Никель — что это за металл?
Никель — металл с атомным номером 28. Обозначается символом Ni. Он имеет серебристо-белый оттенок, в нормальных условиях покрывается оксидной пленкой. Благодаря своей пластичности, никель легко поддается ковке.
Физические свойства
Никель — ферромагнетик, то есть при температуре ниже точки Кюри он обладает намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля. Для никеля точка Кюри составляет 358 ⁰С. Металл не тускнеет на открытом воздухе.
Основные физические свойства никеля:
- Структура решетки — кубическая гранецентрированая.
- Плотность при нормальных условиях — 8,902 г/см3.
- Температура плавления — 1453 ⁰С.
- Удельная теплота плавления — 17,61 кДж/моль.
- Температура кипения – 3000 ⁰С.
- Удельная теплота испарения — 378,6 кДж/моль.
- Молярная теплоемкость — 26,1 Дж/(K*моль)
- Удельная теплоемкость — 0,440 кдж/(кг*К).
- Теплопроводность — 90,9 Вт/(м*К).
- Удельное электрическое сопротивление — 0,0684 мкОм*м.
История
Никель был официально открыт в 1751 году химиком Акселем Кронстедтом, который нашел его в кобальтовой земле. Однако еще раньше его раскапывали в горах Саксонии. Горняки использовали руду, содержащую никель, для изготовления стекла. По внешним признакам саксонцы сначала принимали эту руду за серебряную и пытались переплавить ее в драгоценный металл, но этого не получалось. Кроме того, при плавлении из руды выделялся ядовитый газ, который наносил вред горнякам. Неудачу потерпели и попытки добыть из этой руды медь.
В итоге в конце XVII в. саксонцы назвали руду «купферникель», что в переводе означает «медный дьявол». Это связано с тем, что горняки считали выделение ядовитого газа происками злых духов, обитавших в горах. Именно купферникель исследовал Аксель Кронстедт в 1751 году. Он получил из него окисел зеленого цвета и восстановил его до металла, который до этого не был известен науке.
Химик назвал этот металл никелем.
В 1775 году Торберн Улаф Бергман получил никель в более чистом виде и подробнее описал его свойства. Он выяснил, что по своему составу этот металл больше похож на железо, чем на медь. В конце XVIII – начале XIX вв. многие химики, начиная с Жозефа Луи Пруста, детально изучали никель. В 1804 году немецкий химик Иеремия Вениамин Рихтер получил наконец чистый металл, и никель окончательно утвердился как химический элемент.
Биологическая роль
Никель — микроэлемент, который необходим всем живым организмам. Его среднее содержание в растениях — 0,00005 %, в наземных животных — 0,000001 %, в морских — 0,00016 % массы тела.
Роль никеля в организме изучена не до конца. Известно, что он участвует в ферментативных реакциях и влияет на окислительные процессы. Он содержится в легких, печени, мышцах, поджелудочной и щитовидной железах, некоторых отделах головного мозга. Микроэлемент также накапливается в ороговевших тканях человека, животных и птиц, в том числе в волосах и перьях.
Избыточное содержание никеля в растениях приводит к уродливым формам, в организме животных — к различным глазным заболеваниям (кератоконъюнктивитам, кератитам).
Пары и пыль никеля токсичны и могут вызывать поражения кожи, легких и носоглотки, а частое вдыхание паров металла опасно появлением злокачественных новообразований.
Нахождение в природе и производство
Больше всего никеля содержится в глубоких слоях. В земной коре — его 0,0058%, в ультраосновных породах — 0,2 %. Если верить гипотезе, что земное ядро состоит из никелистого железа, общее содержание никеля в земле составляет примерно 3%. Никель также обнаружен в некоторых метеоритах.
В земной коре этот металл соседствует с железом и магнием, с которыми он имеет сходную валентность. В минералах магния и железа никель содержится в виде изоморфной примеси. Также существует 53 известных науке минерала никеля. Большая часть из них была образована под воздействием давления и высоких температур, например, при застывании магмы.
Сульфидные руды, содержащие данный металл, имеют в своем составе медь. Некоторые руды никеля включают железо, серу, мышьяк, кобальт, магний.
Больше всего этого металла добывается на территории России. Крупные никелевые рудники также находятся в Канаде, Австралии, Новой Каледонии, Индонезии и на Кубе.
Больше всего никеля (около 80%) получают из сульфидных медно-никелевых руд, значительно меньше — из силикатных (окисленных) руд.
Химические свойства
Никель химически малоактивен. Он образует поверхностную оксидную пленку, из-за чего устойчив в атмосфере, щелочи, многих кислотах и воде. Металл не подвергается коррозии. Образует два оксида (NiO и Ni2O3) и два гидроксида (Ni(OH)2 и Ni(OH)3).
Хлорид, нитрат, сульфат и нитрат никеля — четыре растворимые соли. Они имеют желтый или желто-коричневый оттенок и окрашивают растворы в зеленый цвет. Фосфат, оксалат и сульфиды никеля (черный, зеленый и бронзовый) — нерастворимые соли.
Металл поглощает газы (углерод, водород и многие другие), которые ухудшают его механические свойства.
С кислородом взаимодействует при температуре выше 500 ⁰С.
В мелкодисперсном состоянии никель самовоспламеняется на воздухе. При нагревании соединяется с галогенами. Образует сульфид при горении в сере, а при нагревании оксида NiO с серой получается моносульфид. Металл также вступает в реакцию с азотной кислотой: образуются нитрат никеля и оксид азота.
По химическим свойствам больше всего похож на железо и кобальт, в меньшей степени — на благородные металлы и медь. Он горит только в виде порошка, проявляет переменную валентность в соединениях (чаще всего двухвалентен). Образует комплексные и координационные соединения.
Применение
Наиболее широкая область применения никеля — изготовление сплавов различных металлов. Его сплавляют:
- Со сталью. Это повышает химическую стойкость сплава: все нержавеющие стали содержат в своем составе никель.
- С железом. Этот сплав имеет низкий коэффициент термического расширения, благодаря чему он успешно используется для изготовления различных деталей для электроприборов.
- С кобальтом и магнием. Образуется жаростойкий сплав, который выдерживает высокие температуры до 500 ⁰С и отличается устойчивостью к коррозии.
- С золотом и серебром. Это так называемое «белое золото» — прочный ювелирный сплав.
- С хромом. В результате образуется нихром — жаропрочный, крипоустойчивый, пластичный сплав, который хорошо держит форму.
- С железом, медью и хромом. Этот сплав характеризуется высокой магнитной восприимчивостью.
Сплавы никеля отличаются высокой степенью вязкости, благодаря чему находят применение при изготовлении брони. Многие сплавы используются в газотурбинных установках, конструкциях атомных реакторов. Из них также делают нагревательные элементы и монеты. Сплавы получили широкое применение в производстве аккумуляторов.
Никель используется и в чистом виде: из него изготавливают трубы, листы и др., а в химических лабораториях он служит катализатором многих реакций.
Из металла также производят специализированную химическую аппаратуру. Оксид никеля применяется в производстве стекла, керамики и глазурей. Для многих металлов используется никелирование — создание никелевого покрытия с целью защитить от коррозии.
Из никеля делают спирали электронных сигарет, им обматывают струны музыкальных инструментов. В медицине этот элемент используется для протезирования и изготовления брекет-систем.
| 8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| e-mail: [email protected] | e-mail: [email protected] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Основные сведения о никелеНикель (Ni) (Niccolum) — химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см3, температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358 °C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления. В земной коре содержание никеля составляет около 8·10-3% по массе. История открытия никеляВпервые присутствие никеля в соединении никеля и мышьяка NiAs («купферникель») обнаружил шведский металлург А.Ф. Кронштедт в 1751 году. Тогда никель относили к «полуметаллу» — простому веществу, обладающему как свойствами металлов, так и неметаллов. Данная точка зрения подвергалась серьезным сомнениям. Но в 1775 году швед Т. Бергман доказал, что никель — простое вещество. Окончательное утверждение никеля произошло в 1804 году, когда немецкий химик И. Рихтер получил чистый никель путем восстановления никелевого купороса. Свойства никеляФизические свойства никеля
Химические свойства никеля
Марки никеля и сплавов Современная промышленность выпускает большое количество различных марок никеля.
Достоинства / недостатки никеля
Применение никеляНикель по большей части является составным компонентом различных сплавов. Все нержавеющие стали обязательно содержат никель, так как никель повышает химическую стойкость сплава. Также сплавы никеля характеризуются высокой вязкостью и используются при изготовлении прочной брони. При изготовлении важнейших деталей различных приборов используется сплав никеля с железом (36-38% никеля), обладающий низким коэффициентом термического расширения.При изготовлении сердечников электромагнитов широкое применение находят сплавы под общим названием пермаллои. Эти сплавы, кроме железа, содержат от 40 до 80% никеля. Из никелевых сплавов чеканятся монеты. Общее число различных сплавов никеля, находящих практическое применение, достигает нескольких тысяч. Различные металлы никелируют, что позволяет защитить их от коррозии. На металл наносится тонкий никелевый слой, обладающий высокой коррозионной стойкостью. Вместе с этим никелирование придает изделиям красивый внешний вид. Никель широко используют при изготовлении различной химической аппаратуры, в кораблестроении, в электротехнике, при изготовлении щелочных аккумуляторов, для многих других целей. Специально приготовленный дисперсный никель находит широкое применение как катализатор самых разных химических реакций. Продукция из никеляСовременная промышленность выпускает разнообразную продукцию из никеля. Наиболее распространены никелевая проволока и нить, лента и фольга, прутки и круги, листы и полосы, трубки, порошок. Достаточное широкое применение в промышленности получили никелевые аноды, которые используются при никелировании поверхностей различных изделий. Также для никелирования применяют порошок никеля. Другой вид никелевых листов, катоды, используются в качестве шихты в производстве никельсодержащих сплавов. Помимо катодов в качестве легирующей добавки к сплава применяют и никелевый порошок. В целом продукция из никеля активно применяется в тех областях промышленности, в которых предъявляются повышенные требования к коррозионной стойкости материалов в агрессивных средах. |
Помимо этого никель служит является популярным легирующим элементом для сталей и сплавов. На странице представлено описание данного металла: физические свойства, области применения, марки никеля, виды продукции.
Возможно, громадные количества никеля — около 17·1019тонн — заключены в ядре Земли, которое, по одной из распространенных гипотез, состоит из железоникелевого сплава. В морской воде содержание никеля составляет примерно 1·10-8-5·10-8%.
е.м
Никель этой марки выпускается в виде стержней и листов.
Оксиды никеля используют при производстве ферритных материалов и как пигмент для стекла, глазурей и керамики; оксиды и некоторые соли служат катализаторами различных процессов. Производство железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых, никель-водородных аккумуляторов.
никель | Монетный двор США
Фон
Тема «Возвращение в Монтичелло» — это текущий дизайн пятицентовой монеты США. Монетный двор США впервые выпустил этот дизайн в 2006 году. На аверсе (головы) изображено изображение Томаса Джефферсона, основанное на портрете Рембрандта Пила. Изображение Монтичелло на реверсе (решка) является более подробным изображением дизайна, использовавшегося с 1938 по 2003 год.
Первая пятицентовая монета, выпущенная Монетным двором США, была серебряной, а не никелевой. Эта серебряная монета в пять центов называлась «полдисме» (произносится как «дайм») и была намного меньше, чем сегодняшняя никелевая монета. Дизайн от 179От 4 до 1837 года на аверсе изображена Свобода, а на реверсе — орел. В 1837 году орла заменили венком.
В 1866 году Монетный двор выпустил новые пятицентовые монеты из никеля и меди, которые в народе назывались «никелями». Монетный двор продолжал выпускать меньшие серебряные полуценты до 1873 года.
С 1913 по 1938 год Монетный двор производил культовый никель «Буффало», разработанный Джеймсом Эрлом Фрейзером. На аверсе изображен бюст вождя коренных американцев, а на реверсе — американский бизон.
Джефферсон занял свое место на лицевой стороне монеты в 1938 году, а Монтичелло, его дом в Вирджинии, — на реверсе. Эти дизайны, созданные Феликсом Шлагом, сохранялись до 2003 года. В 2004 году Монетный двор отметил двухсотлетие покупки Луизианы и экспедиции Льюиса и Кларка серией никелевых монет «Путешествие на запад».
Прочие монеты в обращении:
Пенни | Дайм | Квартал | Полдоллара
Читать далее Читать меньше
Характеристики
Аверс (головы): Показывает с 2006 года подобие Томаса Джефферсона, основанное на портрете Рембрандта Пила, созданном в 1800 году. Портрет Пила был основой для большинства изображений Джефферсона, сделанных при его жизни.
Реверс (реверс): Изображает классическое изображение Монтичелло, первоначально выполненное художником Феликсом Шлагом в 1938 году, но с большей детализацией и рельефом, добавленным в куполе, балконах, двери и окнах.
Надписи на аверсе
- В БОГА МЫ ВЕРИМ
- СВОБОДА (курсивом, на основе почерка Джефферсона)
- Год
Реверсивные надписи
- СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
- E ПЛЮРИБУС UNUM
- ПЯТЬ ЦЕНТОВ
- МОНТИЧЕЛЛО
Новый и новый товарный знак
- Денвер
- Филадельфия
Технические характеристики
| Состав | Вес | Диаметр | Толщина | Край | Кол-во язычков |
|---|---|---|---|---|---|
Медно-никелевый сплав 25% Ni Баланс Cu | 5.000 г | 0,835 дюйма 21,21 мм | 1,95 мм | Обычная | Н/Д |
Информация об исполнителе
Аверс- Скульптор: Донна Уивер
- Дизайнер: Джейми Франки, Artistic Infusion Program
- Дизайнер: Феликс Шлаг
Интересные факты | Монетный двор США для детей
Пропустить навигациюНазад в Дом монетного двора США
Был безникелевый никель…. Во время Второй мировой войны (1942–1945) пятицентовая монета изготавливалась из сплава меди, марганца и серебра. Никель был оставлен для использования в военных целях. Буйвол когда-то был пришельцем…. Когда бизон появился на пятицентовой монете Буффало (с 1913 по 1938 год), это было первое животное на обращающейся американской монете, которое не было орлом. Этот новичок сохранял свой статус единственного животного, кроме орла, до тех пор, пока в 1999 году в рамках программы 50 кварталов штатов не было представлено больше животных (и больше буйволов). У никеля произошел всплеск роста…. Первые пятицентовые монеты были маленькими. Названные «половинными центами», они весили ровно половину десятицентовой монеты, потому что их стоимость основывалась на количестве серебра, использованного для их изготовления.
Крошечный размер полдайма (около 16 мм) означал, что с монетой было трудно обращаться и ее легко потерять. В 1865 году директор Монетного двора Джеймс Поллок подумал, что пятицентовая монета из никелевого сплава станет хорошей заменой пятицентовым бумажным банкнотам, имевшим хождение в то время. Это оказалось хорошей заменой полукопейке! Монетный двор когда-то изготовил две разные 5-центовые монеты…. Первая пятицентовая монета была изготовлена из серебра. Этот очень маленький «полдайм» чеканился до 1873 года, хотя никелевый вариант был создан в 1866 году. Так, в течение нескольких лет чеканились оба вида 5-центовых монет — из разных металлов, разного размера, с разным дизайном. и были в обращении, но только один был пятицентовым! «Никель» — подлец…. Слово «никель» восходит к 1750-м годам в Швеции и Германии. Одно из значений немецкого слова «никель» — «негодяй», поэтому «купферникель» можно перевести как «фальшивая медь».
Горняки придумали это название, потому что никелевая руда похожа на медь, более ценный металл. Иногда горняки думали, что нашли медь, но их обманывал этот мошеннический никель. Один художник перешел от дизайна автомобилей к дизайну монет…. Из 390 художников, принявших участие в конкурсе на разработку дизайна новой монеты, в 1938 году победителем стал Феликс Шлаг. Шлаг работал автостилистом в General Motors. Американский исследователь сконструировал собственную лодку…. Капитан Мериуэзер Льюис нарисовал чертежи килевой лодки, изображенной на никелированной лодке Keelboat. 55-футовая килевая лодка была построена в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Его можно было плыть под парусом, грести, ставить на шест, как плот, или буксировать с берега реки. Имя никеля уникально…. Это единственная монета США, названная по содержанию металла, несмотря на то, что металлический сплав в никеле составляет всего 25 процентов никеля.