Nikkel

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 16
4 skal 2
5 skal  
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Nickel
Navn på Tysk
Nickel
Navn på Fransk
Nickel
Navn
Nikkel
Symbol
Ni
Atomnummer
28
Atommasse
58,70
Smeltepunkt
1453°C
Kogepunkt
2732°C
Massefylde
8,9 g/cm3
Elektronnegativitet
1,9
Oxidationstrin
+2, +3
Isotopmasseområde
48 - 80
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
I 1751 blev det metalliske grundstof nikkel opdaget af den svenske kemiker og mineralog A. E. Cronstedt. Cronstedt arbejdede med et mineral, som han havde fundet i noget malm fra Los-cobaltminerne i Hälsingland. Mineralet viste sig senere at være kupfernickel, og Cronstedt formodede, at det indeholdt kobber. Han opløste det i syre, og den herved fremkomne grønne opløsning tilsatte han et stykke jern, oven på hvilket han forventede at se en udfældning af kobber. Imidlertid skete dette ikke, og Cronstedt var da straks klar over, at mineralet ikke var kobberholdigt. Herefter calcinerede, d.v.s. opvarmede (brændte) han nogle af de grønne krystaller, som fandtes på mineralets overflade, og blandede glødningsresten med trækul. Ved at opvarme denne blanding fik han et nyt, hidtil ukendt metal (grundstof), som han observerede var svagt magnetisk og som på ingen måde lignede kobber. Cronstedts nye grundstof var forurenet med både jern, arsen og cobalt, og derfor betvivlede mange hans opdagelse. Først i 1775 fremstillede den svenske kemiker T. O. Bergman rent nikkel og beviste samtidig, at Cronstedt virkelig havde opdaget og også til en vis grad isoleret et nyt grundstof i 1751. I 1799 viste den franske kemiker J. L. Proust, at der var nikkel i meteoritjern fundet i Peru.

Navn
Da Cronstedt havde fundet sit grundstof i mineralet kupfernickel, foreslog han selv navnet nikkel, der betyder noget i retning af 'ondskabsfuld lille ånd'. Bjergværksarbejderne i Tyskland kaldte således en ondskabsfuld bjergånd for en 'Nickel', og den tunge, rødbrune ikkekobberholdige malm (rød nikkelkis) kaldte de foragtelig for 'kupfernickel' ('falsk kobber'), fordi det viste sig, at det var umuligt at få kobber ud af malmen. Kupfernickel blev brugt til at farve glas grønt; foruden nikkel indeholder det også grundstoffet arsen. På svensk anvendtes navnet 'kopparnickel' = 'narrekobber'.

Egenskaber
Nikkel er et sølvglinsende metal, som i lighed med metallet jern (8.undergruppe i Det Periodiske System) er magnetisk samt let lader sig bearbejde. Et tredie magnetisk grundstof er cobalt. Nikkel taber sin magnetisme ved 358°C. (Curiepunktet). Rent nikkel oxideres kun langsomt i luft og er korrosionsbestandigt også i havvand. Fortyndede stærke syrer som saltsyre, HCl og svovlsyre, H2SO4 opløser nikkel under udvikling af hydrogen:

Ni + H
2SO4 —> NiSO4 + H2

Koncentreret salpetersyre, HNO
3 passiverer nikkel, således at det ikke opløses af fortyndet saltsyre og svovlsyre.

Forekomst
Nikkel forekommer i naturen hovedsageligt i mineraler, ofte sammen med grundstoffer som svovl, jern og arsen. Eksempler på sådanne mineraler er annabergit, Ni3(AsO4)2 • 8H2O og pentlandit, (Fe,Ni)9S8, hvor sidstnævnte har størst kommerciel betydning.

Udvinding
Nikkel fremstilles på forskellig måde. For eksempel ristes svovlholdig nikkelmalm, hvorved svovlet fjernes. Jernet fjernes som en siliciumholdig slagge, og man ender med et produkt indeholdende 40-50 % nikkel. Dette omdannes til f.eks. nikkel(II)chlorid, NiCl2, som så elektrolyseres og giver metallisk nikkel ved katoden. Særligt rent nikkel fremstilles efter Mond-processen opkaldt efter den tyske kemiker L. Mond, som udviklede metoden. I Mond-processen bringes en findelt nikkellegering til at reagere med carbonmonoxid, CO. Herved dannes det overordentlig giftige nikkelcarbonyl, Ni(CO)4 med et kogepunkt på 43°C. Denne forbindelse dekomponerer ved ca. 200°C., og det gendannede carbonmonoxid kan afkøles og ledes tilbage over det forurenede udgangsmetal.

Anvendelse
Nikkel bruges i forskellige typer specialstål og som komponent i andre legeringer, ofte sammen med kobber. Nysølv, nikkelin, konstantan og monelmetal er nogle almindelig kendte nikkellegeringer. I vise typer elektriske batterier er der nikkel, og nikkel anvendes i fremstillingen af permanente magneter. 'Alnico' er en magnetisk legering indeholdende aluminium, nikkel, cobalt og jern. Nikkel er en velegnet katalysator i mange kemiske processer, og da metallet er ret korrosionsbestandigt, anvendes det også som overtræksmetal på andre metaller (fornikling).

Miljø og Helse
Nikkels fysiologiske egenskaber er ikke kendt i detaljer. Man ved, at metallet kan fremkalde allergiske reaktioner og betændelser i huden. Dette ses f.eks. ved brug af smykker og armbåndsure. Nikkelholdigt støv og damp er kræftfremkaldende, hvilket den ovenfor omtalte forbindelse nikkelcarbonyl også er. Nikkelioner har formentlig en giftvirkning på planter. Vegetationen omkring nikkelværker viser ofte tydelige tegn på metalforgiftning. Kilder til nikkelforurening er endvidere korrosion af forniklede genstande og utilsigtet forbrænding af batterier indeholdende f.eks. nikkel og cadmium.