Níquel

Yo asi	N / A	TD	DM	Delaware	DP
⁵⁶ Ni	sintético	6.077 días	ε	2.136	⁵⁶ Co
⁵⁸ Ni	68,077%	Ni es estable con 30 neutrones
⁵⁹ Ni	sintético	76.000 años	ε	1.072	⁵⁹ Co
⁶⁰ Ni	26,233%	Ni es estable con 32 neutrones
⁶¹ Ni	1,1399%	Ni es estable con 33 neutrones
⁶² Ni	3.6346%	Ni es estable con 34 neutrones
⁶³ Ni	sintético	100,1 años	β ^-	2.137	⁶³ Cu
⁶⁴ Ni	0,9255%	Ni es estable con 36 neutrones

iso: isótopo
NA: abundancia en la naturaleza
TD: vida media
DM: modo de decaimiento
DE: energía de desintegración en MeV
DP: producto de descomposición

El níquel (o níquel ) es el elemento químico con número atómico 28 y su símbolo es Ni .

El nombre deriva del níquel sueco , diminutivo de Nicolaus, asociado en la antigüedad a una personita, elfo o niño inquieto, demasiado lleno de vitalidad ^[1] . Luego está el derivado alemán Kupfernickel ("cobre del diablo"), un nombre dado por los mineros que, en busca de cobre, encontraron este elemento en su lugar y culparon a un genio maligno ^[2] .

Fondo

El níquel se ha utilizado desde al menos el 3500 a . C .: algunos bronces de lo que hoy es Siria contienen hasta un 2% de níquel. Además, hay algunos manuscritos chinos que sugieren que el " cobre blanco" ( paitung ) estuvo en uso en Oriente entre 1700 y 1400 aC. Sin embargo, dado que los minerales de níquel pueden confundirse fácilmente con los de plata , el uso consciente del níquel como tal se remonta a la época contemporánea.

Los minerales que contienen níquel, como la niccolita o el falso cobre, antiguamente eran apreciados por el color verde que le daban al vidrio . En 1751, el mineralogista sueco Axel Fredrik Cronstedt , tratando de extraer cobre de la niccolita, obtuvo en cambio un metal blanco plateado al que llamó níquel, del alemán Kupfernickel (falso cobre) o del níquel ( elfo , diablillo).

La primera moneda de níquel puro se acuñó en 1881 , mientras que las monedas de níquel y cobre fueron emitidas por tres gobernantes del reino indo-griego en el siglo II a. C.

Características

El níquel es un metal plateado. Pertenece al bloque de hierro y es duro, maleable y dúctil.

El níquel es uno de los cinco elementos ferromagnéticos . Muy a menudo se acompaña de cobalto : ambos se pueden encontrar en el hierro meteorítico . Es muy apreciado por las propiedades que confiere a las aleaciones metálicas a las que pertenece. La moneda estadounidense llamada "níquel" ^[3] debido a la aleación particular utilizada no es ferromagnética, mientras que el equivalente canadiense lo fue hasta el año de acuñación de 1958 inclusive.

El estado de oxidación más común del níquel es +2, pero también se han observado complejos de níquel en los estados de oxidación 0, +1 y +3.

Disponibilidad

La mayor parte del níquel se extrae de dos tipos de depósitos minerales; el primer tipo consiste en lateritas en las que los principales minerales son limonita niquelífera [(Fe, Ni) O (OH)] y garnierita (un silicato hidratado de níquel). El segundo tipo está formado por depósitos de sulfuros de origen magmático en los que el mineral principal es la pentlandita [(Ni, Fe) ₉ S ₈ ]. El níquel también se encuentra en la kamacita , una aleación natural de hierro y níquel.

Las mayores reservas de níquel se encuentran en Australia y Nueva Caledonia y representan aproximadamente el 45% del total de reservas conocidas.

Se estima que, partiendo de áreas emergidas donde se ha observado al menos un 1% de concentración de níquel, los recursos disponibles de níquel son de al menos 130 millones de toneladas , aproximadamente el doble de las reservas ya conocidas. El 60% está en lateritas y el 40% en depósitos de sulfuros .

En 2011, Rusia fue el mayor productor de níquel con alrededor del 20% de la producción mundial seguida de cerca por Canadá , Australia, Indonesia y Filipinas , según lo informado por el " Servicio Geológico de los Estados Unidos " ^[4] .

Producción mundial de níquel en 2005.

Principales productores de níquel en 2019 ^[5]
Posición	país	Producción (mil toneladas)
1	Indonesia	853
2	Filipinas	323
3	Rusia	279
4	Nueva Caledonia	208
5	Canadá	181
6	Australia	159
7	porcelana	120
8	Brasil	60
9	Rep.Dominicana	57

Isótopos

Los isótopos estables que existen en la naturaleza son 5: ⁵⁸ Ni, ⁶⁰ Ni, ⁶¹ Ni, ⁶² Ni y ⁶⁴ Ni. ^El Ni es el más abundante (68,077%).

También se han identificado 18 isótopos radiactivos de níquel, de los cuales el más estable es ⁵⁹ Ni con una vida media de 76.000 años, seguido de ⁶³ Ni (100,1 años) y ⁵⁶ Ni (6.077 días). Todos los demás isótopos tienen una vida media de menos de 60 horas y en la mayoría de ellos menos de 30 segundos.

^{56 El} Ni se produce en grandes cantidades en las supernovas de tipo II; el espectro de luz de estas supernovas corresponde al esperado de la desintegración de ⁵⁶ Ni en ⁵⁶ Co y posteriormente en ⁵⁶ Fe .

^{59 El} Ni es un radionúclido cósmico que, gracias a su vida media, se utiliza en geología para la datación. Se ha utilizado para fechar la edad de los meteoritos y estimar la abundancia de polvo cósmico en el hielo y los sedimentos de la tierra.

^{El 60} Ni es el producto de la desintegración del radionúclido extinto ⁶⁰ Fe (vida media: 2,6 millones de años). La abundancia de ⁶⁰ Ni presente en material de origen extraterrestre puede ayudar a arrojar luz sobre el origen y la historia del sistema solar .

Aplicaciones

Aproximadamente el 77% del níquel consumido en el mundo occidental se utiliza para fabricar acero inoxidable austenítico ; otro 12% se utiliza en superaleaciones . El 23% restante del requisito se divide entre otros tipos de acero , baterías recargables , catalizadores y otros productos químicos, acuñación, productos de fundición y galvanoplastia ^{[ sin fuente ]} .

Dada su excelente resistencia a la oxidación , se utiliza níquel:

en la producción de acero inoxidable y otras aleaciones resistentes a la corrosión ;
en la producción de acero al níquel, utilizado para aplicaciones de baja temperatura;
en la producción de alnico , una aleación utilizada en imanes ;
en la producción de mumetal , que tiene una permeabilidad magnética particularmente alta y se utiliza para proteger campos magnéticos ;
en la producción de monel , una aleación de níquel extremadamente resistente a la corrosión que se utiliza en hélices de barcos , equipos de cocina y tuberías de productos químicos industriales;
en la producción de aleaciones con memoria de forma , como el nitinol , utilizado en robótica y endodoncia , rama de la odontología ;
en la producción de baterías recargables tales como baterías de níquel-hidruro metálico y de níquel-cadmio ;
en la acuñación : en los Estados Unidos y Canadá , el níquel se utiliza en monedas de un centavo; en Italia, las monedas de 50 y 100 liras estaban hechas de un monital o cuproníquel , dos aleaciones de níquel. Está contenido en las monedas de 1 y 2 euros . Muchos otros estados usan o han usado níquel en sus monedas;
en electrodeposición ;
en la construcción de crisoles para laboratorios químicos;
en la hidrogenación de aceites vegetales: el níquel finamente pulverizado es un catalizador ;
en el revestimiento de hierro, latón y otros materiales metálicos;
en la producción de determinadas aleaciones, como por ejemplo la plata alemana .

Monedas ( florín holandés ) en níquel
Baterías de níquel-cadmio
Válvula de bola en monel
Diagrama de un cable mumetal

Importancia biológica

Muchas de las enzimas de tipo hidrogenasa contienen níquel además de los agregados de hierro y azufre . Los sitios de níquel en estas hidrogenasas tienen la tarea de oxidar en lugar de desarrollar hidrógeno: parece que el sitio de níquel cambia su estado de oxidación durante la acción de la enzima y se ha presentado evidencia para apoyar la hipótesis de que los centros de níquel son los sitios activos reales. de esta clase de enzimas.

Co-F430 , una coenzima de níquel-tetrapirrol, está presente en la metil-CoM-reductasa y las bacterias metanogénicas . El tetrapirrol es un intermedio en la estructura entre la porfirina y la corrina . Recientemente, se han observado cambios tanto en el estado de oxidación como en el tipo de coordinación del níquel dentro de esta enzima.

También existe una monóxido de carbono deshidrogenasa que contiene níquel cuya estructura es muy poco conocida.

Toxicidad

Símbolos de peligro químico
peligro
frases H	351 - 372 - 317 - 412
Frases R	R 40-43
consejo P	281 - 273 - 308 + 313 - 302 + 352 ^[6]
Frases S	S 2-22-36
Los químicos debe manejarse con precaución
Advertencias

La principal fuente de exposición al níquel es la ingesta oral, ya que este metal se encuentra tanto en los alimentos como en el agua y está presente como elemento contaminante por causas antropogénicas. Algunos ejemplos: grifos de níquel que contaminan agua y suelo, subproductos industriales de la minería y fundición, uso de ollas y sartenes en aleaciones de níquel, uso de planchas pintadas con pinturas que contienen níquel. Otras formas de exposición son las por vía aérea: aire contaminado de refinerías de níquel, combustión de combustibles fósiles, humo de tabaco. Otra vía de exposición es el contacto de la piel con joyas, monedas, champús y detergentes. Finalmente, una forma menos común de exposición crónica es la hemodiálisis, ya que se pueden absorber trazas de iones de níquel en el plasma debido a la acción quelante de la albúmina . La cantidad promedio a la que está expuesta la mayoría de las personas no representa un peligro para la salud humana. La mayor parte del níquel absorbido diariamente por los seres humanos es eliminado por el riñón y eliminado en la orina, o pasa sin modificar a través del tracto gastrointestinal sin ser absorbido. El níquel no causa intoxicación por acumulación, sin embargo, las grandes dosis o la exposición crónica pueden representar un riesgo laboral debido a su toxicidad aguda y carcinogenicidad . ^[7]

La exposición al níquel metálico y sus sales solubles no debe exceder (para la población) el valor sanguíneo de 13 microgramos / litro, no existe ( TLV-TWA ); los vapores y polvos de sulfuro de níquel se consideran cancerígenos; se sospecha que muchos otros compuestos de níquel son cancerígenos.

El tetracarbonilo de níquel ([Ni (CO) ₄ ]) es un gas extremadamente tóxico cuya toxicidad es la combinación de la toxicidad del metal con la tendencia del compuesto a disociarse, liberando monóxido de carbono , que también es muy tóxico.

Algunas personas pueden mostrar hipersensibilidad al níquel que ocurre en áreas de la piel expuestas a él. La Unión Europea regula por decreto la cantidad de níquel que pueden contener los productos que están en contacto con la piel. En 2002 , en un artículo de la revista Nature, algunos investigadores demostraron que las monedas de 1 y 2 euros superan estos límites. Esto parece deberse a una reacción galvánica. ^{[ poco claro ]}

Aleaciones de níquel

El níquel es un elemento que tiene las siguientes características

alta ductilidad
excelente resistencia a la corrosión en ambientes ricos en cloruros
excelente resistencia mecánica a altas temperaturas

Con la adición de algunos elementos de aleación es posible enfatizar algunas de estas propiedades. Por ejemplo, la adición de molibdeno y cromo aumenta la resistencia a la corrosión de la aleación.

Una aplicación común de las aleaciones de níquel es en los materiales estructurales utilizados en la construcción de turbinas de gas ya que en estas plantas existen condiciones muy adversas para los materiales tales como: altas temperaturas, ambiente corrosivo y altos esfuerzos.

En particular, destacan tres aleaciones de níquel diferentes.

Níquel comercialmente puro
Aleaciones de níquel-cromo
Aleaciones de níquel-cromo-hierro

El níquel comercialmente puro generalmente se identifica con una numeración estándar (Ej: 200, 201, 270). Estas aleaciones se pueden endurecer por endurecimiento, a estas aleaciones a menudo se les agregan agentes de aleación especiales como el aluminio y el titanio para mejorar las propiedades mecánicas.

Las aleaciones de níquel-cromo, también llamadas nimónicas , generalmente consisten en aproximadamente un 80% de níquel y aproximadamente un 20% de cromo, porcentajes más pequeños de otros agentes de aleación; son aleaciones con las siguientes propiedades

Excelente resistencia a la corrosión también por la presencia de cromo que al oxidarse genera una pátina protectora en la superficie de la pieza.
Bajo límite elástico

Las aleaciones de níquel-cromo-hierro ( inconel o hastelloy dependiendo de los elementos de aleación disueltos) son aleaciones compuestas generalmente por aproximadamente 70% de níquel, 20% de cromo, 10% de hierro más porcentajes más pequeños de otros agentes de aleación. El hierro en particular sirve para reemplazar el níquel, que es mucho más caro. En particular, el hastelloy (fuerte presencia de molibdeno) es particularmente eficaz en la resistencia a la corrosión.

El cuproníquel son las aleaciones de cobre en las que el níquel es el principal elemento añadido. Se caracterizan por una excelente resistencia a la corrosión en ambientes marinos (se utilizan en plantas desaladoras y condensadores marinos); la resistencia mecánica es notable, en particular a la erosión.

Citas literarias

Una de las historias de Primo Levi del sistema periódico está dedicada al níquel.

Nota

^ Ottavio Lurati, Toponymie et géologie , en Quaderni di semantica , 2, año XXIX, diciembre de 2008, p. 446.
^ Peter W. Atkins , Química general p.623; ISBN 88-08-15276-6
↑ De hecho, este nombre indica todas las monedas de pequeña denominación a base de níquel, así como la moneda de lira de 20 centavos, acuñada por el rey Umberto I de Saboya . lamoneta.it , en numismatica-italiana.lamoneta.it .
^ Peter H. Kuck, Resúmenes de productos minerales 2012: níquel ( PDF ), en minerals.usgs.gov , Servicio geológico de Estados Unidos. Consultado el 19 de noviembre de 2008 .
^ Estadísticas de producción de níquel de USGS
^ Hoja de polvo de níquel en IFA-GESTIS , en gestis-en.itrust.de . Obtenido el 6 de mayo de 2021 (Archivado desde el original el 16 de octubre de 2019) .
^ Claudio Butticè, Compuestos de níquel , en Colditz, Graham A. (ed.), La enciclopedia SAGE del cáncer y la sociedad ^{[ enlace roto ]} , segunda edición, Thousand Oak, SAGE Publications, Inc., 2015, págs. 828-831, ISBN 9781483345734 ..

Bibliografía

Francesco Borgese, Los elementos de la tabla periódica. Descubrimiento, propiedades, usos. Manual químico, físico, geológico , Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1 .
R. Barbucci, A. Sabatini y P. Dapporto, Tabla periódica y propiedades de los elementos , Florencia, Edizioni V. Morelli, 1998 (archivado desde el original el 22 de octubre de 2010) .

Otros proyectos

Wikcionario contiene el lema del diccionario « nickel »
Wikimedia Commons contiene imágenes u otros archivos en níquel

enlaces externos

Nichel , en Treccani.it - Enciclopedias en línea ,Instituto de la Enciclopedia Italiana .
( EN ) Nickel , en Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
( EN , FR ) Nickel , en Canadian Encyclopedia .
(EN) Ni , en WebElements.com.
(EN) Ni , en EnvironmentalChemistry.com.
Artículo en "Nature" sobre el níquel emitido por las monedas de euro , en nature.com .
( EN ) London Metal Exchange , en lme.co.uk. Consultado el 27 de abril de 2019 (presentado por 'url original 16 de diciembre de 2008).
Alergia al níquel , en verna.blog.tiscali.it . Consultado el 21 de septiembre de 2008 (archivado desde el original el 7 de febrero de 2009) .

Control de autoridad	Tesauro BNCF 20098 · LCCN (EN) sh85091772 · GND (DE) 4042133-8 · BNF (FR) cb119445481 (fecha) · NDL (EN, JA) 00,568,497

Portal de la química : el portal de la ciencia de la composición, propiedades y transformaciones de la materia

[1] Ottavio Lurati, Toponymie et géologie , en Quaderni di semantica , 2, año XXIX, diciembre de 2008, p. 446.

[2] Peter W. Atkins , Química general p.623; ISBN 88-08-15276-6

[3] De hecho, este nombre indica todas las monedas de pequeña denominación a base de níquel, así como la moneda de lira de 20 centavos, acuñada por el rey Umberto I de Saboya . lamoneta.it , en numismatica-italiana.lamoneta.it .

[USGSCS2012-4] Peter H. Kuck, Resúmenes de productos minerales 2012: níquel ( PDF ), en minerals.usgs.gov , Servicio geológico de Estados Unidos. Consultado el 19 de noviembre de 2008 .

[5] Estadísticas de producción de níquel de USGS

[6] Hoja de polvo de níquel en IFA-GESTIS , en gestis-en.itrust.de . Obtenido el 6 de mayo de 2021 (Archivado desde el original el 16 de octubre de 2019) .

[7] Claudio Butticè, Compuestos de níquel , en Colditz, Graham A. (ed.), La enciclopedia SAGE del cáncer y la sociedad ^{[ enlace roto ]} , segunda edición, Thousand Oak, SAGE Publications, Inc., 2015, págs. 828-831, ISBN 9781483345734 ..

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]