النيكل...Nickel - بيوتات الكيمياء التعليمية






 
     
عودة   بيوتات الكيمياء التعليمية > ... > كيمياء العناصر والجدول الدوري


اخر المواضيع : الموضوع : اللوغارتم كتابتها   ( الكاتب : العربي011     الزيارات : 7     الردود : 0 )         الموضوع : برنامج توضيح وتنقية الصور Focus Magic 4.02   ( الكاتب : مروان ساهر     الزيارات : 5     الردود : 0 )         الموضوع : احتاج حل السؤال في المولارية والحجم والتركيز بالتفصيل جزيتم كل خير   ( الكاتب : دنيا مالها آخر     الزيارات : 16     الردود : 0 )         الموضوع : اسهل برنامج نسخ الاسطوانات وتشغيل وانشاء ملفات الايزو PowerISO 6.1 Final   ( الكاتب : مروان ساهر     الزيارات : 45     الردود : 0 )         الموضوع : سؤال فى الاتزان ارجو الاجابه جزاكم الله الخير   ( الكاتب : حسام 77     الزيارات : 61     الردود : 4 )         الموضوع : تسمم المحفزات   ( الكاتب : حسام 77     الزيارات : 21     الردود : 0 )         الموضوع : برنامج تشغيل الصوتيات العملاق JetAudio 8.1.3.2200 Plus Multilingual   ( الكاتب : مروان ساهر     الزيارات : 48     الردود : 0 )         الموضوع : قصص او ايات قرانية تربط بينها وبين المواضيع الكيميائية   ( الكاتب : نسرين صالح     الزيارات : 14417     الردود : 41 )         الموضوع : تفاعل فلز النحاس مع حمض النيتريك ؟   ( الكاتب : ابنة الكيمياء     الزيارات : 4403     الردود : 2 )         الموضوع : تفاعلات الكحولات   ( الكاتب : حامض كاربوكسيلي     الزيارات : 7608     الردود : 3 )         
إعلانات الموقع
عدد الضغطات : 12,800عدد الضغطات : 1,985
إضافة رد
 
أدوات الموضوع
قديم 26-01-2005, 08:16 PM   #1
كيكولي
كيميائي فعّال
 
الصورة الرمزية لـ كيكولي
 





كيكولي على طريق التميز و النجاح
افتراضي النيكل...Nickel

النيكل


Ni





العدد الذري : 28
عدد الكتلة : 58.6934
درجة الانصهار : 1453 درجة مئوية
درجة الغليان : 2732 درجة مئوية
الكثافة : 8.902 جم/سم3
السالبية الكهربية : 1.8
نصف القطر الذري : 1.24 أنجستروم
التكافؤ : 3,2
النظائر : للنيكل خمسة نظائر طبيعية مستقرة كتلها ( 58 ,60 ,61 ,62 , 64 ) بنسب مئوية مقدارها ( 67.8 % ,26.2 % 1.2 % 3.6 % 0.9 % ) على التوالي . ايضاً يمكن انتاج نظائر مشعة صناعياً بأعداد كتلية ( 56 ,57 , 59 , 63 , 65 , 66 , 67 )
التركيب الالكتروني : Ar] 3d8.4S2]



تاريخ النيكل ووجوده في الطبيعة

ألف الصينيون النيكل ـ دون ان يكتشفوه ـ قبل الميلاد ( العصور الوسطى ) كمكون أساس لمادة " باي ثنق " (Pai - Thung ) التي تعني النحاس الأبيض , والتي تتكون من 40 % نحاس , 32 % نيكل , 25 % زنك , 3 % حديد , وتشبه الفضة في شكلها . ومنذ ذلك الحين لم تظهر مادة ( باي ـ ثنق ) في اوروبا الا بعد النصف الأخير من القرن الثامن عشر الميلادي وبكميات قليلة . وقد كان الإعتقاد السائد في اوروبا آنذاك ان النيكل هو نفسه خام النحاس , بسبب التشابه الكبير بينهما في الشكل الخارجي والمظهر الطبيعي , ولهذا السبب لم يكن من السهل اختزال خام النيكل لإنتاج الفلز مما جعل الألمان يطلقون على الخام اسم " كيبفر ـ نيكل " ( Kupfer – Nickel ) حيث ترادف كلمة ( Nickel ) بالالماني كلمة نحاس بينما تعني كلمة ( Kupfer ) الألمانية " الشيطان " وقد جاءت تلك التسمية لإعتقاد الناس حينها ان الشيطان لا يسمح باستخلاص النحاس من تلك الخامة مما جعلهم يعتقدون ان تلك المادة الجديدة عبارة عن نحاس زائف , وقد كان هذا الإعتقاد سبباً في الإكتفاء بكلمة ( Nickel ) كإسم لهذا الفلز بواسطة العالم السويدي أكسيل كرونستد ( Axel Cronstedt ) الذي أفلح في استخلاص فلز النيكل ـ ولكن بصورة غير عالية النقاوة ـ من خام الجرسدورفايت والتعرف عليه عام 1751 م , وفي عام 1775 م تمكن بيرجمان ( Bergmann ) من التعرف على النيكل كفلز منفصل يختلف عن النحاس . تلا ذلك عام 1804 م استخلاص فلز النيكل بدرجة نقاوة عالية بواسطة الكيميائي ريتشر ( Richter ) مما جعله يلم بتفاصيل اكثر عن صفاته الكيميائية , والفيزيائية ممهداً الطريق لوضع الفلز ضمن المجموعة الفرعية الثامنة من مجموعات العناصر الإنتقالية التي تقع بين المجموعتين الرئسيتين الثانية والثالثة من الجدول الدوري للعناصر , بعد الحديد والكوبلت , الذين يشبهانه في كثير من الصفات .
وقد ساعد التشابه الكبير بين الفضة وسبيكة النحاس ـ نيكل المعروفة ( بالنحاس الأبيض ) التي كان ينتجها الصينيون منذ العصور الوسطى في ازدهار تجارة النيكل , خاصة وان السبيكة المشار اليها اقل ثمناً من الفضة , حيث شهدت الفترة من 1830 الى 1839 م انتاج كميات تجارية من تلك السبيكة في المانيا وانجلترا , اطلق عليها الفضة الألمانية ( German Silver ) اولاً وفضة النيكل ( Nickel Silver ) لاحقاً .
تلا ذلك تطور هام في صناعة السبائك المحتوية على النيكل عندما اصدرت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1851 م عملة من سبيكة نحاسية تحتوي 12% نيكل , ثم تبعتها دول اخرى لتزدهر تجارة النيكل بشكل ملحوظ .

يعتبر معدن النيكل العنصر الثاني والعشرين من حيث الوفرة في القشرة الأرضية .
كما يعد المعدن السابع بالنسبة لوفرة العناصر الانتقالية .
بالرغم من وجود كثير من المعادن التي تحتوي على عنصر النيكل , الاان معادن الكبريتيد والأكاسيد تعد أهم المعادن الرئيسية اقتصادياً .

خامات الكبريتيدات

تشكل معادن الكبريتيدات حوالي 20 % من خامات انتاج النيكل في العالم , ولكن يقدر انتاجها من الفلز بأكثر من 60 % حيث ينتج الباقي من خامات الأكاسيد التي تشكل الغالبية العظمى ( 80 % ) من مصادر خام الفلز .
ومقارنة بالكبريتيدات الأخرى المحتوية على فلز النيكل يعد معدن البنتلانديت( " Pentlandite " ( Ni,Fe)9S8 ) أهم مصدر لانتاج النيكل .



حيث يتم منه انتاج اكثر من 59 % من فلز النيكل في العالم .
وعلى الرغم من اهمية البنتلانديت كمصدر أول للنيكل الا ان معادن
البايرهوتيت ( Fe2S8 ـPyrrhotite )



والكالكوبيرايت ( Chalcopyrite "CuFeS" )



لا تقل أهمية كمصدر للنيكل بسبب احتوائها على كميات قليلة من الفلز .
وياتي في المرتبة الثانية من حيث الأهمية خامات كبريتيدية أخرى مثل البيرايت ( FeS2 ) والكيوبانيت ( CuFe2O3 ) والفايولارايت ( NiFeS )

الخامات الأكسجينية

تتكون خامات النيكل الأكسجينية نتيجة تجوية صخور البريدوتايت ( Peridotite )



الى معدن الأوليفين ( Olivine ) ـ سيليكات مغنسيوم حديد ـ الذي يحتوي على 0.3 % من النيكل .



استخلاص النيكل

تختلف طرق استخلاص فلز النيكل حسب طبيعة الخام ـ كبريتيدي ام أوكسجيني ـ وتركيز النيكل فيه , وكمية وانواع الشوائب المصاحبة . ويمكن تقسيم تلك الطرق حسب نوع الخام الى ما يلي :

إستخلاص النيكل الكبريتيدي

يستخلص اكثرمن 90 % من خام النيكل الكبريتيدي بواسطة التعدين الحراري .
ورغم وجود عدة طرق للإستخلاص بواسطة التعدين , الا انها لا تختلف من حيث الخطوات الرئيسية التي تشمل التمحيص , والصهر , والتحويل .
يبدأ الاستخلاص بالتعدين الحراري بعمليات التكسير والطحن لفصل جزء كبير من الكبريتيدات عن بعضها البعض , تمهيداً لفصل اكبر جزء من كبرتيد الحديد بالفصل المغناطيسي ويلي ذلك اضافة الماء للخام الناتج لفصل كبريتيد النيكل من كبرتيد النحاس بالتعويم , حيث يبقى كبرتيد النحاس في القاع لكبر كثافته النوعية , ويطفو كبرتيد النيكل مع الرغوة .
تبدأ بعد ذلك عملية تمحيص خام النيكل الناتج عن درجة حرارة 600 ـ 700 درجة مئوية في وجود الهواء , ليتم اكسدة جزء كبير من كبرتيد الحديد المتبقي ضمن الخام حيث ان درجة الحرارة المذكورة لا تسمح بأكسدة كبريتيدات النحاس والنيكل لألفة كبريتيد الحديد للأكسدة مقارنة بالكبريتيدات المذكورة . يتم بعد ذلك ضغط الخليط في قوالب للصهر والإختزال في فرن دوار لانتاج خليط من كبريتيد النحاس والنيكل يطلق عليه المت ( Matte) . ينقل الخليط الى مفاعل محول ( Converter ) ليتم التخلص من الحديد المتبقي ـ على هيئة خبث من اكسيد الحديد ـ بواسطة الصهر عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية وفي وجود الهواء , ويلي ذلك تبريد تدريجي للناتج للحصول على بلورات كبريتيدي النحاس والنيكل وسبائكهما , ثم تخضع البلورات الى عمليات تكسير وطحن , ليتم فصل كبريتيد النحاس من كبريتيد النيكل بطريقة التعويم . بعدها يمحص كبريتيد النيكل في وجود الهواء ليتم اكسدته الى اكسيد النيكل الذي يضاف اليه الكربون مع الكبس والضغط ويحفظ في قوالب ليتم تسخينه لانتاج فلز النيكل بدرجة نقاوة حوالي 99 % .

إستخلاص النيكل الأكسجيني

يستخلص النيكل الأكسجيني بشكل عام عن طريق الصهر حيث يتم اولاً ازالة محتوى الخام من الماء ( في هيئة ماء حر او هيدروكسيد ) , عن طريق التجفيف عند درجة حرارة 250 درجة مئوية . ثم يحول الخام الناتج الى فرن عند درجة حرارة 800 ـ 900 درجة مئوية لازالة المزيد من الماء , يلي ذلك صهر الخام عند درجة حرارة اكثر من 1450 درجة مئوية , ليتم حجز الناتج على هيئة حديد نيكل
( 24 % نيكل , 69 % حديد , 2 % كربون , 3 % سيليكون , 1.5 % نحاس , نسبة قليلة من الفسفور ) , ويخضع الخام الناتج الى عملية تنقية يتم بموجبها ازالة الكربون والكبريت والسليكون والفسفور ، يلى ذلاك صهر الناتج فى وجود الكبريت لتحويل الخام الى كبربتيدات ، والحديد والنيكل ،بعدةا يضخ الهواء على مصهور الكبريتيدات ليتم اكسدة الحديد وازالتة ليبقى المت (75% ـ 80% نيكل ، 1 ـ4% حديد ،20 % كبريت 0.4 ـ 1.7 كوبلت ) الذي يعالج لاستخلاص النيكل النقي .
كذلك يمكن استخلاص النيكل الأكسجيني عن طريق الصهر المائي الذي يتم بشكل عام حسب الخطوات التالية :

1 ـ تحميص الخام في وجود حامض الكبريت او الكلور .
2 ـ اذابة الناتج بالماء وغسله لاستخلاص محلول كبريتات او كلوريدات النيكل والكوبلت .
3 ـ تحميص الراسب في الخطوة السابقة بالصودا , وإذابة الناتج بحامض الكبريت او الكلور او النيتروجين لاستخلاص محاليل النيكل والكوبلت .
4 ـ ترسيب محاليل النيكل والكوبلت بإضافة كبريتيد الهيدروجين الى الكبريتيدات وذلك عند درجة حرارة 120 درجة مئوية وضغط 10 جوي وفقاً للتفاعلات التالية:

NiSO4 + H2S -------> NiS + H2SO4

NiCl2 + H2S --------> NiS + 2HCl


Ni( NO3 )2 + H2S --------> NiS +2HNO3

تنقية النيكل

رغم ملاءمة النيكل المستخلص بالطرق السابقة للكثير من الصناعات , بسبب نقاوته التي تقارب 99 % الا ان هناك استخدامات خاصة تتطلب مزيداً من النقاوة للفلز , وفي هذه الحالة يمكن اخضاع الفلز إما للتنقية بالمناخل الكهربائية ( Electrolytic Refining ) او التنقية الكربونيلية ( Carbonyl Refining ) .

التنقية بالمناخل الكهربائية

تجري التنقية بالمناخل الكهربائية بوجة عام في وعاء يحتوي على عدة خلايا منخلية ( كهروليتية ) تملأ كل واحدة منها بخليط من كلوريد وكبريتيد الزنك في وجود عدد من المصاعد المصنوعة من فلز او مت النيكل , ويتخلل بين كل مصعدين من المصاعد مهبط مصنوع من النيكل الصافي . ويتم توصيل التيار الكهربائي بين المصاعد والمهابط على التوازي , وعند مروره فإن المصاعد تبدأ في الذوبان على شكل أيونات النيكل ويترسب النيكل النقي على المهابط .

Ni --------> Ni2+ +2e ( المصعد )

Ni2+ +2e- -------> Ni ( المهبط )

التنقية الكربونيلية

تعتمد فكرة التنقية بهذه الطريقة على خاصية تفاعل النيكل غير النقي مع أول اكسيد الكربون عند الضغط الجوي العادي , وعند درجة حرارة منخفضة نسبياً ( 40 ـ 80 درجة مئوية ) لتكوين غاز رباعي كربونيل النيكل , وتعود اهمية هذا التفاعل الى انه تفاعل عكوس عند درجة حرارة ( 150 ـ 300 درجة مئوية ) .
ورباعي كربونيل النيكل سائل متطاير درجة انصهاره ( - 19.3 درجة مئوية ) ودرجة غليانه ( 42.5 درجة مئوية ) . ومقارنة بالنيكل فإن اغلب الشوائب الموجودة مع النيكل لا تتفاعل مع أول اكسيد الكربون فضلاً عن ان بعضها مثل الحديد والكوبلت لا تتفاعل بسرعة ولا تكون مواد متطايرة . وعليه يستفاد من التفاعل المذكور لفصل النيكل من شوائبه , ثم استرجاعه مرة اخرى على شكل فلز خالص ( نسبة نقاوة تصل الى 99.95 % ) برفع درجة الحرارة الى ( 150 ـ 300 درجة مئوية ) .

Ni + 4CO ------> Ni(CO)4 ------> Ni + 4CO
كيكولي غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 26-01-2005, 08:27 PM   #2
كيكولي
كيميائي فعّال
 
الصورة الرمزية لـ كيكولي
 





كيكولي على طريق التميز و النجاح
افتراضي

الخواص الفيزيائية والكيميائية للنيكل

النيكل فلز أبيض فضي



تعتمد الخواص الفيزيائية للنيكل على درجة نقاوته , فالفلز عالي النقاوة يتميز بأنه قابل للطرق والسحب متوسط الصلادة , ومتين , وشديد المقاومة للتآكل في وسائط عديدة .
يقاوم التآكل في الهواء الجوي عند درجات الحرارة العادية . وعند تسخين معدن النيكل في الهواء فإنه يفقد بريقه ولمعانه . وعندما يكون في صورة مسحوق ناعم , فإنه يتأكسد ويشتعل تلقائياً , عند تعرضه للهواء الجوي , لذا ينبقي تداوله بحرص .
يقاوم التآكل الذي تسببه المواد القلوية عدا النشادر , ولذا يستخدم في انتاج الصودا الكاوية .
قابل لإمتصاص الهيدروجين حيث يزداد الإمتصاص بارتفاع درجة الحرارة ودرجة نعومة المسحوق , لتكوين هيدريدات النيكل .
الصفة النادرة لفلز النيكل هي مقدرته للتفاعل مع أول اكسيد الكربون عند درجة 60 درجة مئوية تقريباً لانتاج رباعي كربونيل النيكل بتفاعل عكوس , ينتج عنه فلز النيكل وأول اكسيد الكربون عند درجة 180 درجة مئوية تقريباً .

Ni + 4CO = Ni(CO)4

ويستخدم هذا التفاعل في الحصول على فلز النيكل النقي , كما ورد سابقاً .
يتفاعل النيكل الساخن مع بعض اللافلزات مثل B,Si,P.S والهالوجينات

Ni + F2 -------> NiF2

Ni + Cl2 --------> NiCl2

Ni + Br2 -------> NiBr2

النيكل قابل للتأكسد في وجود بخار الماء . وكذلك الذوبان في الأحماض المعدنية وخصوصاً HNO3 المخفف . اما HNO3 المركز فإنه يصيب النيكل بحالة خمول , كما انه لايتأثر بالصودا الكاوية , ولذا يستخدم في صنع الأواني المستخدمة في انتاج هيدروكسيد الصوديوم NaOH .

استخدامات النيكل

يستخدم النيكل بشكل رئيسي في صناعة السبائك حيث يمكن خلطه مع كثير من الفلزات مثل النحاس , والمنجنيز , والحديد , والكروم , ويستخدم خاصة في السبائك غير الحديدية والصلب لتحسين جودتها من حيث المتانة , ومقاومة التآكل , والصلادة وخصائصه الجيدة عند درجات الحرارة العالية .
يستخدم 60 % من النيكل في صناعة الصلب المقاوم للصدأ و13 % لصناعة سبائك النيكل , وقد توسع استخدام النيكل في الصناعة بفضل الخصائص الجيدة خاصة التي يكسبها للسبائك مثل :
الخواص الميكانيكية الجيدة .
المقاومة للتآكل في الأوساط الحامضية والقاعدية وفي الجو ومحاليل الأملاح .
احتفاظه بالمرونة والمقاومة والإستطالة عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة .
خواصه المغناطيسية .
لونه الفضي الجذاب .
وتستخدم سبائك النيكل ذات النقاوة التجارية في كثير من الاستخدامات الصناعية مثل :
اجهزة تصنيع الأغذية .
براميل نقل المواد الكيميائية .
الأجهزة الإلكترونية .
أجزاء مكونات الصواريخ والمركبات الفضائية .
المصابيح القلوية .
المبادلات والعوازل الحرارية .
وفضلاً الى ذلك , يضاف الى النيكل فلزات اخرى لصناعة سبائك ذات صفات جيدة .
من اشهر هذه السبائك , الفضة الألمانية ( تتكون من نيكل , زنك , نحاس , مغطاة بطبقة من الفضة بالطلاء الكهربي ) , وتستخدم بديل الفضة للزينة والديكور.




أهم المراجع

مجلة العلوم والتقنية … العدد 46
د/ يوسف حسن يوسف

كتاب كيمياء العناصر الانتقالية
د/ عائض سعد مرزن الشهري
د/ محمد علي خليفة الصالح د/ حسين محمد عبد الفتاح علي


للمزيد من المعلومات عن النيكل

حوار مع شيطان النيكل !

قام بآخر تعديل كيكولي يوم 26-01-2005 في 08:32 PM
كيكولي غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 31-01-2005, 11:00 PM   #3
دانه
سوبر كيميائي
 
الصورة الرمزية لـ دانه
 




دانه على طريق التميز و النجاح
افتراضي

موضوع متألق كصاحبته ..

جعل الله لك بكل حرف كتبتيه أجرا ..

ونفع بعلمك الجميع

خالص التحايا ..
.
.
دانه غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 31-01-2005, 11:33 PM   #4
المحترف
كيميائي متحمس
 
الصورة الرمزية لـ المحترف
 





المحترف على طريق التميز و النجاح
افتراضي

مشكور
المحترف غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 04-02-2005, 06:04 PM   #5
كيكولي
كيميائي فعّال
 
الصورة الرمزية لـ كيكولي
 





كيكولي على طريق التميز و النجاح
افتراضي

.


شكراً جزيلاً اختي الكريمة دانه على كلماتك الطيبة .

أخي المحترف اشكر تواجدك الكريم .
كيكولي غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 04-02-2005, 07:09 PM   #6
رسيال
كيميائي نشط
 
الصورة الرمزية لـ رسيال
 




رسيال على طريق التميز و النجاح
افتراضي

مشكورة أختي كيكولي
على المواضيع القيمة التي تتحفينا بهاو
جعلها الله في ميزان حسناتك
وجزاك الله خيراً
التوقيع :
رسيال غير متصل   رد مع اقتباس
قديم 23-10-2010, 03:47 PM   #7
herushema
عزيز وغالي
 




herushema على طريق التميز و النجاح
افتراضي

مشكور على المعلومات القيمة للنيكل
herushema غير متصل   رد مع اقتباس
إضافة رد


زوار هذا الموضوع الآن : 1 (0 عضو و 1 ضيف)
 
أدوات الموضوع

ضوابط المشاركة
غير مصرّح لك بنشر موضوع جديد
غير مصرّح لك بنشر ردود
غير مصرّح لك برفع مرفقات
غير مصرّح لك بتعديل مشاركاتك

وسوم vB : نشيط
كود [IMG] : نشيط
كود هتمل : خامل

الانتقال السريع

مواضيع ذات صلة
الموضوع الكاتب المجلس المشاركات المشاركة الأخيرة
حوار مع شيطان النيكل ! محمد فعال كيمياء العناصر والجدول الدوري 12 26-11-2004 09:50 AM
oOo تفاعلات النيكل " فلاشات " oOo chem عروض الفلاش والشكويف 2 25-03-2004 12:35 AM
تفاعل اليود مع النيكل الملكة أفلام الفيديو 1 25-02-2004 05:48 AM


التوقيت حسب جرينتش +3. الساعة الآن 07:41 PM.







Powered by: vBulletin® Version 3.8.7 Copyright ©2000-2014, Jelsoft Enterprises Ltd.
Translated By vBulletin®Club©2002-2014
Ads Management Version 3.0.1 by Saeed Al-Atwi