Nikel

Vlastnosti niklu link

Nikel je striebrobiely, tvrdý, kujný a ťažný kov. Spolu so železom a kobaltom patrí ku kovom, ktoré sú pri izbovej teplote feromagnetické. Magnetické vlastnosti stráca až nad Curieho teplotou 354 °C. Na vzduchu a vo vode je stály, preto sa ním pokrývajú iné kovy. Odoláva aj roztaveným hydroxidom alkalických kovov, preto sa z neho vyrábajú tégliky na ich taveniny. V zriedených kyselinách sa pomaly rozpúšťa za vzniku vodíka a nikelnatých solí:

\( \ce{Ni + 2 HCl -> NiCl2 + H2} \)

Koncentrovaná kyselina dusičná nikel pasivuje, zriedená ho rozpúšťa.

Výskyt a výroba niklu link

Najdôležitejšou rudou niklu je pentlandit (Fe,Ni)₉S₈. Čoraz viac niklu sa získava z lateritických rúd, najmä v Indonézii, ktorá vyrába asi dve tretiny svetového niklu. Sulfidické rudy sa pražia a tavia a surový nikel sa čistí elektrolýzou roztoku síranu nikelnatého. Veľmi čistý nikel sa vyrába rozkladom tetrakarbonylu niklu. Na Slovensku sa kobaltovo-niklové rudy ťažili pri Dobšinej od roku 1780 do konca 19. storočia. Niklová huta v Seredi vyrábala v rokoch 1963 až 1993 nikel z rudy dovážanej z Albánska.

Zemské jadro tvorí podľa vedcov najmä zliatina železa a niklu. Z rovnakej zliatiny sú aj železné meteority.

Využitie niklu link

Asi dve tretiny niklu sa spotrebujú na nehrdzavejúcu oceľ, ktorá obsahuje okrem chrómu aj nikel, napríklad 18 % chrómu a 8 % niklu. Nikel je súčasťou ďalších zliatin. Alpaka z medi, zinku a niklu nahrádza striebro pri výrobe príborov. Zo zliatiny medi a niklu, mediniklu, sa razia mince, napríklad časti mincí 1 € a 2 €. Zliatina niklu s chrómom tvorí výhrevné drôty v sušičoch vlasov a hriankovačoch. Tenká vrstva niklu chráni oceľové predmety pred koróziou (poniklovanie).

Zlúčeniny niklu sú súčasťou akumulátorov. Staršie niklovo-kadmiové a niklovo-metalhydridové akumulátory nahrádzajú lítium-iónové, ktorých katódy tiež často obsahujú nikel. Jemne rozptýlený nikel je katalyzátor hydrogenácie, napríklad pri stužovaní rastlinných olejov na tuky.

Zlúčeniny niklu link

Nikel tvorí zlúčeniny najmä s oxidačným číslom II. Nikelnaté soli a ich roztoky sú zelené, farbu im dáva katión [Ni(H₂O)₆]²⁺. Roztok síranu nikelnatého NiSO₄ slúži ako elektrolyt pri poniklovaní. Katióny Ni²⁺ sa dokazujú diacetyldioxímom (dimetylglyoxímom), s ktorým v amoniakálnom roztoku tvoria jasnočervenú zrazeninu.

Oxid nikelnatý link

Oxid nikelnatý NiO je zelený prášok nerozpustný vo vode. Je zásadotvorný, s kyselinami tvorí nikelnaté soli. Vzniká tepelným rozkladom hydroxidu alebo uhličitanu nikelnatého:

\( \ce{Ni(OH)2 ->[t] NiO + H2O} \)

Používa sa na farbenie skla a keramických glazúr a na výrobu feritov, magnetických materiálov z oxidov železa a ďalších kovov.

Hydroxid nikelnatý link

Hydroxid nikelnatý Ni(OH)₂ je svetlozelená zrazenina, ktorá vzniká reakciou roztoku nikelnatej soli s hydroxidom alkalického kovu:

\( \ce{NiCl2 + 2 NaOH -> Ni(OH)2 + 2 NaCl} \)

Na rozdiel od hydroxidu železnatého je na vzduchu stály. Silné oxidovadlá, napríklad chlór, ho oxidujú na čierny hydroxid-oxid niklitý NiO(OH). Obe látky tvoria kladnú elektródu niklovo-kadmiových a niklovo-metalhydridových akumulátorov. V amoniaku sa hydroxid nikelnatý rozpúšťa za vzniku modrého katiónu:

\( \ce{Ni(OH)2 + 6 NH3 -> [Ni(NH3)6]^2+ + 2 OH-} \)

Chlorid nikelnatý link

Bezvodý chlorid nikelnatý NiCl₂ je žltý, jeho hexahydrát NiCl₂·6H₂O tvorí zelené kryštály dobre rozpustné vo vode. Vzniká rozpúšťaním niklu alebo oxidu nikelnatého v kyseline chlorovodíkovej. Používa sa pri poniklovaní a na prípravu ďalších zlúčenín niklu a katalyzátorov.

Tetrakarbonyl niklu link

Tetrakarbonyl niklu Ni(CO)₄ je bezfarebná, prchavá a veľmi toxická kvapalina. Vzniká, keď sa cez nečistý nikel zahriaty asi na 50 °C vedie oxid uhoľnatý. Prímesi s oxidom uhoľnatým nereagujú. Pri 180 °C sa tetrakarbonyl rozkladá na veľmi čistý nikel a oxid uhoľnatý, ktorý sa vracia do výroby:

\( \ce{Ni + 4 CO <=>[\text{50 °C}][\text{180 °C}] Ni(CO)4} \)

Biologický význam a toxicita niklu link

Nikel je súčasťou niektorých enzýmov rastlín a mikroorganizmov, napríklad ureázy, ktorá štiepi močovinu na amoniak a oxid uhličitý. Či ho potrebuje aj človek, nie je dokázané. Nikel je najčastejší kontaktný alergén: z hodiniek, šperkov a bižutérie alebo gombíkov na džínsoch sa uvoľňuje do potu a u citlivých ľudí spôsobuje alergickú kontaktnú dermatitídu (ekzém). Preto EÚ obmedzuje, koľko niklu smú takéto predmety uvoľňovať. Prach niektorých zlúčenín niklu pri dlhodobom vdychovaní spôsobuje rakovinu pľúc a nosovej dutiny.