آشنایی با عنصر نیکل و خواص آن

عنصر نیکل(NI) یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 28 است که در جدول تناوبی عناصر در گروه 10 قرار دارد. این عنصر یک فلز واسطه است در تولید محصولات متنوعی از فولاد زنگ‌ نزن و باتری‌ های قابل شارژ تا آلیاژهای مقاوم به حرارت، نقش کلیدی ایفا می‌ کند.

عنصر نیکل چیست؟

نیکل، فلزی با رنگ سفید نقره‌ ای و چگالی بالا است که به طور طبیعی در پوسته زمین یافت می‌ شود. این فلز به دلیل ساختار الکترونی خاص خود، قابلیت تشکیل ترکیبات شیمیایی متنوعی از جمله ترکیبات کوئوردیناسیون را دارد. برخی از این ترکیبات سمی هستند، باید توجه داشت که برخی ترکیبات نیکل به ویژه ترکیبات محلول در آب، سمی بوده و می‌ توانند در صورت تماس طولانی مدت با پوست یا استنشاق، عوارض سلامتی ایجاد کنند. به همین دلیل، در صنایع مرتبط با نیکل، رعایت نکات ایمنی بسیار مهم است.

ویژگی های عنصر نیکل

به عنوان یک فلز واسطه، نیکل دارای خواص مختلفی می باشد و قابلیت تشکیل آلیاژ های مختلف با فلزاتی مانند آهن، مس و کروم است. برخی از مهم ترین خواص عنصر نیکل بر روی فلزات عبارتند از:

• نقطه ذوب و جوش بالا: نیکل نقطه ذوبی در حدود 1455 درجه سانتی گراد و نقطه جوشی نزدیک به 2913 درجه سانتی گراد دارد. این خاصیت آن را برای استفاده در دماهای بالا مناسب می کند.
• مقاومت در برابر خوردگی: نیکل در برابر خوردگی مقاوم است و این ویژگی، آن را برای پوشش دادن فلزات دیگر، به خصوص در صنایع الکترونیک جذاب کرده است.
• خاصیت مغناطیسی: نیکل در کنار آهن و کبالت، از جمله فلزات مغناطیسی محسوب می شود. این خاصیت باعث می شود که نیکل در تولید آهنربای قوی کاربرد داشته باشد.
• انعطاف پذیری و چکش خواری: نیکل به راحتی شکل پذیر است و به دلیل چکش خواری بالا در ساخت قطعات دقیق و صنعتی استفاده می شود.

خواص فیزیکی و  شیمیایی عنصر نیکل

نیکل خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی دارد که آن را در صنایع مختلف پر کاربرد کرده است. در اینجا به برخی از مهم خواص شیمیایی و فیزیکی این عنصر اشاره میکنیم:

خواص فیزیکی عنصر نیکل

• ظاهر: نیکل فلزی براق، نقره رنگ و سخت است.
• چگالی: چگالی نیکل حدود 8.9 گرم بر سانتی متر مکعب است.
• نقطه ذوب: نقطه ذوب نیکل حدود 1455 درجه سانتی گراد است.
• نقطه جوش: نقطه جوش نیکل حدود 2913 درجه سانتی گراد است.
• سختی: نیکل دارای سختی نسبتا بالایی است و در مقیاس موس، خط خورده 4 الی 4.5 دارد.
• هدایت الکتریکی و حرارتی: نیکل یک هادی خوب الکتریستیه و گرماست، اما نه به اندازه مس.

خواص شیمیایی عنصر نیکل

• اکسیداسیون: نیکل به راحتی در دماهای بالا با اکسیژن واکنش نشان می دهد.
• واکنش با اسید ها: نیکل در اسید های رقیق مانند اسید سولفوریک و اسید کلریدریک واکنش نشان می دهد و نمک های نیکل تولید می کند.
• تشکیل آلیاژ: نیکل می تواند با کربن، سولفور و برخی فلزات دیگر ترکیب شود و آلیاژ های مختلفی بسازد.
• خاصیت کتالیزور: نیکل به عنوان کاتالیزور در بسیاری از واکنش‌ های شیمیایی استفاده می‌ شود.
• واکنش با هیدروژن: نیکل می تواند با هیدروژن در دماهای بالا واکنش نشان دهد و هیدرید های نیکل تشکیل دهد.

کاربرد عنصر نیکل در صنایع مختلف

نیکل، به دلیل خواص منحصر به فرد شیمیایی و فیزیکی خود، در صنایع مختلف کاربردهای بسیار گسترده‌ای دارد. از جمله مهم‌ ترین کاربردهای این فلز می‌ توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنعت فولاد:

• تولید فولادهای ضدزنگ: نیکل به فولاد استحکام و مقاومت در برابر خوردگی می‌ بخشد.
• تولید فولادهای آلیاژی: نیکل در تولید فولادهای آلیاژی با خواص مکانیکی خاص استفاده می‌ شود.

• صنعت باتری:

• باتری‌ های قابل شارژ: نیکل در ساخت باتری‌ های نیکل-کادمیوم و باتری‌ های لیتیوم-یونی استفاده می‌ شود.

• صنعت پوشش‌دهی:

• آبکاری: نیکل برای آبکاری فلزات دیگر استفاده می‌ شود تا مقاومت آن‌ ها در برابر خوردگی افزایش یابد.

• صنعت آلیاژ:

• آلیاژهای پایه نیکل: این آلیاژها در صنایع هوافضا، شیمیایی و دریایی کاربرد دارند.
• آلیاژهای مونل: آلیاژی از نیکل و مس که در محیط‌ های خورنده و با دمای بالا استفاده می‌ شود.

• صنعت سکه‌ سازی:

• بسیاری از سکه‌ ها حاوی درصد قابل توجهی نیکل هستند.

• صنعت الکترونیک:

• در ساخت قطعات الکترونیکی مانند مقاومت‌ ها و ترانزیستورها مصرف می‌ شود.

• صنعت شیمیایی:

• به عنوان کاتالیزور در واکنش‌ های شیمیایی استفاده می‌ شود.

روش تشخیص عنصر نیکل

تشخیص نیکل در فلزات به روش های مختلفی امکان پذیر است. در ادامه چند روش معمول برای شناسایی نیکل در نمونه های فلزی را توضیح می دهیم:

• آزمون مغناطیسی: بسیاری از آلیاژهای نیکل خاصیت مغناطیسی دارند. اگر یک جسم به آهن‌ ربا جذب شد، احتمال وجود نیکل در آن زیاد است. اما توجه داشته باشید که برخی دیگر از فلزات و آلیاژها نیز ممکن است خاصیت مغناطیسی داشته باشند
• آزمون‌ های شیمیایی کیفی: از معرف‌ های شیمیایی خاصی مانند دی متیل‌ گلیوکسیم (DMG) می‌ توان برای تشخیص نیکل استفاده کرد. DMG با نیکل یک ترکیب رنگی قرمز تشکیل می‌ دهد.
• طیف‌ سنجی جذب اتمی (AAS): این روش بسیار دقیق و حساس است و برای اندازه‌ گیری غلظت‌ های کم نیکل در نمونه‌ ها استفاده می‌ شود.
• طیف‌سنجی نشر اتمی (AES): در این روش، نمونه ابتدا به حالت پلاسما در می‌ آید و سپس نور منتشر شده از اتم‌ های برانگیخته نیکل اندازه‌ گیری می‌ شود.
• فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF): در این روش، اشعه ایکس به نمونه تابیده می‌ شود و اتم‌ های نیکل در نمونه، اشعه ایکس با طول موج مشخصی منتشر می‌ کنند.
• اندازه‌گیری القایی پلاسمای جفت شده (ICP-OES): این روش بسیار حساس و چند عنصری است و برای اندازه‌ گیری همزمان چندین عنصر از جمله نیکل در نمونه‌ ها استفاده می‌ شود.
• اندازه گیری جرمی با پلاسمای جفت شده (ICP-MS): این روش بسیار حساس و دقیق است و برای اندازه‌ گیری ایزوتوپ‌ های مختلف نیکل و همچنین غلظت‌ های بسیار کم این عنصر استفاده می‌ شود.

در نهایت برای تشخیص دقیق نیکل در فلزات، ترکیب چند روش یا استفاده از روش های دستگاهی مانند XRF ،ICP-OES  مناسب تر هستند. به طور کلی نیکل فلزی است با کاربردهای بسیار گسترده در صنایع مختلف، از ساخت فولادهای ضد زنگ و باتری‌ های قابل شارژ گرفته تا تولید آلیاژهای مقاوم به حرارت، نیکل نقش محوری ایفا می‌ کند.

دمیرآل با ترکیب تنوع محصولات، قیمت‌ های رقابتی، رابط کاربری آسان و پشتیبانی قوی، استانداردهای جدیدی را در صنعت خرید محصولات فلزی مانند استیل ، مس، آلومینیوم تعریف کرده است. با دمیرآل، شما می‌ توانید با اطمینان خاطر، بهترین محصولات را با بهترین قیمت تهیه کنید.