Níquel

El níquel és l'element químic de símbol Ni i nombre atòmic 28. Forma part del grup 10 de la taula periòdica dels elements.

Història 
L'ús del níquel es remunta aproximadament al , generalment junt amb el coure, ja que apareix ben sovint en els minerals d'aquest metall; bronzes originaris de l'actual Síria tenen continguts de níquel superiors al 2%. Manuscrits xinesos suggerixen que el «coure blanc» s'utilitzava a Orient cap a 1400-1700 aC, no obstant la facilitat de confondre les menes de níquel amb les de plata indueix a pensar que en realitat l'ús del níquel va ser posterior, cap al .

Els minerals que contenen níquel, com la niquelina, s'havien emprat, en confondre'ls amb mineral de cobalt, per a pintar el vidre. A Alemanya, a les muntanyes Metal·líferes els miners anomenaven despectivament Kupfernickel a les menes que semblaven de coure, però de les quals no s'obtenia aquest metall, el coure de nickel. Nickel seria el nom d'una mena de follet o esperit maligne de les muntanyes.

El 1751 Axel Fredrik Cronstedt, intentant determinar quins metalls d'interès contenien les menes de les mines sueques de Los (a l'època, Loos), va obtindre un metall que donava un color groc en dissoldre'l en àcid nítric. Inicialment, va pensar que havia trobat coure, i hi va afegir ferro esperant que la reacció prevista donaria coure vermell, però això no va succeir. Després de molts experiments va aconseguir aïllar el metall del mineral de kupfernickel. Cronstedt va publicar el seu descobriment a les Transaccions de la Reial Acadèmia Sueca de les Ciències (Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar) el 1751 i el 1754. Molts científics van reconèixer el descobriment del nou element, però d'altres mantenien que el níquel era una barreja de cobalt, ferro, arsènic i coure. Tots aquests dubtes es van esvair el 1775 quan Torbern Olof Bergman va demostrar que les barreges d'aquests elements, en qualsevol proporció, no presentaven les propietats del níquel.

La primera moneda de níquel pur s'encunyà el 1881.

Abundància i obtenció 
S'estima que el níquel és present a l'escorça terrestre en una proporció d'entre el 0,01 i el 0,02 % o 84 ppm (g/t), essent el 22è o 23è element més abundant. Hom suposa que és molt més abundant al nucli de la Terra, que estaria compost fonamentalment de ferro i níquel. El níquel també apareix en forma de metall en alguns dels meteorits que cauen a la Terra, junt amb el ferro, formant aliatges com la kamacita o la taenita.

Les menes més habituals entre les que contenen níquel són la pentlandita (Ni,Fe)9S₈, una pirita magnètica amb més del 5% de níquel anomenada pirrotina Fe1–xS i la garnierita (Ni,Mg)₆(OH)₈Si₄O10. Altres minerals serien la gersdorffita NiAsS, la annabergita Ni₃(AsO₄)₂ · 8H₂O, la niquelina NiAs o la nepouïta Ni₃Si₂O₅(OH)₄.

La taula següent mostra la producció de les mines de níquel l'any 2019 i l'estimació de la producció per al 2020 i de les reserves:

Característiques principals 
És un metall de transició de color blanc platejat, conductor de l'electricitat i de la calor, és dúctil i mal·leable pel que es pot laminar, polir i forjar fàcilment, i presenta cert ferromagnetisme. Es troba en diferents minerals, en meteorits (aliat amb ferro) i, en principi, hi ha níquel en l'interior de la Terra.

És resistent a la corrosió i se sol utilitzar com a recobriment, per mitjà d'electrodeposició. El metall i algun dels seus aliatges, com el monel, s'utilitzen per a manejar el fluor i alguns fluorurs pel fet que reacciona amb dificultat amb aquests productes.

El seu estat d'oxidació més normal és +2. Pot presentar-ne altres, s'han observat estats d'oxidació 0, +1 i +3 en complexos, però no en són gens característics.

Isòtops 
En la naturalesa es troben 5 isòtops estables: Ni-58, Ni-60, Ni-61, Ni-62 i Ni-64, sent el més lleuger el més abundant (68,077%). S'han caracteritzat a més 18 isòtops radioactius dels que els més estables són el Ni-59, el Ni-63 i el Ni-56 amb períodes de semidesintegració de 76.000 anys, 100,1 anys i 6,077 dies respectivament. Els altres radioisòtops, amb masses atòmiques des de 52 uma (Ni-52) a 74 uma (Ni-74), tenen períodes de semidesintegració inferiors a 60 hores i la majoria no arriben els 30 segons. El níquel té a més un estat metaestable.

El Ni-56 es produeix en grans quantitats en supernoves de tipus II corresponent la forma de la corba de llum a la desintegració del Ni-56 en Co-56 i aquest en Fe-56.

El Ni-59 és un isòtop de llarga vida obtingut per cosmogènesis. Aquest isòtop ha trobat diverses aplicacions en la datació radiomètrica de meteorits i en la determinació de l'abundància de pols extraterrestre en gels i sediments. El Ni-60 és fill del Fe-60 (període de semidesintegració d'1,5 milions d'anys) la persistència del qual en el sistema solar en concentracions prou altes ha pogut causar variacions observables en la composició isotòpica del Ni-60, d'aquesta manera, l'anàlisi de l'abundància de Ni-60 en materials extraterrestres pot proporcionar informació sobre l'origen del sistema solar i la seua història primordial.

Aplicacions 
Aproximadament el 65% del níquel consumit s'empra en la fabricació d'acer inoxidable austenític i un altre 12% en superaliatges de níquel. El restant 23% es reparteix entre altres aliatges, bateries recarregables, catàlisi, encunyació de moneda, recobriments metàl·lics i fosa:
 Alnico, aliatge per a imants.
 El mumetall s'usa per a apantallar camps magnètics per la seua elevada permeabilitat magnètica.
 Els aliatges níquel-coure (monel) són molt resistents a la corrosió, utilitzant-se en motors marins i indústria química.
 L'aliatge níquel-titani (nitinol-55) presenta el fenomen de memòria de forma i s'usa en robòtica, també hi ha aliatges que presenten superplasticitat.
 Cresols de laboratoris químics.
 Catàlisi de la hidrogenació d'olis vegetals.

Rol biològic 
Moltes hidrogenases contenen níquel, especialment aquelles la funció de les quals és oxidar l'hidrogen. Sembla que el níquel pateix canvis en el seu estat d'oxidació el que indicaria que el nucli de níquel és la part activa de l'enzim.

El níquel està també present en l'enzim metil com a reductasa i en bacteris metanògens.

Precaucions 
L'exposició al níquel metall i els seus compostos solubles no ha de superar els 0,05 mg/cm³ mesurats en nivells de níquel equivalent per a una exposició laboral de 8 hores diàries i 40 setmanals. Els vapors i la pols de sulfur de níquel se sospita que poden ser cancerígens.

El carbonil de níquel (Ni(CO)₄), generat durant el procés d'obtenció del metall, és un gas extremadament tòxic.

Les persones sensibilitzades poden manifestar al·lèrgies al níquel. La quantitat de níquel admissible en productes que puguin entrar en contacte amb la pell està regulada per la Unió Europea; tot i així, la revista Nature va publicar el 2002 un article en què investigadors afirmaven haver trobat en monedes d'1 i 2 euros nivells superiors als permesos, es creu que a causa d'una reacció galvànica.

Referències

Bibliografia

Vegeu també 

 Níquel natiu
 Níquel de Raney
 Niquelskutterudita
 Niquelaustinita
 Niquelhexahidrita
 Niquelalumita
 Niquelschneebergita
 Niquelfosfur
 Química de l'organoníquel

Enllaços externs 

 L'origen del nom  
 Los Alamos National Laboratory - Níquel  
 webelements.com - Níquel 
 environmentalchemistry.com - Níquel 

 
Elements natius