Nikkel

Nikkel
1 18
1 H 2 Periodiek systeem 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ↓↓ Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
Lanthaniden La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Actiniden Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
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 | brontekst 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 dat slechts het ongewenste nikkel opleverde. Boosaardige aardgeesten, Nickeln, werden daarvoor verantwoordelijk gehouden. Een soortgelijke etymologie kent het element kobalt; hier zouden kobolden het kwade werk verrichten.

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

Toepassingen[bewerken | brontekst 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 andere legeringen waaronder hastelloy, incoloy, inconel. Andere toepassingen zijn:

Opmerkelijke eigenschappen[bewerken | brontekst bewerken]

Nikkel is ferromagnetisch.[1] De aardkern bevat naast ijzer een aanzienlijke hoeveelheid nikkel.

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

Ionen[bewerken | brontekst 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 | brontekst bewerken]

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 | brontekst 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 | brontekst 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.[2]

De grootste producent van nikkel is Nornikel, dit Russisch bedrijf heeft een wereldmarktaandeel van 18%.[3] 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[2] 2010[4] 2015[5] 2020[6] Reserves
2020
Australië 168.300 170.000 234.000 169.000 21.000.000
Brazilië 45.317 59.100 110.000 77.000 16.000.000
Canada 190.728 158.000 240.000 167.000 2.000.000
China 51.100 79.000 102.000 120.000 2.800.000
Colombia 58.927 72.000 73.000 - 1.100.000[7]
Cuba 68.305 70.000 57.000 - 5.500.000[7]
Indonesië 98.200 232.000 170.000 771.000 21.000.000
Madagaskar - 15.000 49.000 - 1.600.000[7]
Nieuw-Caledonië 127.943 130.000 190.000 200.000 8.400.000[7]
Filipijnen 23.500 173.000 530.000 334.000 4.800.000
Rusland 270.000 269.000 240.000 283.000 7.500.000
Verenigde Staten - - 26.500 16.700 340.000
Zuid-Afrika 36.616 40.000 53.000 - 3.700.000[7]
Overig 112.775 127.000 460.000 373.000 20.000.000
Wereld totaal 1.250.000 1.590.000 2.530.000 2.510.000 >95.000.000

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.

Nikkelprijs (US$/ton)
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
14.733 24.267 37.181 21.027 14.700 21.809 22.831 17.526 15.004 16.867 11.807 9.609 10.411 13.122 13.936 13.789 18.000

Externe links[bewerken | brontekst bewerken]

Zie de categorie Nickel van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.