Nickel

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Nickel
Elementsymbol Ni
Ordnungszahl 28
Relative Atommasse 58,6934
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 1455 °C
Siedepunkt 2730 °C

Nickel ist ein chemisches Element, das im Periodensystem mit Palladium und Platin zur Nickelgruppe gehört. Als Legierungsmetall erhöht Nickel die Härte, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl (Nickel- und Chrom-Nickel-Stahl) und ist ein wichtiger Hydrierungskatalysator.

Weitere Eigenschaften

Es handelt sich bei Nickel um ein zähes, silberweißes, die Wärme und den elektrischen Strom gut leitendes, gut dehnbares Schwermetall. Es reagiert erst bei höheren Temperaturen mit Sauerstoff und den Halogenen. Zudem ist es hart, schmiedbar, duktil und lässt sich ausgezeichnet polieren. Nickel ist wie Eisen und Kobalt ferromagnetisch. Bei Raumtemperatur ist es gegen Luft und Wasser sehr beständig, verdünnte Säuren greifen es nur sehr langsam an. Löslich ist Nickel hingegen in verdünnter Salpetersäure.

Fein verteiltes Nickel reagiert mit Kohlenmonoxid bei 50 bis 80 °C zu Nickeltetracarbonyl, Ni(CO)4, einer farblosen, sehr giftigen Flüssigkeit. Diese dient als Zwischenprodukt zur Herstellung von reinstem Nickel nach dem Mond-Verfahren. Bei 180–200 °C zerfällt Nickeltetracarboyl wieder in Nickel und Kohlenmonoxid. In reinem Sauerstoff verbrennt Nickeldraht unter Funkensprühen. Ebenso reagiert es in der Hitze mit anderen Nichtmetallen, wie Halogenen, Schwefel, Phosphor, Arsen, Silizium und Bor.

Nickel ist ein Spurenelement, welches im menschlichen Organismus in sehr geringen Mengen (Tagesbedarf 25–30 µg) benötigt wird. Möglicherweise beeinflusst Nickel auch die Eisenaufnahme und -verwertung.

Entdeckung

Bereits 3400 v. d. Z. kam Nickel zur Verwendung, aber wohl nicht absichtlich und gezielt. Bronze aus dem Gebiet des heutigen Syriens enthielt bis zu 2 Prozent Nickel, das wohl schon im Kupfer- oder Zinnerz enthalten war. Chinesische Schriften bezeugen, daß in Asien „weißes Kupfer“ (Neusilber) zwischen 1700 und 1400 v. d. Z. verwendet wurde.

In Stockholm entdecke im Jahre 1751 der schwedische Chemiker und Mineraloge Axel Frederic Cronstedt Nickel bei der Untersuchung des Rotnickelkieses und stellte es durch Reduktion des Oxids in unreiner Form dar. Cronstedt nannte das Metall „Nickel“, das chemische Symbol „Ni“ wurde 1814 von Berzelius vorgeschlagen. Der Name des Metalls stammt von sächsischen Bergleuten, die das dem Kupfer sehr ähnliche Erz[1] im Spätmittelalter im Erzgebirge entdeckt hatten. Da sie daraus kein Kupfer gewinnen konnten, nannten sie es verächtlich Kupfernickel (schwedisch: kopparnickel), das so viel wie Teufelskupfer oder Nikolauskupfer bedeutet. Mit dem Wort Nickel bezeichnet man einen Kobold, Geist, störrischen Menschen o. Ä. Das reine Metall wurde erstmals 1755 von dem schwedischen Chemiker Torben Olof Bergman hergestellt.

Die erste Münze aus reinem Nickel wurde 1881 geprägt.

Vorkommen

Nickel gehört zu den relativ häufigen Elementen auf der Erde und steht an 21. Stelle der Elementhäufigkeit. Der Nickelgehalt der Erde nimmt mit der Tiefe zu. Es kommt in der Natur nie gediegen vor, nur in Form von Verbindungen, meist als Sulfid, Silikat und Arsenid. Gediegen kommt Nickel nur in Eisenmeteoriten und im Erdkern vor. Sein Massenanteil an der Erdhülle beträgt ca. 0,01 Prozent. Die bekannten Nickelreserven werden auf 125 Millionen Tonnen geschätzt, welche sich auf die gesamte Erde verteilen, die Hauptvorkommen liegen jedoch auf Kuba, Neukaledonien, Kanada (Sudbury-Becken), Indonesien, Südafrika, Rußland (Norilsk und Halbinsel Kola), Australien und Norwegen. Um Nickel wirtschaftlich abbauen zu können, muß der Nickelgehalt des Erzes mindestens 0,5 Prozent betragen. Ein häufiger Begleiter des Nickels ist Kobalt.

Herstellung

Nickel wird meist aus sulfidischen Erzen gewonnen und durch thermische Zersetzung von Ni(CO)4 in Reinstnickel überführt.

Verwendung

Nickel findet vor allem zur Stahlveredelung Verwendung, schon ein geringer Zusatz an Nickel verbessert die Qualität des Stahls erheblich, so zum Beispiel die Korrosionsbeständigkeit, Härte und Zähigkeit. Ein weiterer Teil dient zur Elektroplattierung von Metallen oder als Anodenmaterial bei der galvanischen Vernickelung hauptsächlich von Eisenoberflächen. Auch zahlreiche Gebrauchsgegenstände wie Tiegel, Schalen, Instrumente für Labor und Medizin werden aus Rohnickel hergestellt. In der Elektrotechnik dient Nickel zur Herstellung von Nickel-Kadmium-Akkumulatoren und Thermoelementen wie Ni/Cr-Ni. Nickel eignet sich ferner wegen seiner guten Absorptionsfähigkeit von molekularem Wasserstoff gut als Hydrierungs- und Dehydrierungskatalysator.

Verweise

Fußnoten

  1. Vor allem das Erz Nickelin (Rotnickelkies, NiAs) hat eine ähnliche Farbe wie Kupfer, sondert aber beim Rösten einen üblen arsenähnlichen Geruch ab.