Alles über nickel

Alles über nickel

Nickel wurde bereits 3400 v. Chr. benutzt, aber wohl nicht absichtlich und gezielt. Bronze aus dem Gebiet des heutigen Syriens enthielt bis zu 2 % Nickel, das wohl schon im Kupfer- oder Zinnerz enthalten war. Chinesische Schriften bezeugen, dass in Asien „weißes Kupfer“ zwischen 1700 und 1400 v. Chr. verwendet wurde. Nickel wurde erstmals 1751 von Axel Frederic Cronstedt rein dargestellt. Er nannte das Metall 1754 Nickel, abgeleitet von schwedisch kopparnickel , dem aus dem Erzgebirge stammenden Wort für Rotnickelkies. So nannten Bergleute das Erz, das aussah wie Kupfererz, aus dem sich aber kein Kupfer gewinnen ließ, als sei es von Berggeistern behext. Eine ähnliche Etymologie findet sich bei Cobalt.
Die erste Münze aus reinem Nickel wurde 1881 geprägt.

Nickel kommt gediegen nur in Eisenmeteoriten und im Erdkern vor. Es ist relativ weit, meist aber in geringen Konzentrationen verbreitet. Sein Massenanteil an der Erdhülle beträgt ca. 0,01 %. Wichtige Nickelerze sind: Garnierit 3Si2O5Ni,FeSudbury-BeckenNorilsk und Halbinsel Kola), Australien und Kuba. Ein häufiger Begleiter des Nickels ist Cobalt.

Nickel ist ein silbrig-weißes Metall. Es ist hart, schmiedbar, duktil und lässt sich ausgezeichnet polieren. Nickel ist wie Eisen und Cobalt ferromagnetisch. Seine Curie-Temperatur beträgt 354 °C. Es gibt zwei Nickel-Modifikationen. α-Nickel liegt in einer hexagonal-dichtesten, β-Nickel in einer kubisch-dichtesten Kugelpackung vor, wobei β-Nickel die stabilere Modifikation ist. Die Dichte des Nickels beträgt 8,9 g/cm³, seine Härte 3,8 nach Mohs.

Nickel ist bei Raumtemperatur gegen Luft und Wasser sehr beständig. Verdünnte Säuren greifen Nickel nur sehr langsam an. Gegenüber konzentrierten, oxidierenden Säuren tritt analog zum Eisen Passivierung ein. Löslich ist Nickel in verdünnter Salpetersäure. Der häufigste Oxidationszustand ist +2, seltener werden +1 und +3 beobachtet. Im Nickeltetracarbonyl hat Nickel die Oxidationszahl 0. Nickel-Salze lösen sich in Wasser unter Bildung von Aquakomplexen mit grünlicher Farbe.
Fein verteiltes Nickel reagiert mit Kohlenmonoxid bei 50 bis 80 °C zu Nickeltetracarbonyl, Ni4, einer farblosen, sehr giftigen Flüssigkeit. Diese dient als Zwischenprodukt zur Herstellung von reinstem Nickel nach dem Mond-Verfahren. Bei 180–200 °C zerfällt Nickeltetracarboyl wieder in Nickel und Kohlenmonoxid.

Um Reinnickel zu gewinnen, wird das Rohnickel elektrolytisch raffiniert. Dazu wird in einer Elektrolysezelle das Rohnickel als Anode, ein Nickelfeinblech als Kathode geschaltet. Als Elektrolyt dient eine Nickelsalzlösung. Während der Elektrolyse gehen an der Anode Nickel und alle unedleren Bestandteile in Lösung. Alle edleren Bestandteile bleiben fest und fallen als Anodenschlamm unter die Elektrode. Dieser dient als wichtige Quelle für die Herstellung von Edelmetallen, wie Gold oder Platin. An der Kathode werden Nickelionen aus der Lösung zu Nickel reduziert, alle unedleren Bestandteile bleiben in Lösung. Die Reinheit von Elektrolytnickel beträgt ca. 99,9 %.
Für die Gewinnung von Reinstnickel mit einer Reinheit von 99,99 % gibt es als Spezialverfahren das Mond-Verfahren, benannt nach Ludwig Mond, der 1890 Nickeltetracarbonyl entdeckte. Dieses Verfahren beruht auf der Bildung und Zersetzung des Nickeltetracarbonyls. Dazu wird feinverteiltes Rohnickelpulver bei 80 °C in einen Kohlenmonoxidstrom gebracht. Dabei bildet sich gasförmiges Nickeltetracarbonyl. Dieses wird von Flugstaub befreit und in eine 180 °C heiße Zersetzungskammer geleitet. Darin befinden sich kleine Nickelkugeln. An diesen zersetzt sich das Nickeltetracarbonyl wieder zu Nickel und Kohlenmonoxid. Es entsteht dadurch sehr reines Nickel.
\mathrm{Ni_{} + 4 \ CO_{} \ \rightleftharpoons \ Ni_{4