Níquel
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O níquel é um elemento químico de símbolo Ni de número atômico 28 ( 28 prótons e 28 elétrons ) e de massa atómica 58,7 uma. À temperatura ambiente, o níquel encontra-se no estado sólido. É um elemento de transição situado no grupo 10 ( 8 B ) da Classificação Periódica dos Elementos. O uso do níquel remonta aproximadamente ao século IV A.C geralmente junto com o cobre.
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| Geral | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Nome, símbolo, número | Níquel, Ni, 28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Classe , Série química | Metal , metal de transição | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Grupo, Período, Bloco | 10 , 4 , d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Densidade, Dureza | 8908 kg/m3, 4,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cor e aparência | Brilhante, metálico |
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| Propriedades atómicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Massa atómica | 58,6934(2) u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio atómico (calc.) | 135 (149) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio covalente | 121 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Raio de van der Waals | 163 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Configuração electrónica | [Ar]3d84s2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| elétrons por Nível de energia | 2, 8, 16, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estados de oxidação (óxido) | 2,3 ( básicos) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estrutura cristalina | Cúbica de face centrada | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriedades físicas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Estado da matéria | sólido (ferromagnetico) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de fusão | 1728 K (2651 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ponto de ebulição | 3186 K (5275 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume molar | 6,59 ×10-6 m3/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpia de vaporização | 370,4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Entalpia de fusão | 17,47 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pressão de vapor | 237 Pa a 1726 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Velocidade do som | 4970 m/s at 293,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Informações diversas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Electronegatividade | 1,91 (Escala de Pauling) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Capacidade calorífica | 440 J/(kg*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade elétrica | 14,3 106/m ohm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Condutividade térmica | 90,7 W/(m*K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1o Potencial de ionização | 737,1 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2o Potencial de ionização | 1753 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3o Potencial de ionização | 3395 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4o Potencial de ionização | 5300 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Isótopos mais estáveis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Unidades SI e CNPT exceto onde indicado o contrário. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Índice |
[editar] Características principais
É um metal de transição de coloração branco prateado, condutor de eletricidade e calor, dúctel e maleável porém não pode ser laminado, polido ou forjado facilmente, apresentando certo caráter feromagnético. É encontrado em diversos minerais, em meteoritos (formando liga metálica com o ferro ) e, em princípio, existe níquel no núcleo da Terra.
É resistente a corrosão , e só pode ser utilizado como revestimento por eletrodeposição. O metal e algumas de suas ligas metálicas, como o metal Monel, são utilizados para manejar o flúor e alguns fluoretos porque reage com dificuldade com estas substâncias.
Seu estado de oxidação mais comum é +2 , podendo apresentar outros. Se tem observado estados de oxidação 0, +1 e +3 em complexos, porém são muito pouco característicos.
[editar] Aplicações
Aproximadamente 65% do níquel consumido é empregado na fabricação de aço inoxidável austenico e outros 12% em superligas de niquel. O restante 23% é repartido na produção de outras ligas metálicas, baterias recarregáveis, reações de catálise, cunhagens de moedas, revestimentos metálicos e fundição.
- Alnico, ligas para imãs.
- O mu-metal se usa para proteger campos magnéticos por sua elevada permeabilidade magnética.
- As ligas níquel-cobre ( monel ) são muito resistentes a corrosão, utilizando-se em motores marítimos e indústria química.
- A liga níquel-titânio ( nitinol-55 ) apresenta o fenômeno memória de forma e é usado em robótica, também existem ligas que apresentam superelasticidade.
- cadinhos de laboratorios químicos.
- Catalisador da hidrogenação de óleos vegetais
[editar] Papel biológico
Muitas, porém não todas, as enzimas hidrogenases contém níquel, especialmente aquelas cuja função é oxidar o hidrogênio. Parece que o níquel sofre mudanças no seu estado de oxidação indicando que o núcleo de níquel é a parte ativa da enzima.
O níquel também está presente na enzima metil CoM redutase e em bactérias metanogênicas.
O niquel tem papel biológico parecido com o ferro por serem muito próximos.
[editar] História
O uso do níquel remonta aproximadamente ao século IV A.C geralmente junto com o cobre já que aparece com frequência nos minerais deste metal. Bronzes originários da atual Síria tem conteudos de niquel superiores a 2%. Manuscritos chineses sugerem que o «cobre branco» era utilizado no Oriente desde 1400-1700 A.C, entretanto a facilidade de confundir as minas de níquel com as de prata induzem a pensar que ,na realidade, o uso do níquel foi posterior, a partir do século IV A.C.
Os minerais que contém níquel, como a niquelina se tem empregado para colorir o vidro. Em 1751 Axel Frederik Cronstedt tentando extrair o cobre da niquelina, obteve um metal branco que chamou de níquel. Os mineiros de Hartz atribuem ao «viejo Nick» ( o diabo ) o motivo pelo qual alguns minerais de cobre não poderiam ser trabalhados. O metal responsável por isso foi descoberto por Cronstedt na niquelina, o kupfernickel, diabo do cobre, como se chamava e ainda é chamado o mineral.
A primeira moeda de níquel pura foi cunhada em 1881.
[editar] Abundância e obtenção
O níquel aparece na forma de metal nos meteoros junto com o ferro ( formando as ligas kamacita e taenita ), e acredita-se que exista no núcleo da Terra junto com o mesmo metal. Combinado é encontrado em diversos minerais como garnierita, millerita, pentlandita e pirrotina.
As minas da Nova Caledônia , Austrália e Canadá produzem atualmente 70% do níquel consumido. Outros produtores são Cuba, Porto Rico, Rússia, China e Brasil. No Brasil, as minas estão concentradas no estado do Pará e são exploradas pela Compania Vale do Rio Doce.
Baseando-se em evidências geofísicas e análises de meteoritos é suposto que o níquel ocorra em abundância no núcleo terrestre, formando ligas metálicas com o ferro. O níquel, assim como o vanádio são os elementos-traço mais comuns encontrados na composição química do petróleo, em geral estando mais enriquecidos nos óleos pesados.
[editar] Isótopos
Na natureza são encontrados 5 isótopos estáveis: Ni-58, Ni-60, Ni-61, Ni-62 e Ni-64, sendo o mais leve o mais abundante( 68,077% ). Se tem caracterizado ainda 18 radioisótopos dos quais os mais estáveis são o Ni-59, o Ni-63 e ol Ni-56 com meis-vidas de 76.000 anos, 100,1 anos e 6,077 días respectivamente. Os demais radioisótopos com massas atómicas desde 52 uma ( Ni-52 ) a 74 uma ( Ni-74 ), apresentam meias-vidas inferiores a 60 horas, e a maioria não alcançam os 30 segundos. O níquel tem também um estado metaestável.
O Ni-56 é produzido em grandes quantidades em supernovas de tipo II correspondendo a forma da curva de luz a desintegração de Ni-56 em Co-56 e este em Fe-56.
O Ni-59 é um isótopo de vida longa obtido por cosmogênese. Este isótopo tem encontrado diversas aplicações na datação radiométrica de meteoritos e na determinação da abundância de pó extraterestre em gelos e sedimentos.. O Ni-60 é filho do Fe-60 ( meia-vida de 1,5 milhãos de anos ) cuja persistência no sistema solar em concentrações suficientes altas tem podido causar variações observáveis na composição isotópica do Ni-60. Deste modo a análise da abundância de Ni-60 em materiais extraterestres pode proporcionar informações sobre a origem do Sistema solar e sua historia primordial.
[editar] Precauções
A exposição ao metal níquel e seus compostos solúveis não deve superar aos 0,05 mg/cm³ , medidos em níveis de níquel equivalente para uma exposição laboral de 8 horas diárias e 40 horas semanais. Os vapores e o pó de sulfeto de níquel suspeita-se que sejam cancerígenos.
O (Ni(CO)4), gerado durante o processo de obtenção do metal, é um gás extremamente tóxico.
As pessoas sensíveis podem manifestar alergias ao níquel. A quantidade de níquel admissível em produtos que podem entrar em contato com a pele está regulamentada na União Européia. Apesar disso, a revista Nature publicou em 2002 um artigo em que os pesquisadores afirmaram haver encontrado em moedas de 1 e 2 euros niveis superiores aos permitidos, acreditando-se que devido a uma reação galvânica poderia vir a causar câncer. O mesmo vale para algumas moedas de Real, de R$ 1,00, R$ 0,50, R$ 0,25, R$ 0,10 e R$ 0,05.
