Nikiel jest metalem ferromagnetycznymferromagnetyzmferromagnetycznym, ale jego własności magnetyczne zanikają po przekroczeniu temperatury $353°\text{C}$. Należy do materiałów odpornych na korozję, w szczególności korozję atmosferyczną oraz korozję wywołaną przez wodę morską. Generalnie nie wykazuje jednak odporności na działanie kwasów nieorganicznych, chociaż pod działaniem stężonego kwasu azotowego($\text{V}$) pasywuje. Nikiel jest metalem podatnym na obróbkę plastyczną zarówno na zimno, jak i na gorąco, a także jest dobrze spawalny i zgrzewalny. To jeden z metali, który jest dodatkiem do stali nierdzewnej. Nikiel jest bardzo szeroko stosowany w domu, architekturze, służbie zdrowia, przetwórstwie spożywczym i w całym przemyśle. $85\%$ niklu metalicznego używa się w połączeniu z innymi metalami.

Występuje w biżuterii, ale i innych przedmiotach codziennego użytku – w guzikach, klamrach pasków, klamkach, kluczach czy innych metalowych elementach. Może znajdować się także w detergentach i farbach, ale i kosmetykach. Znajduje się również w żywności, m.in. w kakao, w nasionach roślin strączkowych (fasoli, grochu, soczewicy, soi), w zbożach (pszenicy, życie, owsie), w rybach (np. makreli, tuńczyku, łososiu, śledziu), ale także w suszonych owocach.

Nikiel jako katalizator

Sieć krystaliczna niklu posiada właściwość absorpcji atomów wodoru. Zwłaszcza silnie rozdrobiony nikiel jest wstanie absorbować znaczne ilości wodoru. Dzięki tej właściwości, jest stosowany jako katalizator w wielu procesach, m.in. w uwodornieniuuwodornianie, uwodornienie, hydrogenizacja, hydrogenacja, wodorowanieuwodornieniu (hydrogenizacji). Dzięki jego obecności w układzie, alkeny mogą reagować z wodorem w wysokiej temperaturze ($150°\text{C}$) z wytworzeniem alkanów. Nikiel jako katalizator w reakcjach uwodornienia, stosowany jest jako tzw. Nikiel Raneya, czyli drobno sproszkowany nikiel.

Nikiel w przemyśle

Stopy niklu stosowane są w turbinach gazowych i silnikach rakietowych, chociażby ze względu na ich odporność na korozję w wysokich temperaturach.

Używany jest także w konstrukcji wałów napędowych w łodziach. Szczególne znaczenie ma tu stop niklu i miedzi (monelmonelmonel). Monel jest twardy i odporny na korozję, wodę morską oraz chlor. Jest wytrzymały w szerokim zakresie temperatur i dobrze spawalny. Ponadto, ze względu na powyższe właściwości, stosuje się go w zakładach odsalania wody. Służy do produkcji stali nierdzewnej czy zaworów wysokotemperaturowych.

Kolejnym zastosowaniem niklu jest jego wykorzystanie do produkcji baterii niklowo‑kadmowych. Ogniwa $\text{Ni}$-$\text{Cd}$ można znaleźć w przenośnej elektronice, zabawkach i akumulatorach. Działają one w szerokim zakresie temperatur.

R1YOoRvSFPHwz1

Fotografia przedstawiające monetę wykonaną z niklu o nominale dwadzieścia groszy.

Nikiel używany jest także w produkcji stali niklowej w celu zwiększenia jej wytrzymałości. Szczególnie istotne są stopy niklowo‑miedziowe i srebrowe. Poprawiają wytrzymałość, odporność na korozję i ciągliwość niklu. Z kolei stopy niklu ze srebrem cechuje nie tylko odporność na korozję, ale i na ogrzewanie. Są stosowane w instrumentach muzycznych, np. instrumentach klawiszowych lepszej jakości, w produkcji monet, w armaturze morskiej oraz sanitarnej. Stopy zawierające $70\%$ masowych miedzi, $\mathrm{24,5}\%$ masowych cynku i $\mathrm{5,5}\%$ masowych niklu używane są do produkcji monet funtowych czy dawnych polskich monet.

Nikiel stosowany jest do wytwarzania różnych nadstopównadstopy (superstopy, superstopy żaroodporne)nadstopów, jak np. tzw. inconelu – nadstopu na bazie niklu i chromu. Są to materiały odporne na utlenianie i korozję, dobrze nadające się do pracy w ekstremalnych środowiskach wysokiego ciśnienia i temperatury. Nadstopów używa się w łopatach turbin gazowych, uszczelkach, komorach spalania czy w kotłach spalarni odpadów.

RJlQCgQoaJ2se

Zdjęcie przedstawiające napęd rakietowy wykonany ze stopu typu inocel, wykorzystany w konstrukcji samolotu North American X‑15.

Nikiel często używany jest w tworzeniu powłok niklowych w celu polepszenia właściwości powlekanego materiału. Proces pokrywania materiałów metalowych niklem nazywa się niklowaniem. Zwiększa ono odporności na zużycie, twardość i chroni przed korozją powlekany materiał. Niklowanie używane jest też w celu dekoracyjnym. Co więcej, powleczona niklem warstwa materiału może służyć jako podłoże dla innych powłok wykonanych z innych materiałów. Ów proces wykonywany jest najczęściej na przedmiotach stalowych. Aby zwiększyć trwałość powłoki, stal pokrywa się najpierw grubszą warstwą miedzi jako warstwą pośrednią o lepszej przyczepności zarówno do stali, jak i niklu, a następnie cieńszą warstwą niklu. Warstwy te z kolei mogą stanowić podłoże do chromowania – pokrywania warstwą chromu. W efekcie otrzymuje się powłokę o najwyższej jakości.

Omawiany metal stanowi ważny element przy tworzeniu żeliwa stopowego w celu modyfikacji jego właściwości fizycznych i chemicznych. Oprócz niklu używa się także innych dodatków – krzemu, chromu, molibdenu czy glinu. Żeliwa odporne na korozję zawierają dodatek niklu i molibdenu. Żeliwo Nicrosilal, które zawiera $16\%$-$20\%$ masowych niklu, charakteryzuje się żaroodpornością i dużą wytrzymałością. Z kolei Niresist, zawierający oprócz niklu ($11\%$-$16\%$) krzem, mangan, chrom i miedź, cechuje się wysoką żaroodpornością, a zarazem odpornością na korozję. Żeliwa zawierające nikiel stosowane są w żeliwnych mostach, budynkach czy młynach tekstylnych.

W urządzeniach narażonych na wysokie temperatury, używane są specjalne stopy o stosunkowo niskim współczynniku temperaturowym rezystancjitemperaturowy współczynnik rezystancjiwspółczynniku temperaturowym rezystancji, np. stop nikiel‑chrom albo chromonikielina – stop odporny na korozję oraz temperaturę pracy do $1100°\text{C}$. Są one potrzebne w produkcji oporników i elektrycznych elementów grzejnych pieców, suszarek do włosów, piekarników elektrycznych, lutownic, tosterów, a nawet papierosów elektronicznych.

RyfsrGq1cSr3G1

Zdjęcie przedstawiające dwie obrączki wykonane z białego złota.

Stopy złota z niklem, cynkiem, czasem srebrem i palladem, imitujące barwą platynę, są używane do produkcji biżuterii, tzw. białego złota. Termin „białe złoto” nie jest tylko nazwą handlową. W rzeczywistości również ma biały kolor i wykazuje większą twardość niż złoto. Właściwości chemiczne są praktycznie takie same jak złota.

Słownik

Bibliografia

Kaczyński J., Czaplicki A., Chemia ogólna, Warszawa 1974.

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszaw 1987.

Litwin M., Styka – Wlazło Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna, Kraków 2002.

Wesołowski K., Metaloznawstwo: Metale nieżelazne i ich stopy, cz. 3, Warszawa 1957.