موضوع مقاله: نیکل | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # نیکل | مقدمه: این عنصر پنجمین عنصر شایع روی زمین است و به‌طور گسترده‌ای در پوسته و هسته زمین شکل می‌گیرد. | ## بخش 1: نیکل | کانی‌های اصلی نیکل عبارتند از : پنتلاندیت، پیروتیت (سولفیدهای نیکل و آهن) و گارنییریت (سیلیکات نیکل و منیزیم) هستند. نیکل تجاری به فرم‌های پنتلاندیت و پیروتیت است که این معادن در استان انتاریوی کانادا یافت می‌شود که این ناحیه حدود ۳۰ درصد از نیکل دنیا را تأمین می‌کند. نزدیک به ۱۰٪ دیگر آن در ساخت آلیاژهای پایه-نیکل و پایه-مس، ۷٪ در ساخت فولادهای آلیاژی، ۳٪ در صنعت ریخته‌گری، ۹٪ در صنعت آبکاری، و ۴٪ در سایر صنایع شامل صنعت رو به پیشرفت باتری‌ها (شامل باتری خودروهای برقی) استفاده می‌شود. همچنین صنعت سرامیک و ساخت آلیاژی از آهن و نیکل که خاصیت مغناطیسی دارد و باتری‌های قوی ادیسون کاربرد دارد. بخار سولفید نیکل سرطان‌زاست که هنگام استفاده از آن باید دقت لازم را به عمل آورد. تاریخچه اولین بار این عنصر در سال ۱۷۵۱ توسط شیمی‌دان سوئدی اکسل کرونستد شناسایی شد. در قرن ۱۹ به دلیل استفاده از این عنصر در آبکاری و ساخت آلیاژها منجمله «نقره نیکل» (نقره آلمانی) که نیکل را با روی و مس آلیاژ می‌کردند، اهمیت پیدا کرد. معدن‌کاران قرن ۱۵ آلمانی یک سنگ معدنی قهوه‌ای-قرمز پیدا کرده بودند که تصور می‌کردند حاوی مس است. این سکه‌ها از جنس نیکل خالص نبودند و اولین بار در ۱۸۸۱ در سویس سکه‌هایی از جنس نیکل خالص استفاده شد. فولادهای زنگ‌نزن در قرن ۲۰ام شناخته و ساخته شدند و نقش مفید استفاده از نیکل در بسیاری از گریدهای مختلف این فولادها کاملاً شناخته شده‌است. آلیاژهای پایه-نیکل دارای مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی بوده و می‌توانند در دمای بالا مقاومت کنند، که این خاصیت آنها را برای کارخانه‌های شیمیایی بسیار مناسب می‌سازد و همچنین امکان اجرایی کردن ساخت موتور جت را فراهم می‌کند. مشخصات خواص نیکل یک فلز با خواص شیمیایی و فیزیکی فوق‌العاده است که باعث استفاده از آن در صدها هزار کاربرد مختلف شده‌است. این عنصر درجه ذوب بالایی داشته (۱۴۵۳ درجه سلسیوس)، در مقابل خوردگی و اکسیدشدن بسیار مقاوم است، بسیار چکش خوار بوده و به راحتی با سایر عناصر آلیاژ می‌شود، در دمای اتاق مغناطیسی بوده و می‌توان به راحتی در آبکاری فلزات از آن استفاده کرد. معمولترین حالت اکسیداسیون نیکل، ۲+ است و این در حالی است که نیکل ۳+ و ۱+ نیز به ندرت مشاهده می‌شوند. | ## بخش 2: نیکل | محل کشف و پیدایش اکثر نیکلهای بدست آمده از دو نوع معدن بدست آمده‌اند، اولی خاکهای آجری رنگ بوده که مهم‌ترین معدن سنگ نیکل هستند و دومی سولفید موجود در ماگمای زمین می‌باشد. با این وجود این باور وجود دارد که بیشتر نیکل موجود در زمین در هسته این سیاره تمرکز یافته‌است. طرز تهیه کانیهای نیکل بر دو دسته هستند :سولفید و اکسید، کانی سولفید دو سوم مصرف جهان را به خود اختصاص داده‌است. اکسید نیکل هم به کمک پالایش هیدرو متالورژی نظیر شستشو با آمونیاک پالایش می‌شوند. مقداری مجاز نیکل مصرفی در محصولاتی که با دست انسان تماس دارد، مطابق اتحادیه اروپایی می‌باشد. بر اساس یک گزارش منتشر شده در مجله Nature در سال ۲۰۰۲، محققین دریافته‌اند که مقدار نیکل موجود در سکه‌های یک و دو یورو (Euro) بیشتر از حد استاندارد است. 0.05mg/cm³ خطرات ایمنی بسیار بالا مواد شیمیایی مورد استفاده در آبکاری (اسیدها، نمک‌های فلزات سنگین، سیانورها در برخی فرآیندها) بسیار سمی، خورنده و خطرناک هستند. کار با این مواد بدون تجهیزات ایمنی کامل (ماسک، دستکش، عینک، تهویه قوی) و دانش تخصصی، می‌تواند منجر به سوختگی‌های شدید، مسمومیت‌های حاد و مزمن، و آسیب‌های جبران‌ناپذیر شود. عدم دستیابی به کیفیت کیفیت پوشش آبکاری به کنترل دقیق ده‌ها پارامتر (دما، pH، دانسیته جریان، غلظت تک‌تک اجزا، تمیزی سطح و…) بستگی دارد که تأمین این شرایط در محیط خانه غیرممکن است. نتیجه کار خانگی، پوششی ناهموار، نچسب، دارای حفره و با ظاهر و خواص نامطلوب خواهد بود. مشکلات زیست محیطی دفع پساب‌های حاوی فلزات سنگین مانند نیکل و کروم در فاضلاب شهری، یک فاجعه زیست‌محیطی و عملی مجرمانه است. عدم امکان تهیه مواد بسیاری از مواد شیمیایی تخصصی و افزودنی‌های لازم برای یک محلول ابکاری نیکل با کیفیت، در بازار عمومی به راحتی قابل تهیه نیستند. کاربردها سرانه مصرف نیکل در دنیا در کاربردهای مختلف به این صورت است: ۷۰٪ ساخت فولادهای زنگ‌نزن، ۹٪ ساخت آلیاژهای غیرآهنی، ۸٪ در آبکاری، ۹٪ آلیاژهای فولاد و ریخته‌گری، ۳٪ ساخت باتری و ۱٪ سایر مصارف. نیکل در گیاهان نیکل از جمله عناصر طبیعی است که به فرم‌های مختلف در محیط‌های آبی، خاکی و همچنین در پیکره گیاهان و جانوران وجود دارد. | ## بخش 3: نیکل | نیکل از جمله فلزات سمی است که با افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی، ورود آن‌ها به زنجیره غذایی به‌طور معنی داری افزایش می‌یابد. غلظت بالای نیکل به عنوان عاملی تنش زا برای گیاهان به‌شمار می‌رود که می‌تواند به عنوان یک عامل محدودکنندهٔ رشد، ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان را تحت تأثیر قرار دهد. مقدار نیکل در خاک‌ها بین ۵ تا ۵۰۰ میلی‌گرم در کیلوگرم و به‌طور متوسط ۱۰۰ میلی‌گرم در کیلوگرم است. نیکل مانند فلزات دو ظرفیتی، جذب سطحی کانی‌های رسی شده و با کاتیون‌های کلسیم، منیزیم، آهن و روی رقابت می‌کند، لذا میزان زیاد نیکل در محیط ریشه خاک‌های آلوده، ممکن است به کمبود آهن و روی در گیاه منجر شود. یون نیکل دو ظرفیتی با غلظت‌های مختلف در فاضلاب خام صنایع مانند آب کاری و فلزات غیرآهنی یافت می‌شود. براساس استاندارد مقررات زیست‌محیطی ایران حداکثر غلظت قابل قبول برای فلز نیکل در پساب خروجی صنایع ۲ میلی‌گرم در لیتر می‌باشد. اگرچه نیکل هم‌اکنون به عنوان یک عنصر ضروری بسیار کم مصرف شناخته شده‌ است، اما تنها نقش تعریف شده این عنصر، شرکت در سوخت و ساز اوره می‌باشد که این فرایند در گیاهانی که از اوره به عنوان منبع نیتروژن استفاده می‌کنند، بسیار حائز اهمیت است. اما در گیاهانی که با ترکیبی به غیر از اوره تغذیه می‌شوند از اهمیت چندانی برخوردار نیست. اختلال در ساخت پروتئین‌ها و کاهش غلظت نیتروژن کل گیاه در شرایط کمبود نیکل گزارش شده‌ است. سمیت نیکل در همه جای طبیعت وجود دارد و مواجهه جمعیت‌های عمومی با آن عمدتاً از طریق سیگار، هوا، آب و غذا می‌باشد. عمده‌ترین خطر مواجهه با نیکل در کارگرانی می‌باشد که در مشاغلی چون استخراج معادن، صنایع ذوب، آبکاری الکترونیک، باتری‌سازی و جوشکاری مشغول به کارند. در حال حاضر تنفس و پوست به عنوان مهم‌ترین مسیرهای مواجهه با این فلز در جوامع انسانی می‌باشد. از مهم‌ترین علائم مواجهه با نیکل می‌توان به درماتیت اشاره کرد که در ۱۰ تا ۲۰ درصد جمعیت عمومی مشاهده می‌شود؛ که علت آن می‌تواند ناشی از مواجهه پوستی مدت دار با نیکل موجود در هوا، محلول نیکل یا مواجهه با اقلام فلزی حاوی نیکل همچون سکه و جواهرات باشد. در مطالعات اپیدمیولوژی مشاهده شده که نیکل می‌تواند به عنوان یک سرطان‌زای ناحیه تنفسی عمل کند. | ## جمع‌بندی | از ترکیب نیکل فلزی با منوکسید کربن، نیکل کربونیل تشکیل می‌شود که به شدت سمی و کشنده است.