Nikel

Özellikler

Atom numarası 28 olan nikel elementinin simgesi "Ni" dir. Nikel, periyodik tablonun onuncu sütunundaki ilk elementtir. Geçiş metali olarak sınıflandırılır. Nikel atomları 28 elektrona ve en bol izotopta 30 nötronlu 28 protona sahiptir. Oda sıcaklığında katı halde bulunur. Atom ağırlığı 58.6934'dir. Erime noktası 1728 K (1455°C veya 2651°F), kaynama noktası ise 3186 K (2913°C veya 5275°F) olarak ölçülmüştür. Yoğunluğu ise 8.912 gram/cm³ tür. Nikel, dövülebilir ve sünek olan sert, gümüşi beyaz bir metaldir. Metal yüksek bir cila alabilir ve havada kararmaya direnir. Nikel ferromanyetiktir ve adil bir ısı ve elektrik iletkenidir. Çoğu nikel bileşiği mavi veya yeşil renklidir. Nikel, bileşiklerinde −1, 0, +1, +2, +3 ve +4 oksidasyon durumları sergiler, ancak +2 durumu en yaygın olanıdır.^[1]

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Nikel, Dünya'da en bol bulunan beşinci elementtir. Bu elementin dünyanın iç çekirdeğinde en çok bulunan ikinci element olduğuna inanılmaktadır. Nikel tipik olarak iki tür yatakta bulunur. Bunlar; yüzey nikel açısından zengin kayaçların yoğun ayrışmasının sonucu olan laterit yatakları ve magmatik sülfit yataklarıdır. 1848'de Norveç ilk büyük ölçekli nikel eritme tesisi kuruldu. Burada pirotin olarak bilinen bir tür nikel cevheri kullanmıştır. 1883'te, bugün dünyadaki nikelin yaklaşık %30'unun çıkarıldığı Kanada'daki Sudbury Havzasında büyük miktarda nikel yatakları keşfedildi. Bu büyük nikel yatağının eski bir meteor etkisinden kaynaklandığına inanılmaktadır. 1900'lerin başında Rusya ve Güney Afrika'da daha fazla nikel keşfedildi ve bu da nikelin endüstride güçlü bir yer almasına izin verdi.^[2] Çin, dünyanın en büyük nikel üreticisidir. Nikel metali madeni Rusya, Avustralya, Yeni Kaledonya, Küba, Kanada ve Güney Afrika'da çıkarılmaktadır. Yıllık üretim 500.000 tonu aşmaktadır ve kolay işlenebilir rezervler en az 150 yıl dayanacaktır.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Nikel çok sağlam ve korozyona dayanıklı bir malzeme olduğundan, madeni para yapımı için mükemmel bir metaldir. Metal nikeli içeren ilk madeni para, %12 nikel ve %88 bakırdan yapılmış bir Amerikan madeni para olan tek sentlikti. Son derece yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyeti nedeniyle nikel, süper alaşımları yapmak için tercih edilen metaldir. Nikel Enstitüsüne göre, nikelin yaklaşık %65'i paslanmaz çelik üretiminde, %20'si ise diğer çelik ve demir dışı alaşımların yapımında kullanılmaktadır. Kaplamada yaklaşık %9'u kullanılmakta ve %6'sı madeni para, pil ve elektronik gibi diğer uygulama türlerine gitmektedir.

Tarihi

Göktaşları hem demir hem de nikel içerir ve daha erken dönemlerde bunları üstün bir demir formu olarak kullanırlardı. Metal paslanmadığı için Peru yerlileri tarafından bir tür gümüş olarak görülüyordu. Pai-t'ung (beyaz bakır) adı verilen bir çinko-nikel alaşımı, MÖ 200 yıllarında Çin'de kullanılıyordu. Hatta bazıları Avrupa'ya ulaştı. 1751'de Stockholm'de çalışan Axel Fredrik Cronstedt ve Los Hälsingland İsveç'teki bir madenden gelen yeni bir minerali araştırdı. Bakır içerebileceğini düşündü, ancak çıkardığı şey, 1754'te duyurduğu ve nikel adını verdiği yeni bir metaldi. Birçok kimyager bunun bir kobalt, arsenik, demir ve bakır alaşımı olduğunu düşünüyordu. Torbern Bergman tarafından 1775 yılına kadar saf nikel üretildi ve bu onun temel doğasını doğruladı.^[3]

Etimolojisi

Nikel elementinin adı "şeytanın bakırı" anlamına gelen Almanca "kupfernickel" kelimesinden alır. Alman madenciler nikel içeren cevheri "kupfernickel" olarak adlandırdılar; çünkü cevherin bakır içerdiğini düşünmelerine rağmen ondan herhangi bir bakır çıkaramadılar. Bu cevherle dertlerini şeytanın üstüne attıklarına inandılar.^[4]

Önlem ve Güven

Nikel dumanları solunum yollarını tahriş ederler ve pnömoniye neden olabilir. Nikel ve bileşiklerine maruz kalma, hassas kişilerde "nikel kaşıntısı" olarak bilinen bir dermatitin gelişmesine neden olabilir. İlk belirti genellikle cilt döküntüsü oluşmadan 7 gün öncesine kadar ortaya çıkan kaşıntıdır. Hayvanlar için nikel, küçük miktarlarda temel bir gıda maddesidir. Ancak nikel yalnızca temel bir unsur olarak uygun değildir; maksimum tolere edilebilir miktarlar aşıldığında da tehlikeli olabilir. Bu, esas olarak rafinerilerin yakınında yaşayanlar olmak üzere, hayvanların vücutlarındaki farklı yerlerde çeşitli kanser türlerine neden olabilir. Nikel, enerji santralleri ve çöp yakma fırınları tarafından havaya salınır. Daha sonra yağmur damlalarıyla tepkilerden sonra yere yerleşecek veya düşecektir. Havanın nikel gazından ayrışması genellikle uzun zaman alır.

İlginç Bilgiler ve Diğer

Süpernova 2007bi'nin patlaması, güneşimizden üç kat daha büyük bir nikel kütlesi yarattı ve bu da genişleyen gazların aylarca çok parlak bir şekilde parlamasına neden oldu. Cama nikel eklenmesi ona yeşil bir renk verir. Nikel-titanyum alaşımı nitinol, şeklini hatırlama yeteneğine sahiptir. Şeklini değiştirdikten sonra (bükerek) ısıtıldığında orijinal şekline dönecektir.