Nikiel

WYKONAŁ PIOTR WOŹNICKI

Nikiel

Gimnazjum i Liceum Akademickie w Toruniu

Ogólna charakterystyka

Nikiel jest pierwiastkiem z grupy metali przejściowych. W układzie okresowym jest w 10 grupie i 4 okresie, w bloku d. Jego liczba atomowa to 28 a masa atomowa 58,69 u. Występuje na II i III (i bardzo rzadko na IV) stopniu utlenienia. Tworzy średnio zasadowe tlenki. Ma 5 trwałych izotopów (58, 60, 61, 62, 64). Jego konfiguracja elektronowa to 1s22s22p63s23p64s23d8


Wygląd

Nikiel metaliczny jest metalem srebrzystobiałym, kowalnym, odpornym na działanie wilgoci i powietrza. Stosuje się go m.in. do tworzenia błyszczących powłok galwanicznych na powierzchni elementów stalowych


Występowanie

Nikiel występuje w skorupie ziemskiej w ilościach ok. 80 ppm w postaci minerałów -garnieryt i pentlandyt. Rudy dzieli się na tlenowe, siarczkowe i arsenkowe, w zależności od ich składu chemicznego. Rudy niklu przerabia się najczęściej na tlenki, redukowane następnie węglem, a tak otrzymany surowy nikiel poddaje się rafinacji elektrolitycznej.



Występowanie złóż

Złoża niklu występują w :Kanadzie, Australii, na Kubie, w Chinach i Rosji.

Zajmuje on pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej 21! miejsce (procenty wagowe).

Zastosowanie

Nikiel wykorzystuje się głównie jako pokrycie mniej szlachetnego żelaza i stali (elektroliza), gdzie zwiększa wytrzymałość i odporność na korozję. Stale takie wykorzystuje się w przemyśle samochodowym.

Sieć krystaliczna niklu posiada właściwość absorpcji atomów wodoru. W silnie rozdrobnionym metalu może się zmieścić około 17 razy więcej wodoru niż wynosi jego objętość. Właściwość ta wykorzystywana jest jako katalizator w wielu procesach, m.in. w hydrogenizacji (chemicznym utwardzaniu) tłuszczów. Jest składnikiem baterii niklowo-kadmowych. Jego stopy z miedzią służą do produkcji monet.


Związki

Nikiel w związkach występuje jako pierwiastek dwu-, trój- lub czterowartościowy ale najtrwalsze są połączenia niklu(II). Wodne roztwory jego soli mają zabarwienie zielone, co jest spowodowane obecnością uwodnionych jonów [Ni(H2O)6]2+ natomiast sole bezwodne są żółte.


Charakterystyka

Nikiel w roztworach występuje wyłącznie na drugim stopniu utlenienia. Na wyższych stopniach utlenienia występuje tylko w tlenkach Ni2O3 NiO2 i niektórych kompleksach. Kation Ni2+ należy do 3 grupy analitycznej kationów. Łatwo tworzy jony zespolone, przy czym najtrwalsze są kompleksy cyjankowe [Ni(CN)4]2- i szczawianowe [Ni(C2O4)2]2-



Wykrywanie – reakcja Czugajewa

Dimetyloglioksym (odczynnik Czugajewa) dodany do amoniakalnego roztworu jonów Ni2+ wytrąca czerwony (różowy) kłaczkowaty osad dimetyloglioksymianu niklu(II). Osad ten nie rozpuszcza się w nadmiarze NH3(aq).

Ta reakcja identyfikacyjna jest najczęściej stosowaną reakcją do wykrywania jonów Ni2+

Reakcje charakterystyczne

W reakcji Ni2+ z roztworem wodorotlenku sodu NaOH wytrąca się zielony (zielonkawy) osad wodorotlenku niklu:

Ni2+ + 2OH- Ni(OH)2

który jest nierozpuszczalny w nadmiarze zasady, ale rozpuszcza się w rozc. kwasach, roztworze amoniaku i solach amonowych. Pod wpływem utleniaczy (woda bromowa, chlorowa) przechodzi w czarny wodorotlenek niklu Ni(OH)3:

2 Ni2+ + 2OH- + Cl2 Ni(OH)3 + 2Cl-



Tlenek niklu(II)

Po wyprażeniu wodorotlenku niklu Ni(OH)2 powstaje tlenek szarozielony tlenek niklu(II) NiO:

Ni(OH)2 NiO + H2O

T

Reakcje charakterystyczne

Wodny roztwór amoniaku NH3(aq) dodawany w niewielkich ilościach do roztworu zawierającego jony Ni2+ wytrąca się zielonkawy hydroksosoli, np. hydroksochlorku niklu(II)

Ni2+ + 2Cl- + NH3*H2O Ni(OH)Cl + NH4

+



Reakcja z amoniakiem – c.d.

Otrzymana sól Ni(OH)Cl jest rozpuszczalna w nadmiarze wodnego roztworu amoniaku z utworzeniem szafirowofioletowego jonu zespolonego [Ni(NH3)6]2+:

Ni(OH)Cl+6(NH3*H2O) [Ni(NH3)6]2+

+OH+Cl+6H2O

Reakcja z siarczkami

Siarczek amonu (NH4) 2S wytrąca z roztworów zawierających Ni2+ czarny osad siarczku niklu:

Ni2+ + S2- NiS

który jest rozpuszczalny jedynie w rozpuszczalnikach wykazujących silne właściwości utleniające, np. w wodzie królewskiej lub kwasie solnym w obecności nadtlenku wodoru.



Reakcja z żelazocyjankami

Żelazocyjanki (np. K4[Fe(CN)6] strącają z roztworu soli niklu zielonkawobrunatny osad, nierozpuszczalny w rozc. kwasie solnym:

Ni2+ + Fe(CN)64- Ni2[Fe(CN)6]


Bibliografia

Jerzy Minczewski, Zygmunt Marczenko – Chemia analityczna, tom 1

Szczęsny Rosołowski – „Pracownia chemiczna. Analiza jakościowa”

http://www.e-chemia.nazwa.pl/http://pl.wikipedia.org/http://portalwiedzy.onet.pl/13285,,,,

nikiel,haslo.html/

http://www.e-chemia.nazwa.pl/

http://www.e-chemia.nazwa.pl/

http://pl.wikipedia.org/

http://pl.wikipedia.org/

http://portalwiedzy.onet.pl/13285,,,,nikiel,haslo.html/

http://portalwiedzy.onet.pl/13285,,,,nikiel,haslo.html/

Nikiel

Documents

Transcript of Nikiel