Nikel Nedir

1-)Alm. Nikel (n), Fr. Nickel (n), İng. Nickel. Çok eski çağlardan beri bilinen ve bugün de çok kullanılan, gümüş renginde, kimyada “Ni” sembolüyle gösterilen metal. Nikel, milattan önceki medeniyetlerde alaşım halinde kullanılmıştır. 1751 yılına kadar nikelin saf metal olarak elde edildiği bilinmiyor. Bu tarihte A.F. Cronstedt, nikeli saf olarak nikkolit (NiAs) ihtiva eden cevherden elde etti.

Bulunuşu: Çokluk bakımından yer kabuğunun yirmi dördüncü elementidir. Yerkabuğunu meydana getiren maddeler içinde % 0,016 kadardır. Nikelin en önemli kaynağı, kükürt ihtiva eden cevherlerdir. Başlıca mineralleri pentlandit [(Fe, Ni)9S8], millerit (NiS), nikolit, (NiAs), maşarıt (Ni11As8), gersdorfit (NiAsS), garnierit, vermukülitler, polidimit, violarit [(Ni, Fe)3S4], ve ulmanit (NiSbS) dir. Bazı meteor taşlarında demirle alaşım halinde bulunmaktadır.

Özellikleri: Nikelin atom numarası 28’dir. Periyodik cetvelde VIII B grubunda bulunur. Elektron dizilişi, 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 şeklindedir. 4s2 seviyesindeki iki elektron, en yüksek enerjiye sahip olup, bu elektronlar verildiğinde; kararlı olan (2+) değerlikli iyon meydana gelir. Bu reaksiyon için elektrot potansiyeli +0,231 V dur. Kobalttan pasif, kalaydan aktiftir. Adi şartlarda kuvvetli asitlerle reaksiyona girer. Bu reaksiyonda tuz ve hidrojen meydana gelir. Nikelin tuzları çok hafif asidiktir. Sulu seyreltik nikel oksit çözeltisinin pH si. 6,7’dir. Nikelin yoğunluğu 8,9 g/cm3, erime noktası 1455°C, kaynama noktası 2900°C’, özgül (spesifik) ısısı 118°C’da 0.1095 cal/gC° erime gizli ısısı 73,8 cal/g dir. Atom ağırlığı 58,71 dir. Atom ağırlıkları 58 (% 67,76), 60 (% 26,16), 61 (% 1,25), 62 (% 3,66) ve 64 (% 1,16) olan izotopları vardır. Kübik yüzey merkezli kristal yapıya sahip olduğu için soğukta şekillendirilebilir. Nikel, demirden sıkı olup, oldukça serttir. Soğuk işlemle, sertlik ve mukavemette artış sağlanır. Atmosferik etkiyle yüzeyinde bir oksit tabakası meydana gelir ve bu film halindeki oksit tabakası, oksitlenmenin ilerlemesini önler. Normal olarak nikel birçok asidin, tuzların, alkalinin, yaş ve kuru gazların çürütücü, aşındırıcı etkisine karşı dayanıklıdır. Asitlerin nikele etkisi yılda 0,5 mm kadardır. Nikel, manyetik özelliğe sahiptir ve bu özelliğini 360°C’ye kadar korur. Nikel, ilave edildiği metal veya alaşımının özelliklerini ıslah eder. Bu yüzden 3000 kadar alaşımın bünyesine girer.

Elde edilişi: Nikel, 1850 yılında 80 ton elde edilebilirken, 1971’li yıllarda 660.000 ton üretime ulaşılmıştır. En çok üretim yapan memleketler, Kanada, Küba, Fransa, Brezilya, Hindistan, Finlandiya, Norveç veRusya’dır. Nikel iki şekilde elde edilir.

a) Sülfür filizlerinden elde edilmesi: Kırılıp ufaltılan filizler, yüzdürme işlemiyle nikelce zengin hale getirilir. Diferansiyel flotasyon ile bir bakır bir de nikel konsantratı elde edilir. Nikel konsantratında nikel miktarı % 70-80’e çıkar. Bundan sonra kavrularak ortamdan kükürt uzaklaştırılır. Eritici ilave edilerek eritilir. Yabancı maddeler curufa geçer. Bu sırada bakır ihtiva eden nikel, demir matı teşekkül eder. Mat yeniden bessemerlenerek demir ve kükürdün büyük bir kısmı giderilir. Çeşitli işlemlerden geçirilip zenginleştirilen ve nikel oksit halinde elde edilen madde indirgenerek, metal (maden) halinde elde edilir. Sonra bu maden, elektrolitik veya mond metodu ile saflaştırılır.

b) Silikatli filizlerinden elde edilmesi: Silikat filizleri kurutulup kalsiyumsulfat ve kireçtaşı ile karıştırılarak briket haline getirilir. Bu briketlerin kok ile eritilmesinden % 30-45 nikel ihtiva eden nikel sülfür matı teşekkül eder. Matın bessemerlenmesiyle % 77 nikel ihtiva eden nikel sülfür elde edilir ki bu da kavrularak oksit haline dönüştürülür. Oksit de kok ile indirgenir.

Bileşikleri: Nikel, bileşikleri daha çok (2+) değerliklidir. İstisnai olarak 1+, 3+ ve 4+ değerlikli olabilir.

Nikel klorür (NiCl2), en çok hekza hidrat halinde bulunur. 140°C’nin üstünde susuz hal alır ki bu da sarı hekzagonal kristaller halindedir. Nikel metaliyle HCl’in reaksiyonundan elde edilir. Nikel yerine, nikel oksit, hidroksid veya karbonat da kullanılabilir. Bu tuz en çok galvanoplastide ve katalizör nikel elde edilmesinde kullanılır. Nikel bromür (NiBr2) en çok trihidrat halinde bulunur. 200°C’de susuz hale geçer. Nikel nitrat [Ni (NiO3)2] ticarette zümrüt yeşili renginde olan hekza hidrat halinde bulunur. Nikel oksit (NiO) tabiatta az miktarda bunsenit minerali halinde bulunur. Nikel oksit, nikel hidroksidin, bazik karbonatların, nitratın ve diğer tuzların havada ısıtılması ile elde edilir. Alaşımların yapılmasında, seramik sanayiinde renk verici olarak kullanılır.

Nikel hidroksit [Ni (OH)2] nikel tuzu çözeltilerinin alkali hidroksitle muamele edilmesinden elde edilir. Nikel sülfat (NiSO4), ticarette hekza hidrat halinde satılır. Nikelin sülfat asidiyle muamelesinden elde edilir. Galvanoplastide kullanılan en ucuz nikel tuzudur. Ticari önemi bulunan bir nikel bileşiği de nikel tetra karbonildir, Ni(CO)4. Bu bileşik bilhassa asetilen ve alkollerden akrilatların sentezinde karbonmonoksit taşıyıcısı olarak faydalanılır. Nikel tetrakorbonil renksiz ve uçucu bir sıvıdır. Toz halindeki metalik nikelin CO ile tepkimeye girmesiyle teşekkül eder.

Alaşımları: Nikel alaşımları muayyen metalleri bir arada asidik veya bazik bir açık fırında veya endüksiyon fırınında ısıtmak suretiyle elde edilir. Bazı alaşımları soğukta mukavim süreli ve tok olarak kullanılırken, bazı nikel alaşımları da 1150°C’ye kadar sıcaklıklarda ve yüksek mukavemet uygulamalarında kullanılmaktadır. Alaşımlarının çoğu yüksek sıcaklıkta, endüstride bulunan korozyon ortamlarında yüksek dayanıklılık gösterir.

Nikel-Bakır alaşımları: Nikel ve bakır birbiri ile her oranda karışır. Üçte iki nikel, üçte bir bakır ihtiva eden alaşıma Monel denir ki, en önemli Ni-Cu alaşımdır. Bu alaşımın, yüksek mukavemeti, korozyona karşı çok iyi dayanıklılığı, çok iyi işlenebilme kabiliyeti vardır. Bu yüzden bu alaşım, yağ rafinasyonunda, kimyevi madde üreten fabrikaların alet ve teçhizatlarında, pompalarda, vanalarda ve mimaride kullanılır. Monel’e alüminyum ve titan katılarak özellikleri daha da iyileştirilir.

Nikel-Krom alaşımları: % 60-80 nikel % 13-20 krom ihtiva eden alaşımlar yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır. Bu alaşımlar 1150°C’ye kadar sıcaklıklarda korozyona dayanıklıdır. Bu alaşımlarda az miktarda demir de bulunmaktadır. Diğer % 80 nikel % 20 krom ihtiva eden alaşıma İnkonel denir ve elektrik direnç teli olarak kullanılır. İnkonel alkalilere, organik bileşiklere, amonyak karbondioksit gibi gazlara dayanıklıdır.

Hastelloy D alaşımı % 85 Ni, % 10 Si ve % 3 Cu ihtiva eder ve bu alaşım sülfat asidine dayanıklıdır. Kromel (% 90 Ni, % 10 Cr) ve Alumel (% 94 Ni, % 3 Mn, % 2 Al; % 1 Si) alaşımlar termokuplarda 1200°C’ye kadar kullanılır.

Para alaşımları, genel olarak bakır ve nikel ihtiva ederler. Nikel gümüşleri, gümüş gibi beyaz olup bakır, nikel ve çinko ihtiva ederler. Gümüş yoktur. Alaşıma beyazlığı nikel ve çinko verir. Bu alaşımın 200 çeşidi vardır. En çok kullanılanı, % 65 Cu, % 18 Ni ve % 17 Zn ihtiva eder.

Genleşme katsayısı en düşük nikel alaşımı Invar olup, % 64 demir % 36 nikel ihtiva eder. Elinvar (% 34 Ni, % 4,5 Cr ve % 2 W ve kalanı demir) saat yayı imalinde kullanılır.

Kullanılışı: Nikel saf olarak kullanıldığı gibi, en çok alaşım halinde kullanılır. Saf nikel bilhassa kaplamacılıkta kullanılır. Kaplamanın yapılması için, önce kaplanacak madde bakır sonra nikelle kaplanır. Bu işleme nikelaj ismi verilir. Nikel, akümülatör yapımında da kullanılır. Alaşımlar içinde sanayide en çok kullanılanı, paslanmaz çeliktir. Bu çeliklerde nikel oranı, çeliğin kullanma yerine bağlı olarak değişir. % 74-77 altın, % 17 nikel ve % 6-9 çinkodan yapılmış alaşım platine benzer. Bu yüzden platin yerine kullanılır. % 46 nikelli demir alaşımına platinit denir. Platinitin uzama katsayısı cam ile aynıdır. Bu yüzden platinit cama yapıştırılır. Alpaka(yeni gümüş) alaşımı bakır, nikel ve çinkodan meydana gelmiştir. Alman gümüşü olarak da bilinir.

2-)Atom numarası 28, atom ağırlığı 58,71, yoğunluğu 8,9 olan, gümüş parlaklığında, demir sertliğinde, kolay işlenebilen ve kolayca tel durumuna getirilebilen bir element (simgesi Ni).

3-)Simgesi Ni, atom numarası 28, atom kütlesi 58,71g, yoğunluğu 8,8 g/mL, e.n. 1455

4-)Hücre zarı ve ribonükleikasit üretimiyle kan oluşumunda görevli, birçok enzim aktivatörünün yapısında bulunan, eksikliğinde büyüme ve döl veriminde azalmalara yol açan iz element.

5-)Gümüş renkli, yenime dayanıklı paslanmaz çeliklerin ve ısıya dirençli çeliklerin en önemli alaşım elementlerinden biri A.A. 58.69, A.S. 28, ö.A. 8.90, E.S. 1452° C.

Bu bilgi faydalı oldu mu ?