Cobalt  Palladium Kupfer  
 Nickel                                               28Ni
 engl. nickel; nach einem Bergkobold
 
Relat. Atommasse   
Ordnungszahl    
Schmelzpunkt    
Siedepunkt    
Oxidationszahlen     
Dichte    
Härte (Mohs)     
Elektronegativität    
Elektronenkonfig.   
Natürl. Häufigkeit  
  
  
  
 
58,6934    
28    
1455 °C    
2913 °C    
4, 3, 2, 1, 0, -1    
8,902 g/cm³   
3,8    
1,91 (Pauling)     
[Ar]3d84s2   
Ni-58: 68,0769%   
Ni-60: 26,2231%   
Ni-61: 1,1399%   
Ni-62: 3,6345%   
Ni-64: 0,9256%
 
   
     

Film

26 sek
Wie verhält sich Nickel im Vergleich zu Mangan, Eisen, Cobalt, Kupfer wenn ein Magnet daran gehalten wird?
    
GHS-Piktogramme 
Achtung
Gefahren (H-Sätze) 
  
H 317, 351, 372, 412 
  

(Pulver, Partikel <1mm)
CAS-Nummer  
  
7440-02-0  

 
 
 
 
Physikalisch-chemische Eigenschaften
Das silbrig glänzende Schwermetall lässt sich wie Eisen relativ gut schmieden, zu Blech walzen oder zu Draht ausziehen. Es ist wie Eisen und Cobalt ferromagnetisch, allerdings nicht ganz so gut. Fein verteiltes Nickel nimmt bei höheren Temperaturen große Mengen Wasserstoff auf. Durch heißes Nickelblech kann Wasserstoff leicht hindurchgehen.  
 
 
 Ferromagnetismus beim Nickel

Nickelkugeln am Magnet
 
 Nickel wird von einem Magneten angezogen.
   

In seinem chemischen Verhalten ähnelt Nickel dem Cobalt und dem Eisen. In kompakter Form ist es bei Raumtemperatur beständig gegen Luft, Wasser, nichtoxidierende Säuren wie Salzsäure, Laugen und gegen die meisten organischen Stoffe. Verdünnte Salpetersäure greift Nickel unter Wasserstoff- und Nickelnitratbildung an, während bei konzentrierter Salpetersäure Passivierung auftritt, da sich eine dünne Oxidschicht bildet. Fein verteiltes Nickelpulver kann pyrophore Eigenschaften besitzen, es entzündet sich dabei von selbst. Ein heißer Nickeldraht verbrennt in reinem Sauerstoff unter Funkensprühen zu Nickel(II)-oxid. Heißes Nickel reagiert auch mit den Halogenen, mit Phosphor, Schwefel, Arsen, Bor und Silicium. Die entstehenden Nickelsalze sind meist farbige Verbindungen mit blauer, grüner oder gelber Farbe.  
  
 
 Nachweis von Nickel-Ionen mit Dimethylglyoxim


 
Nach der Zugabe von einer 1%igen Dimethylglyoximlösung in Alkohol zu einer (verdünnten) Nickel(II)-sulfatlösung entsteht ein rotes Komplexsalz.
   

Der Nachweis von Nickel und seinen Salzen erfolgt mit dem Komplexbildner Dimethylglyoxim (Tschugaeffs Reagenz). Dieses bildet mit Ni2+-Ionen ein himbeerrotes, in Wasser schwer lösliches Komplexsalz. Bei professionellen, chemischen Analysen werden zuvor störende Eisen-Ionen durch Kochen in Wasserstoffperoxid beseitigt. Die Analyse erfolgt in ammoniakalischer Lösung. In der Schule kann man eine 1%ige Dimethylglyoximlösung in 96%igem Alkohol (Brennsprit) einsetzen und auf die Vorbehandlung verzichten. Tropft man das Reagenz in eine Nickel(II)-sulfatlösung, entsteht der typisch rote Niederschlag. Befeuchtet man ein Wattestäbchen mit dem Reagenz, lässt sich Nickel in Münzen oder in Schmuckstücken nachweisen, wenn diese vorher durch Hautschweiß intensiv benetzt wurden. 
  
 
 Nachweis von Nickel in Münzen


 
Reibt man mit Dimethylglyoximlösung getränkte Wattestäbchen an nickelhaltigen Münzen, färben sich die Stäbchen leicht rötlich, wenn die Münzen mit Hautschweiß in Kontakt kamen.
 
   
Physiologie/Toxikologie 
Die Bedeutung von Nickel als lebensnotwendiges Spurenelement für den Menschen ist noch nicht eindeutig geklärt. Bei Pflanzen und bestimmten Bakterien wird es bei Enzymreaktionen benötigt.  Nickel und seine Verbindungen gelten als stark allergieauslösende Stoffe. Außerdem besteht ein krebserzeugendes Potenzial. Aus diesem Grund darf Nickel nicht in Schmuck (Ohrsteckern, Ohrringen, Ketten, Ringe) eingearbeitet werden. Eine Gefahr besteht vor allem beim Einatmen von Stäuben, aber auch bei der Berührung mit der Haut. Inwieweit die im Alltag weit verbreiteten Legierungen (Münzen, Essbesteck) wirken, ist noch nicht geklärt. Legierungen dürften jedoch allgemein als chemisch stabiler gelten als das reine Metall. Die Zeitdauer des Hautkontakts spielt ebenfalls eine Rolle. Nickel ist das Metall, das am häufigsten eine Kontaktallergie verursacht. Das toxische Potenzial der Nickelverbindungen ist noch größer als beim metallischen Nickel. Nickelverbindungen wie Nickel(III)-oxid oder Nickel(IV)-oxid gelten als besonders gefährlich im Hinblick auf die krebserzeugende Wirkung beim Einatmen der Stäube.
  
Vorkommen 
Häufigkeit   relativ häufig

Elementar kommt Nickel in der Natur nur in Meteoriten vor. Ein bedeutendes Nickelerz ist der Magnetkies. Zu den Nickelerzen gehören auch der Weißnickelkies, der Rotnickelkies oder der Gelbnickelkies, der bei den Mineralogen als Millerit bezeichnet wird. Bedeutende Nickel-Produzenten sind zum Beispiel die Philippinen, Russland, Kanada, Neukaledonien, Australien, Indonesien, Brasilien, China, Guatemala, Kuba oder Südafrika.

 
 
  Weißnickelkies und Rotnickelkies

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  Der Weißnickelkies stammt aus Marokko, der Rotnickelkies aus dem Erzgebirge.
 
 
Geschichte 
Bereits die Chinesen benutzten bereits vor über 2000 Jahren eine Nickel-Kupferlegierung als Gebrauchsmetall. Diese Legierung entspricht dem heutigen "Neusilber" (Alpaka). Bei den alten Griechen diente das Metall als Münzmetall. Im 18. Jahrhundert entdeckten sächsische Bergleute im Erzgebirge ein rötliches Erz und glaubten Kupfer gefunden zu haben. Nach dem Erkennen des Irrtums benannten sie das Erz "Kupfer-Nickel", was soviel bedeutet wie "vom Berggeist Nickel verhextes Kupfer". Der schwedische Chemiker und Mineraloge Axel Frederik Cronstedt (1722-1765) untersuchte im Jahre 1751 dieses Erz (Rotnickelkies) und entdeckte darin das neue Element. Die Herstellung des Elements in reiner Form gelang Torbern Olof Bergmann (1735-1784) im Jahre 1775. Das galvanische Vernickeln von Metallen führte Michael Faraday (1791-1867) in London erstmals im Jahre 1832 durch.
  
Herstellung     
Der kupferhaltige Magnetkies wird zunächst mechanisch aufbereitet und angereichert. Durch das Vorrösten bindet sich ein großer Anteil des vorhandenen Eisenoxids mit der Schlacke. Vorhandenes Eisensulfid kann durch das Einblasen von Sauerstoff oxidiert werden. Durch das Schmelzen mit Natriumsulfid kann man die restlichen Metallverbindungen trennen. Dabei sammelt sich Nickelsulfid am Boden. Durch Rösten erhält man Nickeloxid, das dann durch eine Reduktion mit Koks zu unreinem Nickel weiterverarbeitet werden kann. Die Reinigung des Rohnickels erfolgt durch eine elektrolytische Raffination, wobei bäumchenartiges Nickel mit 99,5 Prozent Reinheit entsteht.   
   

Elektrolytisch gereinigtes Nickel

Nickel
 
  Bei der elektrolytischen Raffination wird Roh-Nickel gereinigt.


Mit dem Carbonylverfahren erhält man noch reineres Nickel. Dabei wird das entstandene Nickeloxid in hohen Türmen bei 400°C mit einem "Wassergas-Gemisch" aus Kohlenstoffmonooxid und Wasserstoff reduziert:  
  
2 NiO  +  (CO  +  H2reagiert zu  2 Ni  +  H2O  +  CO2    
  
Der entstehende Nickelschwamm wird bei 70°C im Gegenstrom mit Kohlenstoffmonooxid in Kontakt gebracht. Dabei entsteht gasförmiges Nickeltetracarbonyl:  
  
Ni  +  4 CO reagiert zu  Ni(CO)4      ΔHR = -162 kJ 
  
In Kammern, die mit kleinen Nickelkugeln gefüllt sind, zersetzt sich das Zwischenprodukt wieder zu Nickel und Kohlenstoffmonooxid. Dabei scheidet sich reines Nickel mit einem Reinheitsgehalt von bis zu 99,99% auf den Kugeln ab. 
  
Verwendung 
Der größte Anteil des Nickels wird zur Stahlveredelung eingesetzt. Geringe Nickelzusätze erhöhen im Stahl die Korrosionsbeständigkeit, die Härte und die Zähigkeit. Nickellegierungen werden daher auch zur Münzherstellung eingesetzt. Der Innenteil der 1-Euro und 2-Euromünzen besteht aus einer Kupfer-Nickellegierung. Die silberfarbenen Rappen und Franken des Schweizer Geldes enthalten eine Legierung mit 25% Nickel und 75% Kupfer. Die Nickellegierungen sind trotz der gesundheitlichen Bedenken im Münzgeld ohne Alternative, da sie als relativ fälschungssicher gelten. Nickel wird auch in Legierungen für Küchengefäße und im Besteck (Cromarganstahl) eingesetzt. Der Konstantandraht aus Nickel, Kupfer und Mangan für die Elektronik besitzt einen konstanten Widerstandwert in einem weiten Temperaturbereich.  Reines Nickel dient zur Herstellung von Tiegeln, Schalen und Instrumenten im Labor und in der Medizintechnik. Aufgrund der guten Absorptionsfähigkeit von Wasserstoff eignet sich Nickel auch als Katalysator, beispielsweise als Raney-Nickel-Katalysator zum Hydrieren in der organischen Chemie.  
 
 
 Kanne aus Neusilber

Kanne aus Neusilber  
 
Das Neusilber "Alpaka" sieht aus wie Silber, es ist aber eine Kupfer-Nickel-Zink- Legierung mit einem Kupferanteil von 50% und einem Nickelgehalt von bis zu 25%.
  
 
Die Legierung Nitinol besteht aus Nickel und Titan. Sie gehört zu den Formgedächtnis-Legierungen. Eine Büroklammer aus dieser Legierung kann verbogen werden. Sie springt beim Erwärmen wieder in ihre ursprüngliche Büroklammerform zurück. Aufgrund dieses Memoryeffekts ergeben sich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. In der Weltraumtechnik lassen sich diese Materialien beispielsweise zum Öffnen eines Sonnensegels einsetzen. Medizinische Implantate wie Stents zur Förderung der Durchblutung im menschlichen Herz benutzen ebenfalls diese Technologie. 
  
 
 Büroklammer aus Memorymetall

 
 
 Nach der Zugabe von kochendem Wasser springt der Draht in seine ursprüngliche Form zurück.
  
 
Nickelverbindungen im Steckbrief
 
 Nickelchlorid   Nickelsulfat      
 

Copyright: Thomas Seilnacht

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