Níquel
Níquel (Ni) , Elemento químico , metal ferromagnético do Grupo 10 (VIIIb) da tabela periódica, marcadamente resistente à oxidação e corrosão.
Encyclopædia Britannica, Inc.
número atômico | 28 |
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peso atômico | 58,69 |
ponto de fusão | 1.453 ° C (2.647 ° F) |
ponto de ebulição | 2.732 ° C (4.950 ° F) |
densidade | 8,902 (25 ° C) |
estados de oxidação | 0, +1, +2, +3 |
configuração de elétrons | [Ar] 3 d 84 s dois |
Propriedades, ocorrência e usos
Branco prateado, resistente e mais duro do que ferro , o níquel é amplamente conhecido por causa de seu uso na cunhagem, mas é mais importante tanto como o puro metal ou na forma de ligas para suas diversas aplicações domésticas e industriais. O níquel elementar ocorre com muita moderação junto com o ferro em depósitos terrestres e meteóricos. O metal foi isolado (1751) por um químico e mineralogista sueco, Barão Axel Fredrik Cronstedt, que preparou uma amostra impura de um minério contendo niccolita (arsenieto de níquel). Anteriormente, um minério desse mesmo tipo era chamado Kupfernickel depois do Velho Nick e seus gnomos travessos porque, embora se parecesse com minério de cobre, produziu um metal frágil e desconhecido. Duas vezes mais abundante que cobre, níquel constitui cerca de 0,007 por cento da crosta terrestre; é bastante comum constituir de rochas ígneas, embora poucos depósitos se qualifiquem em concentração, tamanho e acessibilidade para interesse comercial. Acredita-se que as regiões centrais da Terra contenham quantidades consideráveis. As fontes mais importantes são pentlandita, encontrada com pirrotita portadora de níquel, da qual certas variedades contêm 3 a 5 por cento de níquel e calcopirita, e lateritas portadoras de níquel, como garnierita, um silicato de magnésio-níquel de variável composição .
A metalurgia do níquel é complicada em seus detalhes, muitos dos quais variam amplamente, de acordo com o minério que está sendo processado. Em geral, o minério é transformado em trissulfeto de diníquel, Nidois S 3(com níquel no estado de oxidação +3), que é torrado no ar para dar óxido de níquel, NiO (estado +2), que é então reduzido com carbono para obter o metal. Algum níquel de alta pureza é feito pelo processo carbonil mencionado anteriormente. (Para obter informações sobre a mineração, refino e produção de níquel, Vejo processamento de níquel.)
O níquel (número atômico 28) assemelha-se ao ferro (número atômico 26) em força e tenacidade, mas é mais parecido com o cobre (número atômico 29) em resistência à oxidação e corrosão, uma combinação responsável por muitas de suas aplicações. O níquel possui alta condutividade elétrica e térmica. Mais da metade do níquel produzido é usado em ligas com ferro (principalmente em aços inoxidáveis ), e a maior parte do resto é usado em ligas resistentes à corrosão com cobre (incluindo Monel, que contém cerca de 60 a 70 por cento de níquel, 30 a 40 por cento de cobre e pequenas quantidades de outros metais como o ferro) e em ligas resistentes ao calor com cromo. O níquel também é usado em ligas eletricamente resistivas, magnéticas e muitos outros tipos, como prata de níquel (com cobre e zinco mas sem prata). O metal não ligado é utilizado para formar revestimentos de proteção em outros metais, especialmente por galvanoplastia. Níquel finamente dividido é empregado para catalisar o hidrogenação de orgânico insaturado compostos (por exemplo, gorduras e óleos).
O níquel pode ser fabricado prontamente pelo uso de métodos padrão de trabalho quente e frio. O níquel reage apenas lentamente com flúor , eventualmente desenvolvendo um revestimento protetor de flúor e, portanto, é usado como metal puro ou na forma de ligas como Monel em equipamentos para manuseio de gás flúor e fluoretos corrosivos. O níquel é ferromagnético em temperaturas normais, embora não tão fortemente quanto o ferro, e é menos eletropositivo do que o ferro, mas se dissolve prontamente em ácidos minerais diluídos.
O níquel natural consiste em cinco isótopos estáveis: níquel-58 (68,27 por cento), níquel-60 (26,10 por cento), níquel-61 (1,13 por cento), níquel-62 (3,59 por cento) e níquel-64 (0,91 por cento). Possui uma estrutura cristalina cúbica centrada na face. O níquel é ferromagnético até 358 ° C ou 676 ° F (seu ponto Curie). O metal é excepcionalmente resistente à ação de álcalis e é freqüentemente usado para recipientes para soluções concentradas de hidróxido de sódio. O níquel reage lentamente com ácidos fortes em condições normais para liberar hidrogênio e forma Nidois+íons.
A China é o maior produtor mundial de níquel. Outros grandes países produtores de níquel incluem Rússia , Japão, Austrália , e Canadá .
Compostos
Em seus compostos, o níquel exibe estados de oxidação de -1, 0, +1, +2, +3 e +4, embora o estado +2 seja de longe o mais comum. Ni2+forma um grande número de complexos, abrangente números de coordenação 4, 5 e 6 e todos os principais tipos estruturais - por exemplo, octaédrico, trigonal bipiramidal, tetraédrico e quadrado.
Os compostos com níquel no estado +2 têm uma variedade de aplicações industriais. Por exemplo, cloreto de níquel, NiCldois, nitrato de níquel, Ni (NO3)dois· 6Hdois OU , e sulfamato de níquel, Ni (SO3PEQUENOdois)dois∙ 4HdoisO, são empregados principalmente em banhos de galvanoplastia de níquel. Sulfato de níquel, NiSO4, também é usado no revestimento de níquel, bem como na preparação de catalisadores , esmaltes de base e mordentes (fixadores) para tingimento e impressão em tecidos. Óxido de níquel, NiO e peróxido de níquel, NidoisOU3, são preparados para uso em células de combustível e baterias de armazenamento, respectivamente. Ferritas de níquel são utilizadas como núcleos magnéticos para vários tipos de equipamentos elétricos, como antenas e transformadores.
Compostos típicos de níquel na natureza, nos quais ocorre principalmente como minerais em combinação com arsênio, antimônio e enxofre são sulfureto de níquel, NiS; arsenieto de níquel, NiAs; antimonídeo de níquel, NiSb; diarseneto de níquel, NiAsdois; tioarsenida de níquel, NiAsS; e tioantimonida de níquel, NiSbS. No sulfeto, o níquel está no estado de oxidação +2, mas em todos os outros compostos citados está no estado +3.
Entre outros compostos comerciais importantes estão níquel carbonil, ou tetracarbonilníquel, Ni (CO)4. Esta composto , no qual o níquel exibe um estado de oxidação zero, é usado principalmente como um carreador de monóxido de carbono na síntese de acrilatos (compostos utilizados na fabricação de plásticos) a partir de acetileno e álcoois. Foi o primeiro de uma classe de compostos chamados carbonilas metálicas a ser descoberto (1890). O líquido incolor e volátil é formado pela ação do monóxido de carbono sobre o níquel finamente dividido e é caracterizado por um configuração eletronica em que o átomo de níquel é rodeado por 36 elétrons. Esse tipo de configuração é bastante comparável ao dos átomos de gases nobres.
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