Nikel (Ni)

Alm. Nikel (n), Fr. Nickel (n), İng. Nickel. Çok eski çağlardan beri bilinen ve bugün de çok kullanılan,
gümüş renginde, kimyâda “Ni” sembolüyle gösterilen metal. Nikel, mîlattan önceki medeniyetlerde
alaşım hâlinde kullanılmıştır. 1751 yılına kadar nikelin saf metal olarak elde edildiği bilinmiyor. Bu
târihte A.F. Cronstedt, nikeli saf olarak nikkolit (NiAs) ihtivâ eden cevherden elde etti.
Bulunuşu: Çokluk bakımından yer kabuğunun yirmi dördüncü elementidir. Yerkabuğunu meydana
getiren maddeler içinde % 0,016 kadardır. Nikelin en önemli kaynağı, kükürt ihtivâ eden cevherlerdir.
Başlıca mineralleri pentlandit [(Fe, Ni)9S8], millerit (NiS), nikolit, (NiAs), maşarıt (Ni11As8), gersdorfit
(NiAsS), garnierit, vermukülitler, polidimit, violarit [(Ni,Fe)3S4], ve ulmanit (NiSbS) dir. Bâzı meteor
taşlarında demirle alaşım hâlinde bulunmaktadır.
Özellikleri: Nikelin atom numarası 28’dir. Periyodik cetvelde VIII B grubunda bulunur. Elektron dizilişi,
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2 şeklindedir. 4s2 seviyesindeki iki elektron, en yüksek enerjiye sâhip olup,
bu elektronlar verildiğinde; kararlı olan (2+) değerlikli iyon meydana gelir. Bu reaksiyon için elektrot
potansiyeli +0,231 V dur. Kobalttan pasif, kalaydan aktiftir. Adi şartlarda kuvvetli asitlerle reaksiyona
girer. Bu reaksiyonda tuz ve hidrojen meydana gelir. Nikelin tuzları çok hafif asidiktir. Sulu seyreltik
nikel oksit çözeltisinin pH si. 6,7’dir. Nikelin yoğunluğu 8,9 g/cm3, erime noktası 1455°C, kaynama
noktası 2900°C’, özgül (spesifik) ısısı 118°C’da 0.1095 cal/gC° erime gizli ısısı 73,8 cal/g dir. Atom
ağırlığı 58,71 dir. Atom ağırlıkları 58 (% 67,76), 60 (% 26,16), 61 (% 1,25), 62 (% 3,66) ve 64 (% 1,16)
olan izotopları vardır. Kübik yüzey merkezli kristal yapıya sâhip olduğu için soğukta şekillendirilebilir.
Nikel, demirden sıkı olup, oldukça serttir. Soğuk işlemle, sertlik ve mukâvemette artış sağlanır.
Atmosferik etkiyle yüzeyinde bir oksit tabakası meydana gelir ve bu film hâlindeki oksit tabakası,
oksitlenmenin ilerlemesini önler. Normal olarak nikel birçok asidin, tuzların, alkalinin, yaş ve kuru
gazların çürütücü, aşındırıcı etkisine karşı dayanıklıdır. Asitlerin nikele etkisi yılda 0,5 mm kadardır.
Nikel, manyetik özelliğe sâhiptir ve bu özelliğini 360°C’ye kadar korur. Nikel, ilâve edildiği metal veya
alaşımının özelliklerini ıslah eder. Bu yüzden 3000 kadar alaşımın bünyesine girer.
Elde edilişi: Nikel, 1850 yılında 80 ton elde edilebilirken, 1971’li yıllarda 660.000 ton üretime
ulaşılmıştır. En çok üretim yapan memleketler, Kanada, Küba, Fransa, Brezilya, Hindistan, Finlandiya,
Norveç veRusya’dır. Nikel iki şekilde elde edilir.
a) Sülfür filizlerinden elde edilmesi: Kırılıp ufaltılan filizler, yüzdürme işlemiyle nikelce zengin hâle
getirilir. Diferansiyel flotasyon ile bir bakır bir de nikel konsantratı elde edilir. Nikel konsantratında nikel
miktarı % 70-80’e çıkar. Bundan sonra kavrularak ortamdan kükürt uzaklaştırılır. Eritici ilâve edilerek
eritilir. Yabancı maddeler curufa geçer. Bu sırada bakır ihtivâ eden nikel, demir matı teşekkül eder. Mat
yeniden bessemerlenerek demir ve kükürdün büyük bir kısmı giderilir. Çeşitli işlemlerden geçirilip
zenginleştirilen ve nikel oksit hâlinde elde edilen madde indirgenerek, metal (mâden) hâlinde elde
edilir. Sonra bu mâden, elektrolitik veya mond metodu ile saflaştırılır.
b) Silikatli filizlerinden elde edilmesi: Silikat filizleri kurutulup kalsiyumsulfat ve kireçtaşı ile karıştırılarak
briket hâline getirilir. Bu briketlerin kok ile eritilmesinden % 30-45 nikel ihtivâ eden nikel sülfür matı
teşekkül eder. Matın bessemerlenmesiyle % 77 nikel ihtivâ eden nikel sülfür elde edilir ki bu da
kavrularak oksit hâline dönüştürülür. Oksit de kok ile indirgenir.
Bileşikleri: Nikel, bileşikleri daha çok (2+) değerliklidir. İstisnai olarak 1+, 3+ ve 4+ değerlikli olabilir.
Nikel klorür (NiCl2), en çok hekza hidrat hâlinde bulunur. 140°C’nin üstünde susuz hâl alır ki bu da sarı
hekzagonal kristaller hâlindedir. Nikel metaliyle HCl’in reaksiyonundan elde edilir. Nikel yerine, nikel
oksit, hidroksid veya karbonat da kullanılabilir. Bu tuz en çok galvanoplastide ve katalizör nikel elde
edilmesinde kullanılır. Nikel bromür (NiBr2) en çok trihidrat hâlinde bulunur. 200°C’de susuz hâle
geçer. Nikel nitrat [Ni (NiO3)2] ticârette zümrüt yeşili renginde olan hekza hidrat hâlinde bulunur. Nikel
oksit (NiO) tabiatta az miktarda bunsenit minerali hâlinde bulunur. Nikel oksit, nikel hidroksidin, bazik
karbonatların, nitratın ve diğer tuzların havada ısıtılması ile elde edilir. Alaşımların yapılmasında,
seramik sanayiinde renk verici olarak kullanılır.
Nikel hidroksit [Ni (OH)2] nikel tuzu çözeltilerinin alkali hidroksitle muâmele edilmesinden elde edilir.
Nikel sülfat (NiSO4), ticârette hekza hidrat hâlinde satılır. Nikelin sülfat asidiyle muâmelesinden elde
edilir. Galvanoplastide kullanılan en ucuz nikel tuzudur. Ticârî önemi bulunan bir nikel bileşiği de nikel
tetra karbonildir, Ni(CO)4. Bu bileşik bilhassa asetilen ve alkollerden akrilatların sentezinde
karbonmonoksit taşıyıcısı olarak faydalanılır. Nikel tetrakorbonil renksiz ve uçucu bir sıvıdır. Toz
hâlindeki metalik nikelin CO ile tepkimeye girmesiyle teşekkül eder.
Alaşımları: Nikel alaşımları muayyen metalleri bir arada asidik veya bazik bir açık fırında veya
endüksiyon fırınında ısıtmak sûretiyle elde edilir. Bâzı alaşımları soğukta mukavim süreli ve tok olarak
kullanılırken, bâzı nikel alaşımları da 1150°C’ye kadar sıcaklıklarda ve yüksek mukavemet
uygulamalarında kullanılmaktadır. Alaşımlarının çoğu yüksek sıcaklıkta, endüstride bulunan korozyon
ortamlarında yüksek dayanıklılık gösterir.
Nikel-Bakır alaşımları: Nikel ve bakır birbiri ile her oranda karışır. Üçte iki nikel, üçte bir bakır ihtivâ
eden alaşıma Monel denir ki, en önemli Ni-Cu alaşımdır. Bu alaşımın, yüksek mukâvemeti, korozyona
karşı çok iyi dayanıklılığı, çok iyi işlenebilme kâbiliyeti vardır. Bu yüzden bu alaşım, yağ
rafinasyonunda, kimyevî madde üreten fabrikaların âlet ve teçhizatlarında, pompalarda, vanalarda ve
mîmârîde kullanılır. Monel’e alüminyum ve titan katılarak özellikleri daha da iyileştirilir.
Nikel-Krom alaşımları: % 60-80 nikel % 13-20 krom ihtivâ eden alaşımlar yüksek sıcaklık
uygulamalarında kullanılır. Bu alaşımlar 1150°C’ye kadar sıcaklıklarda korozyona dayanıklıdır. Bu
alaşımlarda az miktarda demir de bulunmaktadır. Diğer % 80 nikel % 20 krom ihtivâ eden alaşıma
İnkonel denir ve elektrik direnç teli olarak kullanılır. İnkonel alkalilere, organik bileşiklere, amonyak
karbondioksit gibi gazlara dayanıklıdır.
Hastelloy D alaşımı % 85 Ni, % 10 Si ve % 3 Cu ihtivâ eder ve bu alaşım sülfat asidine dayanıklıdır.
Kromel (% 90 Ni, % 10 Cr) ve Alumel (% 94 Ni, % 3 Mn, % 2 Al; % 1 Si) alaşımlar termokuplarda
1200°C’ye kadar kullanılır.
Para alaşımları, genel olarak bakır ve nikel ihtivâ ederler. Nikel gümüşleri, gümüş gibi beyaz olup
bakır, nikel ve çinko ihtivâ ederler. Gümüş yoktur. Alaşıma beyazlığı nikel ve çinko verir. Bu alaşımın
200 çeşidi vardır. En çok kullanılanı, % 65 Cu, % 18 Ni ve % 17 Zn ihtivâ eder.
Genleşme katsayısı en düşük nikel alaşımı Invar olup, % 64 demir % 36 nikel ihtivâ eder. Elinvar (%
34 Ni, % 4,5 Cr ve % 2 W ve kalanı demir) saat yayı imalinde kullanılır.
Kullanılışı: Nikel saf olarak kullanıldığı gibi, en çok alaşım hâlinde kullanılır. Saf nikel bilhassa
kaplamacılıkta kullanılır. Kaplamanın yapılması için, önce kaplanacak madde bakır sonra nikelle
kaplanır. Bu işleme nikelaj ismi verilir. Nikel, akümülatör yapımında da kullanılır. Alaşımlar içinde
sanâyide en çok kullanılanı, paslanmaz çeliktir. Bu çeliklerde nikel oranı, çeliğin kullanma yerine bağlı
olarak değişir. % 74-77 altın, % 17 nikel ve % 6-9 çinkodan yapılmış alaşım platine benzer. Bu yüzden
platin yerine kullanılır. % 46 nikelli demir alaşımına platinit denir. Platinitin uzama katsayısı cam ile
aynıdır. Bu yüzden platinit cama yapıştırılır. Alpaka(yeni gümüş) alaşımı bakır, nikel ve çinkodan
meydana gelmiştir. Alman gümüşü olarak da bilinir.