Nikkel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Nikkel
Periodiek systeem
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Nikkel
Nikkel
Algemeen
Naam Nikkel
Symbool Ni
Atoomnummer 28
Groep Platinagroep
Periode Periode 4
Blok D-blok
Reeks Overgangsmetalen
Kleur Zilverkleurig
Chemische eigenschappen
Atoommassa (u) 58,693
Elektronenconfiguratie [Ar]3d8 4s2
Oxidatietoestanden +2, +3
Elektronegativiteit (Pauling) 1,91
Atoomstraal (pm) 124
1e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 737,13
2e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 1753,04
3e ionisatiepotentiaal (kJ·mol−1) 3395,34
Fysische eigenschappen
Dichtheid (kg·m−3) 8902
Hardheid (Mohs) 4,0
Smeltpunt (K) 1728
Kookpunt (K) 3193
Aggregatietoestand Vast
Smeltwarmte (kJ·mol−1) 17,47
Verdampingswarmte (kJ·mol−1) 370,40
Kristalstructuur k.v.g. (bij kamertemp.)
Molair volume (m3·mol−1) 6,59·10-6
Geluidssnelheid (m·s−1) 4970
Specifieke warmte (J·kg−1·K−1) 440
Elektrische weerstandΩ·cm) 6,84
Warmtegeleiding (W·m−1·K−1) 90,7
SI-eenheden en standaardtemperatuur en -druk worden gebruikt,
tenzij anders aangegeven
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde

Nikkel is een scheikundig element met symbool Ni en atoomnummer 28. Het is een zilverwit/grijs overgangsmetaal.

Ontdekking[bewerken]

In het gebied dat tegenwoordig bekend is als Syrië zijn bronzen voorwerpen gevonden die nikkel bevatten. De oudste sporen van het gebruik van nikkel leiden terug tot 3500 v.Chr. Uit oude Chinese geschriften blijkt dat nikkelhoudende mineralen zoals nikkoliet werden gebruikt om glas een groene kleur te geven.

Vaak werd het roodkleurige nikkelerts nikkoliet (ook: nikkolien of roodnikkelkies, NiAs), aangezien voor kopererts. Koper is een element waarmee nikkel veel overeenkomsten heeft. In 1751 probeerde Axel Fredrik Cronstedt koper te isoleren uit nikkoliet. Tot zijn verbazing bleef er een zilverwit poeder over dat hij nickel noemde, naar het Duitse woord Kupfernickel. Mijnwerkers gebruikten dat woord voor het erts waaruit geen koper te winnen viel en slechts het ongewenste nikkel opleverde. Boosaardige aardgeesten, Nickeln, werden daarvoor verantwoordelijk gehouden. Een soortgelijke etymologie kent het element kobalt; hier zouden kobolden het kwade omtoverwerk verrichten.

Vanaf 1860 werd nikkel gebruikt voor muntgeld in een legering met koper.

Toepassingen[bewerken]

Het grootste deel, circa 70%, van het wereldwijd geproduceerde nikkel wordt gebruikt bij de productie van roestvast staal. Het wordt verder gebruikt voor allerlei legeringen waaronder hastelloy, incoloy, inconel. Andere toepassingen zijn:

Opmerkelijke eigenschappen[bewerken]

Nikkel is ferromagnetisch. De aardkern bevat naast ijzer een aanzienlijke hoeveelheid nikkel.

Verschijning[bewerken]

De belangrijkste bronnen van nikkel zijn de mineralen limoniet, garniriet en pentlandiet. De laatste komt alleen voor in magma dat in vulkanen naar de oppervlakte komt.

Ongeveer 30% van alle wereldwijd gedolven nikkel komt uit bronnen in Ontario, Canada. Verder zijn er bronnen te vinden in Rusland (35%; rond Norilsk), Australië, Cuba en Indonesië.

Ionen[bewerken]

In de natuur komt nikkel niet als vrij metaal voor. Het metaal vormt voornamelijk tweewaardig positieve ionen. Zonder verdere toevoeging met betrekking tot de lading wordt naar dit ion verwezen. Onder de speciale omstandigheden van het opladen van een Nikkel/Cadmiumbatterij wordt ook het Ni3+-ion gevormd.

Isotopen[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Isotopen van nikkel voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Stabielste isotopen
Iso RA (%) Halveringstijd VV VE (MeV) VP
58Ni 68,077 stabiel met 30 neutronen
59Ni syn 7,6×104 j EV 1,072 59Co
60Ni 26,223 stabiel met 32 neutronen
61Ni 1,140 stabiel met 33 neutronen
62Ni 3,634 stabiel met 34 neutronen
63Ni syn 100,1 j β- 3,672 63Cu
64Ni 0,926 stabiel met 36 neutronen

In de natuur komen vijf stabiele nikkelisotopen voor, waarvan 58Ni het meest. Er zijn ongeveer 20 radioactieve isotopen bekend met halveringstijden uiteenlopend van enkele seconden tot duizenden jaren.

  • 56Ni wordt in enorme hoeveelheden geproduceerd in type II supernova's. Via 56Co vervalt dat tot het stabiele 56Fe.
  • 59Ni wordt vaak gebruikt bij ouderdomsbepalingen van meteorieten en bij onderzoek naar het zonnestelsel.
  • 63Ni wordt onder andere toegepast in ECD (electron capture detector) bij de gaschromatografie.

Toxicologie en veiligheid[bewerken]

In poedervorm is nikkel(II)sulfide carcinogeen. Nikkeltetracarbonyl (Ni(CO)4) is een extreem giftig gas. Metallisch nikkel kan allergische reacties opwekken.

Wereldproductie en -reserves[bewerken]

Wereldnikkelproductie in tonnen, 2005

In 2011 was Rusland de grootste producent van nikkel wereldwijd met een aandeel van zo’n 20% gevolgd door Canada en Australië. De grootste nikkelreserves in Europa, maar exclusief Rusland, liggen in Finland en Griekenland. Op land zijn de reserves meer dan 130 miljoen ton, uitgaande van een concentratie van 1% of meer. Verder liggen er nog onbekende hoeveelheden nikkel op de zeebodem.[1]

De grootste producent van nikkel is Norilsk Nikkel, dit Russisch bedrijf heeft een wereldmarktaandeel van 18%.[2] Op nummer twee staat het Braziliaanse mijnbouwbedrijf Vale (14%) en het Chinese Jinchuan heeft een aandeel van 8% en staat hiermee op de derde plaats. Vale heeft door de overname van het Canadese nikkelbedrijf Inco in 2006 een belangrijke positie in deze markt verkregen.

Productie en reserves
(in tonnen)
2000[1] 2010[3] 2011 Reserves
2011
Australië 168.300 170.000 180.000 24.000.000
Botswana 34.465 28.000 32.000 490.000
Brazilië 45.317 59.100 83.000 8.700.000
Canada 190.728 158.000 200.000 3.300.000
China 51.100 79.000 80.000 3.000.000
Colombia 58.927 72.000 72.000 720.000
Cuba 68.305 70.000 74.000 5.500.000
Dominicaanse Republiek 39.943 0 14.000 1.000.000
Indonesië 98.200 232.000 230.000 3.900.000
Madagaskar n.b. 15.000 25.000 1.600.000
Nieuw-Caledonië 127.943 130.000 140.000 12.000.000
Filipijnen 23.500 173.000 230.000 1.100.000
Rusland 270.000 269.000 280.000 6.000.000
Zuid-Afrika 36.616 40.000 42.000 3.700.000
Overig 38.367 99.000 100.000 4.600.000
Wereld totaal 1.250.000 1.590.000 1.800.000 80.000.000

Nikkel wordt verhandeld op beurzen zoals de London Metal Exchange. Dagelijks komen vraag en aanbod bij elkaar en komt een prijs tot stand. In de onderstaande tabel de gemiddelde prijs van nikkel per jaar.

Omschrijving 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Nikkelprijs ($/ton) 14.733 24.267 37.181 21.027 14.700 21.809 22.831

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. a b Nikkel. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries (Januari 2002)
  2. Norilsk Nikkel, jaarverslag 2011, blz 7 Geraadpleegd op 2013-02-05
  3. Nikkel. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries (Januari 2012)
Zoek dit woord op in WikiWoordenboek