tombée dans les airs devant plusieurs témoins oculaires à six heures de l'après-midi le 26 mai 1751, près du village de Grasina en Croatie et enterrée à trois brasses dans le sol. dans un champ récemment labouré.

L'échographie a de nombreuses autres utilisations. Cependant, personne ne semble avoir étudié les effets d'un champ magnétique variant rapidement sur les réactions impliquant le nickel métallique : la pulsation de surface induite par magnétostriction aurait un effet significatif sur l'interaction chimique, donc l'étude de la réaction du métal « sonore » pourrait révéler de nouveaux et des effets inattendus.

Nickel et ses alliages

Passons maintenant aux alliages de nickel. Mais il vaut mieux revenir en arrière : après tout, l'histoire de l'utilisation du nickel a commencé avec les alliages : certains - fer-nickel - l'homme les a reçus sous forme finie, d'autres - cuivre-nickel - il a appris à fondre à partir de minerais naturels, sans encore savoir quels métaux y étaient inclus.

Et maintenant, l'industrie utilise plusieurs milliers d'alliages contenant du nickel, même si à notre époque, les combinaisons fer - nickel et cuivre - nickel, fournies par la nature elle-même, restent la base de la grande majorité des alliages contenant du nickel. Mais, probablement, le plus important n'est pas la quantité et la variété de ces alliages, mais le fait que l'homme y a pu renforcer et développer les propriétés du nickel dont nous avons besoin.

On sait par exemple que les solutions solides sont plus résistantes et plus dures que leurs composants, mais conservent leur plasticité. Par conséquent, les matériaux métalliques soumis à un traitement par forgeage, laminage, étirage, estampage, etc. sont créés sur la base de systèmes dont les composants forment entre eux des solutions solides. C'est exactement à cela que ressemblent les alliages de nickel et de cuivre : les deux métaux sont totalement miscibles dans toutes les proportions, aussi bien à l'état liquide que lorsque la masse fondue se solidifie. D'où les excellentes propriétés mécaniques des alliages cuivre-nickel, connues des métallurgistes anciens.

L’ancêtre de nombreux types de ces alliages est le « pakt-hong » (ou « pekfong »), qui a été fondu en Chine, peut-être avant notre ère, et a survécu jusqu’à nos jours. Il se compose de cuivre, de nickel (20 %) et de zinc, le zinc jouant essentiellement le même rôle que le magnésium dans la préparation du nickel malléable. Cet alliage a commencé à être produit en petites quantités en Europe dans la première moitié du XIXe siècle. sous les noms d'Argentan, d'argent allemand, de maillechort (argent neuf) et bien d'autres, et presque tous ces noms soulignaient le bel aspect argenté de l'alliage. Le nickel a une « capacité blanchissante » intéressante : déjà 20 % de celui-ci éteint complètement la couleur rouge du cuivre.

Le «nouvel argent» a concurrencé avec succès l'ancien, gagnant en popularité parmi les bijoutiers. Il était également utilisé pour frapper des pièces de monnaie. En 1850, la Suisse a émis les premières pièces en maillechort et bientôt presque tous les pays ont emboîté le pas. Les Américains appellent même leurs nickels « nickels ». L’ampleur de cette application des alliages cuivre-nickel est énorme : une colonne de pièces de monnaie « nickel », fabriquées dans le monde en un peu plus de 100 ans, atteindrait la Lune !

De nos jours, le maillechort et son cupronickel apparenté (le maillechort ne contient pas de zinc, mais contient environ 1% de manganèse) sont utilisés non seulement et pas tant pour remplacer l'argenterie, mais à des fins d'ingénierie : le cupronickel est le plus résistant (de tous les alliages connus !) contre la corrosion par impact ou par jet. C'est un excellent matériau pour les robinets, les vannes et surtout les tubes de condenseur.

Mais le jeune alliage de cuivre et de nickel est le fruit du hasard et de l’ingéniosité. Au début du 20ème siècle. des complications surgirent lors du traitement des riches minerais canadiens, qui contenaient deux fois plus de nickel que de cuivre ; séparer les deux métaux était un problème difficile à résoudre pour les métallurgistes. Le colonel Ambrose Monel, alors président de l'International Nickel Company, a eu une idée audacieuse : ne pas séparer le cuivre et le nickel, mais les fondre ensemble pour obtenir un « alliage naturel ». Les ingénieurs ont mis en œuvre cette idée - et le résultat a été le célèbre métal Monel - l'un des alliages les plus importants en génie chimique. Aujourd'hui, de nombreuses qualités de métal Monel ont été créées, différant par la nature et la quantité d'additifs d'alliage, mais la base dans tous les cas est la même - 60 à 70 % de nickel et 28 à 30 % de cuivre. Une résistance chimique élevée, des propriétés mécaniques brillantes et un prix relativement bas (il est toujours fondu sans séparation préalable du cuivre et du nickel) ont rendu le métal Monel célèbre parmi les chimistes, les constructeurs navals, les ouvriers du textile, les pétroliers et même les parfumeurs.

Si le monel métallique est un « alliage naturel » de minerais sulfurés de cuivre-nickel, alors le ferronickel est un produit naturel de la fusion de minerais de nickel oxydés. La différence est que, selon les conditions de fusion, la proportion de nickel et de fer dans ce produit peut varier considérablement (la majeure partie du fer est transformée en scories). Le ferronickel de diverses compositions est ensuite utilisé comme produit intermédiaire pour produire de nombreuses qualités d'acier et d'autres alliages fer-nickel.

Structure Widmanstatt. En 1808, le directeur du Musée industriel de Vienne, Alois von Wndmanstätten, reçut de son ami des échantillons de météorites de fer, les polit et les grava avec de l'acide nitrique. Des lignes de gravure gracieuses apparaissent, reflétant la structure caractéristique de l'alliage

Il existe une grande variété de ces alliages. Les aciers de construction au nickel et au chrome-nickel inoxydable sont bien connus de tous. Ils consomment près de la moitié de tout le nickel extrait par l’homme. L'Inconel est le « parent aristocratique » des aciers inoxydables, dans lequel il ne reste presque plus de fer ; c'est un alliage (plus précisément, un groupe d'alliages à base de nickel et de chrome avec des ajouts de titane et d'autres éléments. L'Inconel est devenu l'un des le principal matériau de la technologie des fusées. Le nichrome (20 % Cr, 80 % Ni) est le plus important des alliages de résistance, la base de la plupart des appareils de chauffage électrique, des cuisinières électriques domestiques aux puissants fours industriels. L'élinvar (45 %) est moins connu. Ni, 55 % Fe ; additifs d'alliage - Cr, Mo, W), qui maintiennent une élasticité constante à différentes températures, et du platine (49 % Ni, 51 % Fe). Ce dernier ne contient pas de platine, mais dans de nombreux cas. le remplace. Comme le platine, il peut être soudé dans le verre, et la jonction ne se fissurera pas, puisque les coefficients de dilatation thermique du verre et du platine sont les mêmes. L'Invar (36 % Ni, 64 % Fe) a un coefficient de dilatation thermique. proche de zéro.

Une classe spéciale comprend les alliages magnétiques. Le plus grand mérite appartient peut-être ici au permalloy FeNi 3 - un alliage doté d'une perméabilité magnétique phénoménale, qui a révolutionné la technologie des courants faibles. Les noyaux de permalloy se trouvent dans tous les téléphones, et les films minces de permalloy constituent l'élément principal des périphériques de stockage informatiques.

Le moteur de la fusée américaine Atlas, fonctionnant à 3 200°C, résiste à cette température grâce à des centaines de petits tubes de nickel, de seulement 0,3 mm d'épaisseur, qui forment les parois de la chambre de combustion. Le combustible liquide traverse ces tubes, refroidissant les parois et en même temps se réchauffant.

Bien avant la découverte du nickel, les mineurs saxons connaissaient un minéral semblable au minerai de cuivre et utilisé dans la fabrication du verre pour colorer le verre en vert. Toutes les tentatives pour en obtenir du cuivre ont échoué et c'est pourquoi il a reçu le nom de « kupfernickel », qui signifie en gros « Diable de cuivre » (cf. German Nickel - espiègle). Ce minéral (pyrite de nickel rouge NiAs) a été étudié par le minéralogiste et chimiste suédois Kronstedt en 1751. Il parvient à obtenir de l'oxyde vert et, en réduisant ce dernier, un nouveau métal appelé nickel.

Être dans la nature, recevoir :

Le nickel est assez courant dans la nature : sa teneur dans la croûte terrestre est de 0,01 % (en poids). Dans les météorites de fer (jusqu'à 8 %). Dans les plantes, en moyenne, 5 * 10 -5 pour cent en poids, chez les animaux marins - 1,6 * 10 -4, chez les animaux terrestres - 1 * 10 -6, dans le corps humain - 1 ... 2 * 10 -6
L'essentiel du nickel est obtenu à partir de la garniérite et des pyrites magnétiques de plusieurs manières :
1. Le minerai de silicate est réduit avec de la poussière de charbon dans des fours tubulaires rotatifs en boulettes de fer-nickel (5-8 % Ni), qui sont ensuite nettoyées du soufre, calcinées et traitées avec une solution d'ammoniaque. Après acidification de la solution, le métal en est obtenu par électrolyse.
2. Méthode Carbonyle (méthode Mond). Premièrement, la matte de cuivre-nickel est obtenue à partir du minerai sulfuré, sur lequel du CO passe sous haute pression. Le tétracarbonylnickel hautement volatil se forme par décomposition thermique, qui libère un métal particulièrement pur.
3. Méthode aluminothermique. Réduction du nickel du minerai d'oxyde avec de l'aluminium : 3NiO + 2Al = 3Ni +Al 2 O 3.

Propriétés physiques:

Le nickel métallique a une couleur argentée avec une teinte jaunâtre, est très dur, résistant et malléable, se polit bien et est attiré par un aimant. Densité d'une substance simple au no. 8,902 g/cm 3 , point de fusion = 1726 K, point d'ébullition = 3005 K.

Propriétés chimiques:

À températures normales, le nickel se caractérise par une résistance élevée à la corrosion : il est stable dans l'air, l'eau, les alcalis et un certain nombre d'acides. Réagit avec l'acide nitrique pour former du nitrate de nickel(II) Ni(NO 3) 2 et l'oxyde nitrique correspondant.
Lorsqu'il est chauffé, le nickel réagit avec de nombreux non-métaux : halogènes, soufre, phosphore, carbone. Avec l'oxygène de l'air à 800°C, le nickel forme l'oxyde NiO.
Le nickel est capable d'absorber de grands volumes d'hydrogène, entraînant la formation de solutions solides d'hydrogène dans le nickel.
Avec le monoxyde de carbone (II), le nickel forme facilement du carbonyle Ni(CO)4 volatil et hautement toxique.

Les connexions les plus importantes :

Dans les composés, le cobalt présente un état d'oxydation de +3, +2, 0.
Oxyde de nickel(II), NiO- une substance solide de couleur vert clair à vert foncé ou noire. Les propriétés basiques prévalent ; il est réduit en métal par l’hydrogène et d’autres agents réducteurs.
Hydroxyde de nickel(II), Ni(OH) 2- de couleur verte, légèrement soluble dans l'eau et les alcalis, bon dans de nombreux acides, les propriétés basiques prédominent. Lorsqu'il est chauffé, il se décompose pour former NiO.
Sels de nickel(II)- généralement obtenu en faisant réagir NiO ou Ni(OH) 2 avec divers acides. Les sels de nickel solubles dans l'eau forment généralement des hydrates cristallins, par exemple NiSO 4 *7H 2 O, Ni(NO 3) 2 *6H 2 O. Les composés de nickel insolubles comprennent le phosphate de Ni 3 (PO 4) 2 et le silicate de Ni 2 SiO 4. Les hydrates et solutions cristallins sont généralement de couleur verte et les sels anhydres sont jaunes ou jaune brunâtre.
Composés complexes de nickel (II) très nombreux (nombre = 6). Leur formation explique par exemple la dissolution de l'oxyde de nickel dans une solution d'ammoniaque. Le diméthylglyoximate de nickel Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2, qui donne une couleur rouge clair dans un environnement acide, est utilisé comme réaction qualitative aux ions nickel (II).
Composés de nickel (III)- moins typique. Connu, par exemple oxyde Ni 2 O 3 *H 2 O, substance noire, est obtenue par oxydation de l'hydroxyde de nickel (II) en milieu alcalin avec de l'hypochlorite ou des halogènes :
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 *H 2 O + 2NaBr + H 2 O
Agent oxydant puissant.
Il y a aussi composés complexes de nickel(III), par exemple, K 3.
Nickel carbonyle, Ni(CO) 4. Liquide incolore diamagnétique, très volatil et toxique. Il durcit à -23°C et lorsqu'il est chauffé à 180-200°C, il se décompose en nickel métallique et en monoxyde de carbone (II). Le Ni(CO) 4 est légèrement soluble dans l'eau, bien dans les solvants organiques et ne réagit pas avec les acides et les alcalis dilués.

Application:

Le nickel est un composant de nombreux alliages - alliages résistants à la chaleur et à résistance (nichrome : 60 % Ni + 40 % Cr), bijoux (or blanc, cupronickel), pièces de monnaie.
Le nickel est également utilisé pour le nickelage, créant ainsi un revêtement résistant à la corrosion sur la surface d'un autre métal. Ils sont également utilisés pour la fabrication de batteries, le remontage de cordes d'instruments de musique...
Le nickel fait partie des oligoéléments nécessaires au développement normal des organismes vivants. Il est connu pour participer à des réactions enzymatiques chez les animaux et les plantes.
Le nickel peut provoquer des allergies (dermatites de contact) aux métaux entrant en contact avec la peau (bijoux, montres, rivets en jean). L'Union européenne limite la teneur en nickel des produits entrant en contact avec la peau humaine.

Rudagina Olga
Université d'État HF ​​de Tioumen, 581gr., 2011

Sources : Wikipédia : http://ru.wikipedia.org/wiki/Ni, etc.,
Bibliothèque populaire d'éléments chimiques. Nickel. http://nt.ru/ri/ps/pb028.htm
Site Web du Département de chimie générale et inorganique de l'Université technique chimique russe du nom. DI. Mendeleïev. Tableau D.I. Mendeleïev : Nickel

Section 1. Caractéristiques.

Section 2. Être dans la nature.

Section 3. Réception.

Article 4. Demande.

- Sous-section 1. Alliages.

- Sous-section 2. Nickelage.

Section 5. Monnaie.

Ni est un élément du sous-groupe latéral du huitième groupe, la quatrième période du tableau périodique des éléments chimiques de D. I. Mendeleïev, de numéro atomique 28.

Caractéristiques nickel

Ni- Il est blanc argenté et ne se décolore pas à l'air. A un réseau cubique à faces centrées avec période a = 0,35238 NM, groupe spatial Fm3m. Sous sa forme pure, il peut être traité par pression. C'est un ferromagnétique avec un point de Curie de 358°C.

Résistivité électrique 0,0684 μΩ∙m.

Coefficient de dilatation thermique linéaire α=13,5∙10-6 K-1 à 0 C

Coefficient de dilatation thermique volumétrique β=38—39∙10-6 K-1

Module élastique 196-210 GPa.

Les atomes de nickel ont une configuration électronique externe de 3d84s2. L’état le plus stable du nickel est l’état d’oxydation nickel(II).

Ni forme des composés avec les états d'oxydation +2 et +3. Dans ce cas, le Ni avec un état d'oxydation de +3 se présente uniquement sous forme de sels complexes. Un grand nombre de composés ordinaires et complexes sont connus pour les composés nickel +2. L'oxyde de nickel Ni2O3 est un agent oxydant puissant.

Le Ni se caractérise par une résistance élevée à la corrosion : il est stable dans l’air, l’eau, les alcalis et un certain nombre d’acides. La résistance chimique est due à sa tendance à la passivation - la formation d'un film d'oxyde dense à sa surface, qui a un effet protecteur. Ni est activement dissous dans l'acide nitrique.

Avec le monoxyde de carbone CO, Ni forme facilement de la carbonite de nickel (CO)4 volatile et hautement toxique.

La fine poudre de nickel est pyrophorique (elle s'enflamme automatiquement dans l'air).

Le Ni brûle uniquement sous forme de poudre. Il forme deux oxydes nickelO et Ni2O3 et, par conséquent, deux hydroxydes nickel(OH)2 et nickel(OH)3. Les sels de nickel solubles les plus importants sont l'acétate, le chlorure, le nitrate et le sulfate.

Les solutions sont généralement colorées en vert et les sels anhydres sont jaunes ou jaune brunâtre. Les sels insolubles comprennent l'oxalate et le phosphate (vert), trois sulfures :

nickelS (noir)

Ni3S2 (bronze jaunâtre)

Ni3S4 (blanc argenté).

Ni forme également de nombreux composés de coordination et complexes.

Les solutions aqueuses de sels de nickel (II) contiennent l’ion hexaaquanickel (II) nickel (H2O) 62+. Lorsqu’une solution d’ammoniaque est ajoutée à une solution contenant ces ions, l’hydroxyde de nickel (II), une substance verte et gélatineuse, précipite. Ce précipité se dissout lorsqu’un excès d’ammoniac est ajouté en raison de la formation d’ions hexamminnickel(II), nickel(NH3)62+.

Ni forme des complexes avec des structures carrées tétraédriques et planaires. Par exemple, le complexe tétrachloronicickelate (II) NiCl42− a une structure tétraédrique, et le complexe tétracyanonickelate (II) nickel(CN)42− a une structure carrée plane.

L'analyse qualitative et quantitative utilise une solution alcaline de butanedione dioxime, également connue sous le nom de diméthylglyoxime, pour détecter les ions nickel (II). Lorsqu'il réagit avec les ions nickel (II), le composé de coordination rouge bis (butanedionedioximato) Ni (II) se forme. Ce composé chélaté et ce ligand dioximate de butanedione sont bidentés.

Le Ni naturel se compose de 5 isotopes stables, 58 nickel, 60 nickel, 61 nickel, 62 nickel est le plus abondant (68,077 % de l'abondance naturelle).

Être dans la nature

Le Ni est assez courant dans la nature - sa teneur dans la croûte terrestre est d'environ 0,01 % (masse). Dans la croûte terrestre, on le trouve uniquement sous forme liée ; les météorites ferreuses contiennent du Ni natif (jusqu'à 8 %). Sa teneur dans les roches ultramafiques est environ 200 fois supérieure à celle des roches acides (1,2 kg/t et 8 g/t). Dans les roches ultramafiques, la quantité prédominante de nickel est associée aux olivines contenant 0,13 à 0,41 % de nickel. Il remplace de manière isomorphe le magnésium.

Une petite partie du nickel est présente sous forme de sulfures. Ni présente des propriétés sidérophiles et chalcophiles. Avec une teneur accrue en soufre dans le magma, des sulfures de nickel apparaissent avec du cuivre, du cobalt, fer et les platinoïdes. Dans le processus hydrothermal, avec le cobalt, l'arsenic et gris et parfois avec le bismuth, l'uranium et l'argent, le Ni forme des concentrations accrues sous forme d'arséniures et de sulfures de nickel. Le Ni se trouve couramment dans les minerais de cuivre-nickel contenant des sulfures et de l'arsenic.

Nickelin (pyrite de nickel rouge, cupfernickel) nickel As.

Chloantite (pyrite de nickel blanc) (Nickel, Co, Fe)As2

Garniérite (Mg, nickel)6(Si4O11)(OH)6 avec H2O et autres silicates.

Pyrite magnétique (Fe, nickel, Cu)S

Lustre arsenic-nickel (gersdorffite) nickel As S,

Pentlandite (Fe, nickel)9S8

On en sait déjà beaucoup sur le nickel dans les organismes. Il a été établi, par exemple, que sa teneur dans le sang humain change avec l'âge, que chez les animaux la quantité de nickel dans l'organisme augmente et, enfin, qu'il existe certaines plantes et micro-organismes - « concentrateurs » de nickel, contenant des milliers et même des centaines de milliers de fois plus de nickel que l'environnement.

Reçu

Les réserves totales de nickel dans les minerais au début de 1998 sont estimées à 135 millions de tonnes, dont des réserves fiables de 49 millions de tonnes. Les principaux minerais de nickel sont le nickel (kupfernickel) nickel As, le millerite nickel S, la pentlandite (Fe nickel)9S8 -. contiennent également de l'arsenic, fer Et soufre; la pyrrhotite ignée contient également des inclusions de pentlandite. D'autres minerais à partir desquels le nickel est également extrait contiennent des impuretés de Co, Cu, Fe et Mg. Parfois, le Ni est le produit principal processus raffinage, mais le plus souvent il est obtenu comme sous-produit produit dans les technologies d'autres métaux. Parmi les réserves fiables, selon diverses sources, de 40 à 66 % du nickel se trouve dans les minerais de nickel oxydés (OHN),

33% en sulfure. En 1997, la part du nickel produit par la transformation OHP représentait environ 40 % de la production mondiale. Dans les conditions industrielles, les OHP sont divisés en deux types : magnésium et ferrugineux.

En règle générale, les minerais de magnésium réfractaires sont soumis à une fusion électrique utilisant du ferronickel (5 à 50 % de nickel + Co, en fonction de la composition de la matière première et des caractéristiques technologiques).

Les minerais de latérite les plus ferreux sont traités par des méthodes hydrométallurgiques utilisant la lixiviation au carbonate d'ammoniac ou la lixiviation en autoclave à l'acide sulfurique. Selon la composition des matières premières et les schémas technologiques appliqués, les produits finaux de ces technologies sont : l'oxyde de nickel (76-90 % de nickel), le fritté (89 % de nickel), les concentrés de sulfures de compositions diverses, ainsi que le Ni métallique. électrolyte, poudres de nickel et cobalt.

Les minerais de nontronite moins ferreux sont fondus en matte. Dans les entreprises à cycle complet, le programme de traitement ultérieur comprend la conversion, la cuisson de matte et la fusion électrique de l'oxyde de nickel pour produire du nickel métallique. En cours de route, le cobalt récupéré est libéré sous forme de métal et/ou de sels. Autre source de nickel : les cendres de charbon du sud du Pays de Galles en Grande-Bretagne - jusqu'à 78 kg de nickel par tonne. La teneur accrue en nickel de certains charbons, pétrole et schistes indique la possibilité d'une concentration de nickel dans la matière organique fossile. Les raisons de ce phénomène ne sont pas encore élucidées.

"Le Ni n'a pas pu être obtenu sous forme plastique pendant longtemps en raison du fait qu'il contient toujours un petit mélange de soufre sous forme de sulfure de nickel, situé en couches minces et fragiles aux limites métal. L'ajout d'une petite quantité de magnésium au nickel fondu convertit le soufre en un composé avec le magnésium, qui est libéré sous forme de grains sans affecter la plasticité. métal».

La majeure partie du nickel est obtenue à partir de garniérite et de pyrite magnétique.

Le minerai de silicate est réduit avec de la poussière de charbon dans des fours tubulaires rotatifs en boulettes de fer-nickel (5 à 8 % de nickel), qui sont ensuite nettoyées du soufre, calcinées et traitées avec une solution d'ammoniaque. Après acidification de la solution, le métal en est obtenu par électrolyse.

Méthode Carbonyle (méthode Mond). Premièrement, la matte de cuivre-nickel est obtenue à partir du minerai sulfuré, sur lequel du cobalt est passé sous haute pression. Du nickel tétracarbonylnickel (CO) 4 hautement volatil se forme et la décomposition thermique produit un métal particulièrement pur.

Méthode aluminothermique pour la récupération du nickel à partir du minerai d'oxyde : 3NiO + 2Al = 3Ni +Al2O.

Application

Alliages

Le Ni est à la base de la plupart des superalliages, des matériaux résistants à la chaleur utilisés dans l'industrie aérospatiale pour les pièces des centrales électriques.

métal monel (65 - 67% nickel + 30 - 32% Cu+ 1% Mn), résistant à la chaleur jusqu'à 500°C, très résistant à la corrosion ;

blanc (585 contient 58,5% or et un alliage (ligature) d'argent et de nickel (ou palladium));

Nichrome, alliage de résistance (60% nickel + 40% Cr) ;

Le permalloy (76 % nickel + 17 % Fe + 5 % Cu + 2 % Cr), présente une susceptibilité magnétique élevée avec de très faibles pertes par hystérésis ;

Invar (65% Fe + 35% nickel), ne s'allonge presque pas lorsqu'il est chauffé ;

De plus, les alliages de nickel comprennent les aciers au nickel et au chrome-nickel, le maillechort et divers alliages de résistance tels que le constantan, le nickel et le manganin.

Les tuyaux en nickel sont utilisés pour la fabrication de condensateurs dans la production d'hydrogène et pour le pompage d'alcalis dans la production chimique. Les instruments en nickel chimiquement résistant sont largement utilisés en médecine et dans la recherche scientifique. Le Ni est utilisé pour les radars, les téléviseurs et les télécommandes. processus en génie nucléaire.

Les ustensiles chimiques, divers appareils, instruments, chaudières à haute résistance à la corrosion et à la constance des propriétés physiques sont fabriqués à partir de nickel pur, et les réservoirs et citernes sont fabriqués à partir de matériaux en nickel pour le stockage de produits alimentaires, de réactifs chimiques, d'huiles essentielles, pour le transport d'alcalis, pour la fusion. alcalis caustiques.

À base de poudres de nickel pur, les filtres poreux sont destinés à filtrer les gaz, les carburants et autres produits de l'industrie chimique. industrie. Le Ni en poudre est également utilisé dans la production d’alliages de nickel et comme liant dans la fabrication de matériaux durs et extra-durs.

Le rôle biologique du nickel est l'un des microéléments nécessaires au développement normal des organismes vivants. Cependant, son rôle dans les organismes vivants est mal connu. On sait que Ni participe à des réactions enzymatiques chez les animaux et les plantes. Chez les animaux, il s’accumule dans les tissus kératinisés, notamment les plumes. L'augmentation de la teneur en nickel dans les sols entraîne des maladies endémiques - des formes laides apparaissent chez les plantes et des maladies oculaires chez les animaux associées à l'accumulation de nickel dans la cornée. Dose toxique (pour les rats) - 50 mg. Les composés volatils du nickel sont particulièrement nocifs, en particulier son tétracarbonylnickel (CO)4. La concentration maximale admissible de composés de nickel dans l'air varie de 0,0002 à 0,001 mg/m3 (pour divers composés).

Le Ni est la principale cause d'allergies (dermatites de contact) aux métaux entrant en contact avec la peau (bijoux, montres, rivets en jean).

L'Union européenne limite la teneur en nickel des produits entrant en contact avec la peau humaine.

Le nickel carbonite nickel (CO) est très toxique. La concentration maximale admissible de ses vapeurs dans l'air des locaux industriels est de 0,0005 mg/m3.

Au XXème siècle, on a découvert que le pancréas était très riche en nickel. Lorsque le nickel est administré après l'insuline, l'action de l'insuline est prolongée et donc l'activité hypoglycémique augmente. Ni affecte les processus enzymatiques, l'oxydation de l'acide ascorbique et accélère la transition des groupes sulfhydryle en groupes disulfure. Le Ni peut inhiber l’action de l’adrénaline et abaisser la tension artérielle. Un apport excessif de nickel dans l’organisme provoque le vitiligo. Le Ni se dépose dans le pancréas et les glandes parathyroïdes.

Nickelage

Le nickelage est la création d'un revêtement de nickel sur la surface d'un autre métal pour le protéger de la corrosion. Elle est réalisée par galvanoplastie à l'aide d'électrolytes contenant du sulfate de nickel (II), du chlorure de sodium, de l'hydroxyde de bore, des tensioactifs et des agents brillants, ainsi que des anodes de nickel solubles. L'épaisseur de la couche de nickel résultante est de 12 à 36 microns. Un brillant de surface stable peut être assuré par un chromage ultérieur (épaisseur de la couche de chrome 0,3 microns).

Le nickelage sans courant est réalisé dans une solution d'un mélange de chlorure de nickel(II) et d'un mélange d'hypophosphite de sodium en présence de citrate de sodium :

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = nickel + NaH2PO3 + 2HCl

le processus est effectué à pH 4 - 6 et 95°C

Les plus courants sont le nickelage électrolytique et chimique. Le plus souvent, le nickelage (appelé mat) est réalisé par électrolyse. Le plus étudié et le plus stable de travailélectrolytes d'acide sulfurique. Lorsque des agents azurants sont ajoutés à l’électrolyte, un placage au nickel brillant est effectué. Les revêtements électrolytiques ont une certaine porosité, qui dépend de la préparation minutieuse de la surface du substrat et de l'épaisseur du revêtement. Pour se protéger contre la corrosion, une absence totale de pores est nécessaire, c'est pourquoi un revêtement multicouche est appliqué qui, à épaisseur égale, est plus fiable qu'une seule couche (par exemple, de l'acier article de commerce souvent plaqué selon le schéma Cu - Nickel - Cr).

Les inconvénients du nickelage électrolytique sont le dépôt inégal de nickel sur une surface en relief et l'impossibilité de recouvrir des trous, des cavités, etc. étroits et profonds. Le nickelage chimique est un peu plus coûteux que le placage électrolytique, mais il offre la possibilité d'appliquer un revêtement d'épaisseur et de qualité uniformes sur n'importe quelle zone de la surface en relief, à condition que la solution y ait accès. Le procédé est basé sur la réaction de réduction des ions nickel à partir de ses sels en utilisant un mélange d'hypophosphite de sodium (ou d'autres agents réducteurs) dans des solutions aqueuses.

Le nickelage est utilisé, par exemple, pour recouvrir des pièces d’équipements chimiques, des voitures, des vélos, des instruments et appareils médicaux.

Le Ni est également utilisé pour produire des cordes d'enroulement pour instruments de musique.

Monnaie

Le Ni est largement utilisé dans la production de pièces de monnaie dans de nombreux pays. Aux États-Unis, la pièce de 5 cents est familièrement connue sous le nom de « Ni ».

Le Ni fait partie des pièces de monnaie depuis le milieu du XIXe siècle. Aux États-Unis, le terme « Ni » ou « nickel » était à l'origine appliqué aux pièces de monnaie en cuprum (aigle volant), qui remplaçèrent le cuprum à 12 % de nickel en 1857-58.

Plus tard encore, en 1865, la durée attribuée à trois pour cent de nickel augmenta de 25 %. En 1866 cinq pour cent nickel (25% nickel, 75% cuprum). Avec proportion alliage, ce terme est actuellement utilisé aux États-Unis. Les pièces de nickel presque pures ont été utilisées pour la première fois en 1881 en Suisse, et notamment plus de 99,9 % de Ni des pièces de cinq cents ont été frappées au Canada (le plus grand producteur de nickel au monde à l'époque).

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Italie 1909" height="336" src="/pictures/investments/img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg" title="15. Pièces de monnaie en nickel, Italie 1909" width="674" />!}

Sources

Wikipédia - L'encyclopédie libre, WikiPedia

hyperon-perm.ru - Production Hyperon

cniga.com.ua - Portail du livre

chem100.ru - Annuaire des pharmaciens

bse.sci-lib.com - Le sens des mots dans la Grande Encyclopédie Soviétique

chemistry.narod.ru - Monde de la chimie

dic.academic.ru - Dictionnaires et encyclopédies

Encyclopédie des investisseurs. 2013 .

Synonymes:

• Nicaragua

Voyez ce qu'est « Nickel » dans d'autres dictionnaires :

NICKEL- (symbole Ni), métal de poids atomique 58,69, numéro d'ordre 28, appartient, avec le cobalt et le fer, au groupe VIII et à la rangée 4 du système périodique de Mendeleïev. Oud. V. 8,8, point de fusion 1 452°. Dans leurs relations habituelles N.... ... Grande encyclopédie médicale

Nickel- une substance simple, un métal de transition ductile, malléable, de couleur blanc argenté, aux températures ordinaires de l'air, elle est recouverte d'une fine pellicule d'oxyde. Chimiquement inactif. Il appartient aux métaux lourds non ferreux; on ne le trouve pas sous sa forme pure sur terre - il fait généralement partie de divers minerais, a une dureté élevée, est bien poli, est ferromagnétique - attiré par un aimant, dans le système périodique de Mendeleïev. il est désigné par le symbole Ni et possède un 28ème numéro d'ordre.

Voir également:

STRUCTURE

Il a un réseau cubique à faces centrées avec une période a = 0,35238 å nm, groupe d'espace Fm3m. Cette structure cristalline résiste à une pression d'au moins 70 GPa. Dans des conditions normales, le nickel existe sous la forme d'une modification b, qui présente un réseau cubique à faces centrées (a = 3,5236 å). Mais le nickel soumis à une pulvérisation cathodique dans une atmosphère h2 forme une modification a, qui présente un réseau hexagonal compact (a = 2,65 å, c = 4,32 å), qui se transforme en un réseau cubique lorsqu'il est chauffé au-dessus de 200 °C. Le nickel cubique compact a une densité de 8,9 g/cm 3 (20 °C), un rayon atomique de 1,24 å

PROPRIÉTÉS

Le nickel est un métal malléable et malléable ; il peut être utilisé pour fabriquer des feuilles et des tubes très fins. Résistance à la traction 400-500 MN/m2, limite élastique 80 MN/m2, limite d'élasticité 120 MN/m2 ; allongement relatif 40% ; module d'élasticité normal 205 Gn/m2 ; Dureté Brinell 600-800 Mn/m2. Dans la plage de température de 0 à 631K (la limite supérieure correspond au point de Curie). Le ferromagnétisme du nickel est dû aux caractéristiques structurelles des couches électroniques externes de ses atomes. Le nickel fait partie des matériaux et alliages magnétiques les plus importants avec un coefficient de dilatation thermique minimum (permalloy, monel métal, invar, etc.).

RÉSERVES ET PRODUCTION

Le nickel est assez courant dans la nature : sa teneur dans la croûte terrestre est d'environ 0,01 % (en poids). On le trouve dans la croûte terrestre uniquement sous forme liée ; les météorites ferreuses contiennent du nickel natif (jusqu'à 8 %). Sa teneur dans les roches ultramafiques est environ 200 fois supérieure à celle des roches acides (1,2 kg/t et 8 g/t). Dans les roches ultramafiques, la quantité prédominante de nickel est associée aux olivines contenant 0,13 à 0,41 % de Ni.
Dans les plantes, en moyenne, 5·10−5 pour cent en poids de nickel, chez les animaux marins - 1,6·10−4, chez les animaux terrestres - 1·10−6, dans le corps humain - 1...2·10−6 .

La majeure partie du nickel est obtenue à partir de garniérite et de pyrite magnétique.
Le minerai de silicate est réduit avec de la poussière de charbon dans des fours tubulaires rotatifs en boulettes de fer-nickel (5-8 % Ni), qui sont ensuite nettoyées du soufre, calcinées et traitées avec une solution d'ammoniaque. Après acidification de la solution, le métal en est obtenu par électrolyse.
Méthode au carbonyle (méthode Mond) : Tout d'abord, à partir du minerai sulfuré, de la matte de cuivre-nickel est obtenue, sur laquelle du CO est passé sous haute pression. Il se forme du tétracarbonylnickel très volatil dont la décomposition thermique produit un métal particulièrement pur.
Méthode aluminothermique pour la récupération du nickel à partir du minerai d'oxyde : 3NiO + 2Al = 3Ni +Al 2 O 3

ORIGINE

Les gisements de minerais sulfurés de cuivre-nickel sont associés à des massifs de gabbroïdes en couches de type lopolite ou en forme de plaques, confinés à des zones de failles profondes sur d'anciens boucliers et plates-formes. Une caractéristique des gisements de cuivre-nickel dans le monde est la composition minérale constante des minerais : pyrrhotite, pentlandite, chalcopyrite, magnétite ; En plus d'eux, les minerais contiennent de la pyrite, de la cubanite, de la polydymite, de la nickelite, de la millerite, de la violarite, des minéraux du groupe du platine, parfois de la chromite, des arséniures de nickel et de cobalt, de la galène, de la sphalérite, de la bornite, de la mackinawite, de la wallérite, du graphite et de l'or natif.

Les gisements exogènes de minerais de nickel silicatés sont universellement associés à l'un ou l'autre type de croûte d'altération de serpenténite. Lors de l'altération, les minéraux se décomposent par étapes, ainsi que le transfert d'éléments mobiles à l'aide de l'eau des parties supérieures de la croûte vers les parties inférieures. Là ces éléments précipitent sous forme de minéraux secondaires.
Les gisements de ce type contiennent des réserves de nickel 3 fois supérieures à ses réserves en minerais sulfurés, et les réserves de certains gisements atteignent 1 million de tonnes ou plus de nickel. De grandes réserves de minerais silicatés sont concentrées en Nouvelle-Calédonie, aux Philippines, en Indonésie, en Australie et dans d'autres pays. Leur teneur moyenne en nickel est de 1,1 à 2 %. De plus, les minerais contiennent souvent du cobalt.

APPLICATION

L'écrasante majorité du nickel est utilisée pour produire des alliages avec d'autres métaux (fe, cr, cu, etc.), caractérisés par des propriétés mécaniques, anticorrosion, magnétiques ou électriques et thermoélectriques élevées. Dans le cadre du développement de la technologie des jets et de la création d'unités de turbine à gaz, les alliages chrome-nickel résistants à la chaleur et résistants à la chaleur sont particulièrement importants. Les alliages de nickel sont utilisés dans les structures des réacteurs nucléaires.

Des quantités importantes de nickel sont consommées dans la production de piles alcalines et de revêtements anticorrosion. Le nickel malléable sous sa forme pure est utilisé pour la fabrication de tôles, de tuyaux, etc. Il est également utilisé dans l’industrie chimique pour la fabrication d’équipements chimiques spéciaux et comme catalyseur pour de nombreux procédés chimiques. Le nickel est un métal très rare et devrait, si possible, être remplacé par d’autres matériaux moins chers et plus courants.

Il est utilisé dans la fabrication de systèmes de brackets (nickelure de titane) et de prothèses. Largement utilisé dans la production de pièces de monnaie dans de nombreux pays. Aux États-Unis, la pièce de 5 cents est familièrement connue sous le nom de nickel. Le nickel est également utilisé pour enrouler les cordes d’instruments de musique.

Nickel - Ni

CLASSIFICATION

Strunz (8e édition)	1/A.08-10
Nickel-Strunz (10e édition)	1.AA.05
Dana (7e édition)	1.1.17.2
Dana (8e édition)	1.1.11.5
Salut CIM Réf	1.61