Никель и его соединения. Госты, ту и другие стандарты

Предлагаем купить листы из никеля НП2 на выгодных условиях:

• Большой выбор сортамента и типоразмерного ряда.
• Возможность дополнительной обработки металла - резка, гибка, цинкование, перфорация
• Продажа кусками и заготовками
• Реализация изделия, как оптом, так и в розницу.
• Цены без комиссий посредников.
• Различные способы и условия оплаты.
• Гибкая система скидок для оптовых и постоянных партнеров.
• Бесплатные профессиональные консультации.
• Возможность предварительной комплектации заказа на складе.
• Быстрые сроки доставки. Отгрузка оплаченного товара в течение суток по Москве.
• Доставка в регионы России за 2-3 дня. При необходимости мы самостоятельно просчитаем и закажем услуги транспортной компании. Доставка до терминала транспортной компании бесплатная.
• Упаковка товара в соответствии с требованиями заказчика. Есть возможность использования нескольких типов упаковки: полиэстерового круга ПЭТ и полиэтиленового пленки ПВХ.
• Возможность хранения товара на нашем складе до отгрузки.
• Возврат товара в соответствии с законодательством РФ.

Характеристики и размеры сортамента.

Лист никелевый НП2 представляет собой плоский полуфабрикат прямоугольной формы, изготовленный методами горячей прокатки.

К преимуществам листа никелевого относят:

• высокую прочность;
• стойкость к коррозионному разрушению;
• устойчивость к перепадам температур;
• магнитные свойства (ферромагнетик).

Характеристики изделия обусловлены свойствами марки никеля НП2 – т. н. полуфабрикатного никеля по ГОСТ 492-2006. Стандарт регламентирует содержание примесей (углерода, меди, железа, магния и др.) в металле – суммарно не более 0,5% по массе. Материал обладает жаропрочностью (сопротивлению механическим нагрузкам при высоких температурах), устойчивостью к коррозионному разрушению во множестве агрессивных сред, в т. ч. при повышенных температурах (это свойство определяют, как жаростойкость).

Толщина листа по ГОСТ варьируется от 5 до 20 мм, ширина – 500, 600, 700, 800 мм, длина 500-2000 мм. Можно купить листы никелевые мерной длины, кратной 100 мм, и немерной, полностью соответствующие государственным стандартам.

Качество изделия контролируется на всех стадиях производственного процесса. Поверхность материала соответствует стандартам и не имеет расслоений, механических повреждений и других дефектов.

ГОСТы, ТУ и другие стандарты.

Технические условия листа НП2 определены ГОСТ 6235-91. Высокая точность изготовления и отделки изделия регламентируется ГОСТ 26877-2008. Химический состав никеля НП2 соответствует ГОСТ 492-2006.

Сферы применения.

Хорошие механические, электротехнические, антикоррозионные свойства, обусловили широкое распространение листа НП2. В особенности его применение оправдано в производстве, где предъявлены высокие требования к коррозионной стойкости материала. Основные направления использования:

• судостроение;
• машиностроение, приборостроение;
• электротехнические детали – катоды, аноды;
• изготовление продукции для химической индустрии – ёмкостей, котлов, посуды, взаимодействующих с агрессивными веществами.

Продажа листов никеля со склада в Москве.

Продажа никелевых листов осуществляется со склада в Москве, расположенного по адресу:

111123, г. Москва, ш. Энтузиастов, д. 56, стр. 44

Получить оплаченный товар можно путем самовывоза или с помощью доставки, которую осуществит наша компания. Собственный автопарк, состоящий из автомобилей различной тоннажности, позволит нам недорого и оперативно доставить заказ до Вашего объекта.

При заказе продукции от 100 кг. доставка будет для Вас бесплатной.

Отгрузка и доставка оплаченного товара производится в течение одних суток.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Никель - двадцать восьмой элемент Периодической таблицы. Обозначение - Ni от латинского «niccolum». Расположен в четвертом периоде, VIIIB группе. Относится к металлам. Заряд ядра равен 28.

Подобно кобальту, никель встречается в природе преимущественно в виде соединений с мышьяком или серой; таковы, например, минералы купферникель NiAs, мышьяковоникелевый блеск NiAsS и др. Никель более распространен, чем кобальт [около 0,01% (масс.) земной коры].

Металлический никель имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком (рис. 1), очень тверд, хорошо полируется, притягивается магнитом. Он характеризуется высокой коррозионной стойкостью - устойчив в атмосфере, в воде, в щелочах и ряде кислот. Активно растворяется в азотной кислоте. Химическая стойкость никеля обусловлена его склонностью к пассивированию - к образованию на поверхности оксидных пленок, обладающих сильным защитным действием.

Рис. 1. Никель. Внешний вид.

Атомная и молекулярная масса никеля

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительной молекулярная масса вещества (M r) - это число, показывающее, во сколько раз масса данной молекулы больше 1/12 массы атома углерода, а относительная атомная масса элемента (A r) — во сколько раз средняя масса атомов химического элемента больше 1/12 массы атома углерода.

Поскольку в свободном состоянии никель существует в виде одноатомных молекул Ni, значения его атомной и молекулярной масс совпадают. Они равны 58,6934.

Изотопы никеля

Известно, что в природе никель может находиться в виде пяти стабильных изотопов 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Niи 64 Ni. Их массовые числа равны 58, 60, 61, 62 и 64 соответственно. Ядро атома изотопа никеля 58 Ni содержит двадцать восемь протонов и тридцать нейтронов, а остальные изотопы отличаются от него только числом нейтронов.

Существуют искусственные нестабильные изотопы никеля с массовыми числами от 48-ми до 78-ми, а также восемь мета стабильных состояний, среди которых наиболее долгоживущим является изотоп 59 Ni с периодом полураспада равным 76 тысяч лет.

Ионы никеля

Электронная формула, демонстрирующая распределение по орбиталям электронов никеля выглядит следующим образом:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2 .

В результате химического взаимодействия никель отдает свои валентные электроны, т.е. является их донором, и превращается в положительно заряженный ион:

Ni 0 -2e → Ni 2+ ;

Ni 0 -3e → Ni 3+ .

Молекула и атом никеля

В свободном состоянии никель существует в виде одноатомных молекул Ni. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу никеля:

Сплавы никеля

Главная масса никеля идет на производство различных сплавов с железом, медью, цинком и др. Металлами. Присадка никеля к стали повышает её вязкость и стойкость против коррозии.

Сплавы на основе никеля можно разделить на жаропрочные (нимоник, инконель, хастелла [свыше 60% никеля, 15-20% хрома и др. металлы]), магнитные (пермаллой ) и сплавы с особыми свойствами (монель-металл, никелин, константан, инвар, платинит).

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: NiCl 2 → Ni → NiSO 4 → Ni(NO 3) 2 → Ni(OH) 2 → NiCl 2 . Уравнения реакций, протекающих в растворах, изобразите в ионной и сокращенной ионной формах.

Ответ

Поместив в раствор хлорида никеля (II) более активный, чем никель металл, можно получить никель в свободном виде (реакция замещения): NiCl 2 + Zn → Ni + ZnCl 2 ; Ni 2+ + Zn 0 → Ni 0 + Zn 2+ . Никель растворяется в разбавленной серной кислоте с образованием сульфата никеля (II): Ni + H 2 SO 4 (dilute) → NiSO 4 + H 2 ; Ni 0 + 2H + → Ni 2+ + H 2 . Нитрат никеля (II) можно получить по реакции обмена: NiSO 4 + Ba(NO 3) 2 → Ni(NO 3) 2 + BaSO 4 ↓; SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓. Подействовав на нитрат никеля (II) щелочью можно получить гидроксид никеля (II): Ni(NO 3) 2 + 2NaOH → Ni(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 ; Ni 2+ + 2OH — = Ni(OH) 2 ↓. Хлорид никеля (II) из гидроксида никеля (II) можно получить по реакции нейтрализации с соляной кислотой: Ni(OH) 2 + 2HCl → NiCl 2 + 2H 2 O; OH — + H + = H 2 O.

ПРИМЕР 2

Задание	Какую массу хлорида никеля (II) можно получить при нагревании 17,7 г никеля и 12 л хлора (н.у.)? Какой объем 0,06М раствора можно приготовить из этой массы соли?
Решение	Запишем уравнение реакции: Ni + Cl 2 = NiCl 2 . Найдем количество моль никеля (молярная масса - 59 г/моль) и хлора, вступивших в реакцию используя данные указанные в условии задачи: n (Ni) = m (Ni) / M (Ni); n (Ni) = 17,7 / 59 = 0,3 моль. n (Cl 2) = V (Cl 2) / V m ; n (Cl 2) = 12 / 22,4 = 0,54 моль. Согласно уравнению задачи n (Ni): n (Cl 2) = 1:1. Это означает, что хлор находится в избытке и все дальнейшие расчеты следует вести по никелю. Найдем количество вещества и массу образовавшегося хлорида никеля (II) (молярная масса 130 г/моль): n (Ni): n (NiCl 2) = 1:1; n (Ni) = n (NiCl 2) = 0,3 моль. m (NiCl 2)= n (NiCl 2)×M (NiCl 2); m (NiCl 2)= 0,3 × 130 = 39 г. Рассчитаем объем 0,06М раствора, который можно получить из 39 г хлорида никеля (II): V(NiCl 2) = n (NiCl 2)/ c (NiCl 2); V (NiCl 2)= 0,3 / 0,06 = 0,5 л.
Ответ	Масса хлорида никеля (II) равна 39 г, объем 0,06М раствора - 0,5 л (500 мл).

Никель сернокислый представляет собой кристаллическое вещество изумрудно-зеленого или бирюзового цвета, растворимое в воде, выветривающееся на воздухе. Это один из видов солей никеля.
Никель сернокислый сильно токсическое вещество, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать правила обращения с опасными веществами.
Химическая формула: NiSO4 7H2O.
Никель сернокислый используют в гальванике для никелирования изделий и металлов.
А также - для изготовления аккумуляторов, катализаторов, ферритов в электронной и электротехнической промышленности, в металлургии для приготовления сплавов. Никель нашел широкое применение в парфюмерной, жировой и химической промышленности в качестве реактива.
При производстве керамики никель сернокислый применяется в качестве красителя.

Требования безопасности никеля сернокислого (сульфата никеля гептагидрата, никелевого купороса) ГОСТ 4465-74.
7-водный сернокислый никель (II) является кристаллическим веществом. При попадании внутрь организма человека оказывает канцерогенное и общетоксичное действие. При попадании на кожу и слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз продукт действует раздражающе и вызывает повышенную чувствительность к никелю.
При растворении 7-водного сернокислого никеля (II) в воде образуется гидроаэрозоль, который по степени воздействия на организм относится к веществам 1-го класса опасности.
Предельно допустимая концентрация гидроаэрозоля 7-водного сернокислого никеля в пересчете на никель в воздухе рабочей зоны - 0,005 мг/м³.
Предельно допустимая концентрация иона никеля в воде водоемов санитарно-бытового пользования - 0,1 мг/дм³.
Обезвреживанию и уничтожению 7-водный сернокислый никель не подлежит. Просыпавшийся продукт после сухой и последующей влажной уборки утилизируют в технологических процессах получения или потребления сернокислого никеля.
В воздушной среде и сточных водах сернокислый никель токсичных веществ не образует.
7-водный сернокислый никель (II) не горюч, пожаро- и взрывобезопасен.
Все работающие с сернокислым никелем должны быть обеспечены специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами защиты. Для защиты органов дыхания должен применяться респиратор ШБ-1 «Лепесток». Во избежание контакта с кожей рук рекомендуется пользоваться защитной пастой ИЭР-2 и ланолиново-касторовой мазью. При попадании сернокислого никеля в глаза их следует промыть обильным количеством воды.
Производственные и лабораторные помещения, в которых проводится работа с 7-водным сернокислым никелем, должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией, оборудование должно быть герметизировано.

Н икель — ковкий и пластичный металл. Никель — ферромагнетик. На воздухе - стабилен. На поверхности находится защитная пленка NiO, которая защищает металл от дальнейшего окисления.

С H 2 O и парами воды, содержащимися в воздухе, никель тоже не реагирует. Практически не взаимодействует никель и с такими кислотами, как серная, фосфорная, плавиковая и некоторыми другими.

Взаимодействует с HNO 3:

3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

С O 2 реагирует только при температуре выше 800° С.

Оксид никеля обладает основными свойствами. Он существует в 2-х модификациях: низкотемпературной (гексагональная решетка) и высокотемпературной (кубическая решетка).

С галогенами , серой реагирует только при температуре с образованием NiHal 2 и NiS . При взаимодействии с С, P образуются: карбид Ni 3 C , фосфиды - Ni 5 P 2 , Ni 2 P, Ni 3 P.

С неметаллами (N 2 ) реакция протекает при оптимальных условиях.

Существуют растворимые в воде соли NiSO 4 , Ni(NO 3) 2 и многие другие, которые образуют кристаллогидраты NiSO 4 ·7Н 2 О, Ni(NO 3) 2 ·6Н 2 О .

Нерастворимые соли: фосфат Ni 3 (PO 4) 2 и силикат Ni 2 SiO 4 .

Если добавить щелочь к раствору соли никеля (II), то выпадет зеленый осадок гидроксида никеля:

Ni(NO 3) 2 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + 2NaNO 3.

Ni(OH) 2 обладает слабоосновными свойствами. При взаимодействии с щелочью:

2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr.

Применение никеля и его соединений.

Наибольшее применение никель находит в производстве нержавеющей стали и сплавов. К сплавам, в которых потребляется много никеля, относятся:

Монель-металл (Ni, Cu, Fe, Mn ), широко используемый в химической аппаратуре, судостроении, для изготовления отстойников и крышек;

Нихром и хромель (Ni, Cr ), используемые в виде проволоки для реостатов, тостеров, утюгов, обогревателей;

Инвар (Ni, Fe ), применяемый благодаря очень низкому коэффициенту расширения для изготовления маятников в часах и измерительных рулетках;

Пермаллой (Ni, Fe ), используемый в технологии морских кабелей и электропередачи благодаря прекрасной магнитной восприимчивости;

Нейзильбер (Ni, Cu, Zn ) - для изготовления домашней утвари;

Алнико (Ni, Co, Fe, Al ) - мощный магнитный материал, используемый для изготовления мелкого инструмента, обладающего свойствами постоянного магнита.

Никелевые покрытия давно применяют в декоративных целях и для защиты от коррозии многих основных металлов, хотя часто заменяют и хромовым покрытием.

(в скобках указаны координац. числа) Ni 2+ 0,069 нм (4), 0,077 нм (5), 0,083 нм (6).

Среднее содержание никеля в земной коре 8-10 -3 % по массе, в воде океанов 0,002 мг/л. Известно ок. 50 минералов никеля, из них важнейшие: пентландит (Fe,Ni) 9 S 8 , миллерит NiS, гарниерит (Ni,Mg) 3 Si 4 O 10 (OH) 10 . 4H 2 O, ревдинскит (не-пуит) (Ni,Mg) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 , никелин NiAs, аннабергит Ni 3 (AsO 4) 2 8Н 2 О. В основном никель добывают из сульфидных медно-никелевых руд (Канада, Австралия, Юж. Африка) и из силикатно-окисленных руд (Новая Каледония, Куба, Филиппины, Индонезия и др.). Мировые запасы никеля на суше оцениваются в 70 млн. т.

Свойства. Никель-серебристо-белый металл . Кристаллич. решетка гранецентрир. кубическая, а = 0,35238 нм, z = 4, пространств. группа Рт3т. Т. пл. 1455 °С. т. кип. 2900 °С; плота. 8,90 г/см 3 ; C 0 p 26,l Дж/(моль . К); DH 0 пл 17,5 кДж/моль , DH 0 исп 370кДж/моль ; S 0 298 29,9 ДжДмоль К); ур-ние температурной зависимости давления пара для твердого никеля lgp(гПа) = 13,369-23013/T+0,520lgT+0,395T (298-1728К), для жидкого lgp(гПа)=11,742-20830/T+ 0,618 lg Т (1728- 3170 К); температурный коэф. линейного расширения 13,5 . 10 -6 К -1 (273-373 К); теплопроводность 94,1 Вт/(м х х К) при 273 К, 90,9 Вт/(м. К) при 298 К; g 1,74 Н/м (1520 °С); r 7,5 10 -8 Ом м, температурный коэф. r 6,75 . 10 -3 К -1 (298-398 К); ферромагнетик , точка Кюри 631 К. Модуль упругости 196-210 ГПа; s раст 280-720 МПа; относит. удлинение 40-50%; твердость по Бринеллю (отожженного) 700-1000 МПа. Чистый никель- весьма пластичный металл , хорошо обрабатывается в холодном и горячем состоянии, поддается прокатке, волочению, ковке.

Н икель химически малоактивен, но тонкодисперсный порошок , полученный восстановлением соединений никеля водородом при низких т-рах, пирофорен. Стандартный электродный потенциал Ni 0 /Ni 2+ - 0,23 В. При обычных т-рах никель на воздухе покрывается тонкой защитной пленкой никеля оксида . Не взаимод. с водой и влагой воздуха . При нагр. окисление никеля с пов-сти начинается при ~ 800 °С. С соляной, серной, фосфорной, фтористоводородной к-тами никель реагирует очень медленно. Практически на него не действуют уксусная и др. орг. к-ты, особенно в отсутствие воздуха . Хорошо реагирует с разб. HNO 3 , конц. HNO 3 пассивируется. Р-ры и расплавы щелочей и карбонатов щелочных металлов , а также жидкий NH 3 на никель не действуют. Водные р-ры NH 3 в присут. воздуха коррелируют никель.

Н икель в дисперсном состоянии обладает большой каталитич. активностью в р-циях гидрирования , дегидрирования , окисления , изомеризации , конденсации . Используют либо скелетный никель (никель Ренея), получаемый сплавлением с Аl или Si с послед. выщелачиванием щелочью , либо никель на носителе .

Н икель поглощает Н 2 и образует с ним твердые р-ры. Гидриды NiH 2 (устойчив ниже 0°С) и более стабильный NiH получены косвенными путями. Азот почти не поглощается никелем вплоть до 1400 °С, р-римость N 2 в металле 0,07% при 450 °С. Компактный никель не реагирует с NH 3 , дисперсный при 300-450 °С образует с ним н и т р и д Ni 3 N.

Расплавленный никель растворяет С с образованием к а р б и д а Ni 3 C, к-рый при кристаллизации расплава разлагается с выделением графита ; Ni 3 C в виде серо-черного порошка (разлагается при ~ 450°С) получают науглероживанием никеля в атмосфере СО при 250-400 °С. Дисперсный никель с СО дает летучий никеля тетракарбонил Ni(CO) 4 . При сплавлении с Si образует с и л и ц и д ы; Ni 5 Si 2 , Ni 2 Si и NiSi плавятся конгруэнтно соотв. при 1282, 1318 и 992 °С, Ni 3 Si и NiSi 2 -инконг-руэнтно соотв. при 1165 и 1125°С, Ni 3 Si 2 разлагается, не плавясь, при 845 °С. При сплавлении с В дает б о р и д ы: Ni 3 B (т. пл. 1175°С), Ni 2 B (1240 °С), Ni 3 B 2 (1163°C), Ni 4 B 3 (1580 °С), NiB 12 (2320 °С), NiB (разлагается при 1600 °С). С парами Se никель образует с е л е н и д ы: NiSe (т. пл. 980 °С), Ni 3 Se 2 и NiSe 2 (разлагаются соотв. при 800 и 850 °С), Ni 6 Se 5 и Ni 21 Se 20 (существуют только в твердом состоянии). При сплавлении никеля с Те получают т е л л у р и д ы: NiTe и NiTe 2 (между ними образуется, по-видимому, широкая область твердых р-ров) и др.

А р с е н а т Ni 3 (AsO 4) 2 . 8H 2 O-зеленые кристаллы ; р-римость в воде 0,022%; к-тами разлагается; выше 200 °С обезвоживается, при ~ 1000°С разлагается; катализатор получения твердого мыла .

С и л и к а т Ni 2 SiO 4 -светло-зеленые кристаллы с ромбич. решеткой; плотн. 4,85 г/см 3 ; разлагается, не плавясь, при 1545°С; в воде не раств.; минер. к-тами медленно разлагается при нагревании. А л ю м и н а т NiAl 2 O 4 (никелевая шпи-нель)-голубые кристаллы с кубич. решеткой; т. пл. 2110°С; плотн. 4,50 г/см 3 ; не раств. в воде ; медленно разлагается к-тами; катализатор гидрирования .

Важнейшие комплексные соед. никеля-а м м и н ы. Наиб. характерны гексааммины и акватетраммины с катионами соотв. 2+ и 2+ . Это голубые или фиолетовые кристаллич. в-ва, обычно раств. в воде , в р-рах ярко-синего цвета; при кипячении р-ров и при действии к-т разлагаются; образуются в р-рах при аммиачной переработке никелевых и кобальтовых руд .

В комплексах Ni(III) и Ni(IV) координац. число никеля равно 6. Примеры-фиолетовый K 3 и красный K 2 , образующиеся при действии F 2 на смеси NiCl 2 и КСl; сильные окислители . Из др. типов известны соли гетеро-поликислот, напр. (NH 4) 6 H 7 . 5H 2 O, большое число внутрикомплексных соед. Ni(II). См. также Никель-органические соединения.

Получение. Руды перерабатывают пиро- и гидромстал-лургич. путем. Для силикатно-окисленных руд (не поддаются обогащению) используют либо восстановит. плавку с получением ферроникеля, к-рый далее подвергают продувке в конвертере с целью рафинирования и обогащения, либо плавку на штейн с серосодержащими добавками (FeS 2 или CaSO 4). Полученный штейн продувают в конвертере для удаления Fe, а затем дробят и обжигают, из образовавшегося NiO восстановит. плавкой получают металлический никель. Никелевые концентраты, получаемые при обогащении сульфидных руд , плавят на штейн с послед. продувкой в конвертере. Из медно-никелевого штейна после его медленного охлаждения флотацией выделяют концентрат Ni 3 S 2 , к-рый, аналогично штейнам из окисленных руд , обжигают и восстанавливают.

Один из путей гидропереработки окисленных руд-восстановление руды генераторным газом или смесью Н 2 и N 2 с послед. выщелачиванием р-ром NH 3 и СО 2 с продувкой воздуха . Р-р очищают от Со сульфидом аммония . При разложении р-ра с отгонкой NH 3 осаждается гидроксо-карбонат никеля, к-рый либо прокаливают и из образовавшегося NiO восстановит. плавкой получают никель, либо повторно раств. в р-ре NH 3 и после отгонки NH 3 из пульпы восстановлением Н 2 получают никель. Др. путь - выщелачивание окисленной руды серной к-той в автоклаве . Из образовавшегося р-ра после его очистки и нейтрализации никель осаждают сероводородом под давлением и полученный концентрат NiS перерабатывают подобно штейнам.

Гидропереработка сульфидных никелевых материалов (концентратов, штейнов) сводится к автоклавному окислит. выщелачиванию либо р-рами NH 3 (при низком содержании Со), либо H 2 SO 4 . Из аммиачных р-ров после отделения CuS никель осаждают водородом под давлением . Для разделения Ni, Со и Сu из аммиачных р-ров применяют также экстракц. способы с использованием, в первую очередь, хелатообразу-ющих экстрагентов.

Автоклавное окислитю выщелачивание с получением сульфатных р-ров применяют как к обогащенным материалам (штейнам) с переводом никеля и др. металлов в р-р, так и к бедным пирротииовым Fe 7 S 8 концентратам. В последнем случае окисляется преим. пирротин, что позволяет выделить элементарную S и сульфидный концентрат, переплавляемый далее на никелевый штейн.