Бұл 1751 жыл еді. Кішкентай Швецияда ғалым Аксель Фредерик Крондстедттің арқасында №17 элемент пайда болды. Ол кезде бар болғаны 12 металл белгілі болды, оған қоса күкірт, фосфор, көміртек және мышьяк бар. Олар өз компаниясына жаңадан келген адамды қабылдады, оның аты никель.
Біраз тарих
Осы ғажайып ашылудан көптеген жылдар бұрын Саксония кеншілері мыс рудасымен қателесетін рудамен таныс болды. Бұл материалдан мыс алу әрекеті нәтижесіз болды. Алданғанын сезініп, кен «Купферникел» (орыс тілінде - «мыс шайтан») деп атала бастады.
Минералдардың сарапшысы Крондстедт бұл кенге қызығушылық танытты. Көп жұмыс істегеннен кейін жаңа металл алынды, ол никель деп аталды. Бергман зерттеу эстафетасын өз қолына алды. Ол металды одан әрі тазартып, бұл элемент темірге ұқсайды деген қорытындыға келді.
Никельдің физикалық қасиеттері
Никель элементтердің оныншы тобына кіреді және периодтық жүйенің төртінші периодында 28 атомдық нөмірімен орналасқан. Кестедегі Ni таңбасын алып тастасаңыз, бұл никель. Күміс негізде сары түсті реңк бар. Тіпті ауада металлөшпейді. Қатты және жеткілікті тұтқыр. Ол өте жұқа бұйымдар жасауға болатындай етіп соғуға өте қолайлы. Керемет жылтыратылған. Никельді магнитпен тартуға болады. Тіпті минус белгісі бар 340 градус температурада никельдің магниттік ерекшеліктері көрінеді. Никель - коррозияға төзімді металл. Ол төмен химиялық белсенділікті көрсетеді. Никельдің химиялық қасиеттері туралы не айтуға болады?
Химиялық қасиеттері
Никельдің сапалық құрамын анықтау үшін не қажет? Мұнда біздің металдың қандай атомдардан тұратынын (яғни олардың саны) тізімдеу керек. Мольдік массасы (оны атомдық масса деп те атайды) 58,6934 (г/моль) құрайды. Өлшемдер алға жылжыды. Біздің металдың атомының радиусы 124 pm. Ион радиусын өлшеу кезінде нәтиже (+2e) 69 pm, ал 115 pm саны коваленттік радиусты көрсетті. Атақты кристаллограф және ұлы химик Полингтің шкаласы бойынша электртерістігі 1,91, ал электронды потенциалы 0,25 В.
Никельге ауа мен судың әсері шамалы дерлік. Сілті туралы да солай айтуға болады. Неліктен бұл металл осылай әрекет етеді? Оның бетінде NiO түзіледі. Бұл тотығуды болдырмайтын пленка түріндегі жабын. Егер никель өте жоғары температураға дейін қыздырылса, онда ол оттегімен әрекеттесе бастайды, сонымен қатар галогендермен және барлығымен әрекеттеседі.
Егер никель азот қышқылына түссе, реакция ұзаққа созылмайды. Ол сондай-ақ аммиак бар ерітінділерде де оңай белсендіріледі.
Бірақ барлық қышқыл никельде жұмыс істемейді. Тұз және күкірт сияқты қышқылдар,оны өте баяу, бірақ міндетті түрде ерітіңіз. Фосфор қышқылындағы никельмен де солай істеу әрекеті мүлде сәтті болмады.
Табиғаттағы никель
Ғалымдардың болжамы – біздің планетамыздың өзегі – құрамында темір 90%, ал никель 10 есе аз болатын қорытпа. Кобальттың болуы - 0,6%. Айналу процесінде никель атомдары жер жамылғысының қабатына шықты. Олар мыс пен күкіртпен бірге мыс-никель сульфидті кендердің негізін салушылар болып табылады. Неғұрлым батыл никель атомдарының кейбірі мұнымен тоқтап қалмады және одан әрі қарай итермеледі. Атомдар хром, магний және темірмен бірге жер бетіне шықты. Әрі қарай, біздің металдың саяхатшылары тотықты және ажыратылды.
Фельсті және ультра негізді жыныстар жер шарының бетінде кездеседі. Ғалымдардың пікірінше, қышқылды таужыныстардағы никель мөлшері ультракүлгінге қарағанда әлдеқайда төмен. Сондықтан ол жердегі топырақ пен өсімдіктер никельге жақсы байытылған. Бірақ талқыланып жатқан кейіпкердің биосфера мен судағы сапары соншалықты байқалмады.
Никель кендері
Өнеркәсіптік никель кендері екі түрге бөлінеді.
- Сульфидті мыс-никель. Пайдалы қазбалар: магний, пирротит, кубанит, милерит, петландит, сперрилит – бұл кендердің құрамында бар. Оларды түзген магманың арқасында. Сульфидті кендер палладий, алтын және т.б. өндіре алады.
- Силикатты никель кендері. Олар саз сияқты бос. Бұл түрдегі кендер темірлі, кремнийлі, магнийлі.
Никель қайда қолданылады
Никель металлургия сияқты қуатты салада кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, қорытпалардың алуан түрлілігін өндіруде. Негізінен қорытпаға темір, никель және кобальт кіреді. Никельге негізделген көптеген қорытпалар бар. Біздің металл қорытпаға біріктірілген, мысалы, титанмен, хроммен, молибденмен. Никель сонымен қатар тез тоттанатын өнімдерді қорғау үшін қолданылады. Бұл өнімдер никельмен қапталған, яғни олар коррозияға қарсы әрекетке жол бермейтін арнайы никель жабыны жасайды.
Никель - өте жақсы катализатор. Сондықтан ол химия өнеркәсібінде белсенді түрде қолданылады. Бұл құрылғылар, химиялық ыдыстар, әртүрлі қолданбалы құрылғылар. Химиялық заттар үшін азық-түлік, сілтілерді жеткізу, эфир майларын сақтау, никельді материалдардан жасалған резервуарлар мен резервуарлар қолданылады. Ядролық технология, теледидар, тізімі өте ұзын сан алуан құрылғылар бұл металсыз жасай алмайды.
Егер сіз аспап жасау сияқты салаға, содан кейін машина жасау саласына қарасаңыз, анодтар мен катодтардың никель парақтары екенін байқайсыз. Бұл керемет металды қолданудың толық тізімі емес. Никелдің медицинадағы маңызын да ескермеу керек.
Медицинадағы никель
Никель медицинада кеңінен қолданылады. Алдымен операцияға қажетті құралдарды алайық. Операцияның нәтижесі дәрігердің өзіне ғана емес, ол жұмыс істейтін құралдың сапасына да байланысты. Құралдар көптеген зарарсыздандырудан өтеді, ал егер олар құрамында никель жоқ қорытпадан жасалған болса, онда коррозия ұзаққа созылмайды. Ал құрамында никель бар болаттан жасалған құралдар әлдеқайда ұзақ қызмет етеді.
Импланттарға келетін болсақ, оларды жасау үшін никель қорытпалары қолданылады. Құрамында никель бар болат жоғары беріктік дәрежесіне ие. Сүйектерді, протездерді, бұрандаларды бекітуге арналған құрылғылар - бәрі де осы болаттан жасалған. Стоматологияда имплантанттар да өзінің күшті орнын алды. Бугельдер, тот баспайтын болаттан жасалған жақшаларды ортодонт дәрігерлер пайдаланады.
Тірі ағзалардағы никель
Әлемге төменнен жоғары қарай қарасаңыз, сурет мынандай көрінеді. Аяғымыздың астында топырақ бар. Ондағы никель мөлшері өсімдікке қарағанда жоғары. Бірақ егер біз бұл өсімдіктерді бізді қызықтыратын призма астында қарастыратын болсақ, онда никельдің көп мөлшері бұршақ дақылдарында кездеседі. Ал дәнді дақылдарда никельдің пайызы артып келеді.
Өсімдіктердегі, теңіздегі және жердегі жануарлардағы никельдің орташа мөлшерін қысқаша қарастырайық. Және, әрине, адамдарда. Өлшем салмақ пайызында. Сонымен, өсімдіктердегі никельдің массасы 510-5. Құрлық жануарлары 110-6, теңіз жануарлары 1, 610-4. Ал адамда никель мөлшері 1-210-6.
Никельдің адам ағзасындағы рөлі
Сіз әрқашан дені сау және әдемі адам болғыңыз келеді. Никель адам ағзасындағы маңызды микроэлементтердің бірі болып табылады. Никель әдетте өкпеде, бүйректе және бауырда жиналады. Адамдарда никельдің жинақталуышашта, қалқанша безде және ұйқы безінде кездеседі. Бұл бәрі емес. Металл денеде не істейді? Бұл жерде біз оны швейцариялық, орақшы және құбырдағы ойыншы деп сенімді түрде айта аламыз. Атап айтқанда:
- жасушаларды оттегімен қанықтыруға көмектесуге тырысу сәтсіз емес;
- тіндерде тотығу-тотықсыздану жұмысы да никельдің иығына түседі;
- ағзаның гормондық фонын реттеуге қатысудан тартынбайды;
- С витаминін қауіпсіз тотықтырады;
- оның майлар алмасуына қатысуын атап өтуге болады;
- тамаша никель қан түзілуіне әсер етеді.
Жасушадағы никельдің үлкен маңызын атап өткім келеді. Бұл микроэлемент жасуша мембранасы мен нуклеин қышқылдарын, атап айтқанда олардың құрылымын қорғайды.
Никельдің лайықты жұмыстарының тізімін жалғастыруға болады. Жоғарыда айтылғандардан денеге никель қажет екенін байқаймыз. Бұл микроэлемент біздің денемізге тамақ арқылы енеді. Әдетте денеде никель жеткілікті, өйткені ол өте аз қажет. Біздің металдың жетіспеушілігі туралы алаңдатарлық қоңыраулар - дерматиттің пайда болуы. Міне, никельдің адам ағзасындағы құндылығы.
Никель қорытпалары
Никель қорытпалары көп. Негізгі үш топты атап өтейік.
Бірінші топқа никель мен мыс қорытпалары жатады. Оларды никель-мыс қорытпалары деп атайды. Бұл екі элемент қандай пропорцияда біріктірілсе де, нәтиже керемет және, ең бастысы, тосынсыйларсыз. Біртекті қорытпаға кепілдік беріледі. Егер оның құрамында никельге қарағанда мыс көп болса, онда қасиеттер айқынырақ боладымыс, ал никель басым болса, қорытпа никель сипатын көрсетеді.
Никель-мыс қорытпалары тиын, машина бөлшектерін өндіруде танымал. 60% дерлік мыс және қалғаны никельден тұратын Константин қорытпасы дәлдігі жоғары жабдықты жасау үшін пайдаланылады.
Никель мен хром қосылған қорытпаны қарастырайық. Нихромдар. Коррозияға, қышқылдарға төзімді, ыстыққа төзімді. Мұндай қорытпалар реактивті қозғалтқыштар, ядролық реакторлар үшін қолданылады, бірақ олардың құрамында 80%-ға дейін никель болған жағдайда ғана.
Қорытпалардың үшінші тобына көшейік. Бұл темір қорытпалары. Олар 4 түрге бөлінеді.
- Ыстыққа төзімді - жоғары температураға төзімді. Бұл қорытпада шамамен 50% никель бар. Бұл жерде комбинация молибден, титан, алюминий болуы мүмкін.
- Магниттік - электротехникада жиі қолданылатын магниттік өткізгіштігін арттыру.
- Тот басуға қарсы – бұл қорытпа химиялық жабдық өндірісінде, сондай-ақ агрессивті ортада жұмыс істегенде таптырмас. Қорытпада молибден бар.
- Өлшемі мен серпімділігін сақтайтын қорытпа. Пештегі термопар. Бұл жерде қорытпа енеді. Қыздырылған кезде өлшемдердің өлшемдері сақталады, ал икемділік жоғалмайды. Осындай қасиеттері бар қорытпа алу үшін қанша никель қажет? Қорытпадағы металл шамамен 40% болуы керек.
Күнделікті өмірде никель
Айналаңызға қарасаңыз, никель қорытпалары адамды барлық жерде қоршап тұратынын түсінесіз. Жиһаздан бастайық. Қорытпа жиһаздың негізін зақымданудан, зиянды әсерлерден қорғайды. Керек-жарақтарды қарастырайық. Терезеде болса да, жиһазда болса да. Ол аладыҰзақ сақталады және өте әдемі көрінеді. Жуынатын бөлмеге саяхатымызды жалғастырайық. Мұнда никель жоқ. Душ бастиектері, шүмек, шүмек - барлығы никельмен қапталған. Осының арқасында сіз коррозияның не екенін ұмыта аласыз. Және бұл өнімге қарау ұят емес, өйткені ол сүйкімді көрінеді және декорды қолдайды. Никель жалатылған бөлшектер сәндік ғимараттарда кездеседі.
Никель ешбір жағдайда ұсақ металл емес. Әртүрлі минералдар мен кендер никельдің болуымен мақтана алады. Мен мұндай элементтің біздің планетада және тіпті адам ағзасында бар екеніне қуаныштымын. Мұнда ол гемопоэтикалық процестерде және тіпті ДНҚ-да соңғы скрипка ойнамайды. Технологияда кеңінен қолданылады. Никель қорғаныш жабындардағы химиялық төзімділігінің арқасында өз үстемдігін жеңіп алды.
Никель – болашағы зор металл. Шынында да, кейбір аймақтарда бұл өте қажет.
