symbool Ni, atoomnr 28, atoomgew. 58,69, is een element uit de 8ste groep. Het werd in 1751 ontdekt door Cronstedt.
De naam is afgeleid van een scheldnaam van de mijnwerkers voor het erts, waaruit tevergeefs werd gepoogd koper te winnen (Zweeds kopparnickel = vals koper). Het element komt gedegen voor in meteoren en voorts in een reeks sulfidische mineralen, nikkelkies, ijzer- en antimoonnikkelkies, roodnikkelkies, NiAs, wit nikkelkies NiAs2 en in geringe hoeveelheden in tal van ijzer- en koperertsen. Twee winplaatsen zijn thans vooral van belang, Nieuw-Caledonië (Oceanië), waar garnieriet voorkomt, een nikkelmagnesiumsilicaat met gemiddeld 5 pct nikkel naast ijzer, maar zonder koper en zwavel, en nog veel belangrijker Canada, waar de nikkelhoudende pyrrhotiet (magneetkies, Fe6S7) met 2-7 pct Ni als FeNiS, pentlandiet, bij Sudbury wordt geëxploiteerd. Canada levert 80-90 pct van de wereldproductie. In het N. van Finland bevinden zich de door Rusland geëxploiteerde nikkelmijnen van Petsamo. In Wereldoorlog II is de productie in Cuba ter hand genomen.De winning geschiedt door roosten en reductie van het oxyde met houtskool of cokes. De scheiding van koper is echter niet eenvoudig (Orfordproces). Een belangrijke methode is daarom het Mond-proces, waarbij uit het fijn verdeelde metaal met generatorgas bij 60 gr. C. het vluchtige nikkelcarbonyl wordt gevormd, dat bij verhitting bij 180 gr. aan gekorreld nikkel ontleedt tot zeer zuiver nikkel. Langs electrolytische weg is zuivering ook mogelijk.
Nikkel is een zilverwit metaal, vrij hard en taai, dat enigszins magnetisch is en dat ook overigens in eigenschappen vrij nauw met ijzer maar vooral met kobalt overeenkomt. Het is zeer resistent tegen atmosferische corrosie en tegen de meeste chemische agentia, behalve salpeterzuur. Het sm.pt is 1452 gr., s.g. 8,90. Het wordt als plaat, draad, buis en in fijn verdeelde vorm in de techniek gebruikt. Zuiver nikkel vindt weinig toepassing (kookgerei). In de vorm van langs electrolytische (galvanische) weg afgescheiden lagen (vernikkelen) uit oplossingen van nikkelzouten wordt nikkel nog veel toegepast, hoewel het in belangrijke mate door chroom verdrongen is.
Nikkelverbindingen. Nikkel vormt vrijwel uitsluitend verbindingen, waarin het tweewaardig optreedt. Het nikkeloxydule, NiO, ontstaat door verwarming van het hydroxyde, carbonaat of nitraat als een groenblauw poeder. Bij verhitting aan de lucht gaat het over in zwart nikkeloxyde Ni2O2, dat echter bij hogere temperaturen weer ontleedt tot NiO. Bij het oplossen van Ni2O2 in zoutzuur wordt chloor ontwikkeld. Bij anodische oxydatie ontstaat waarschijnlijk Ni02, dat overgaat in Ni203.
Deze reacties spelen een rol in de Edison-accumulator (z accumulatoren). Nikkelhydroxyde, Ni(OH)2, ontstaat als een groen neerslag wanneer aan een oplossing van een nikkelzout loog wordt gevoegd; met overmaat ammoniak lost het neerslag op onder vorming van een blauw complex. De kleur van nikkelzouten in oplossing of in de vorm van waterhoudende verbindingen is groen, watervrij zijn de kleuren vaak geheel anders: NiBr2 bruin, NiJ2 zwart. Met ammoniumsulfide ontstaat een zwart neerslag van NiS.dat merkwaardigerwijze daarna niet meer in verdund zoutzuur oplosbaar is. Nikkelnitraat ontstaat door het metaal in verdund salpeterzuur op te lossen: Ni(N0a)2.6H20.
De belangrijkste nikkelzouten zijn vooral: nikkelsulfaat, NiS04.6H20 en het vrij moeilijk oplosbare dubbelzout (NH4)2S04.NiS04.6H20. Het laatste wordt gebruikt voor de samenstelling van nikkelbaden voor het galvanisch vernikkelen. Hiervoor wordt ook wel nikkelchloride NiCl2.6H20 gebruikt of het complexe zout [Ni(NH3)e]Gl2 al of niet als dubbelzout met 2NH4C1. Nikkelcarbonaat, NiCO3, wordt toegevoegd om uitgeputte nikkelbaden weer op sterkte te brengen en als glazuurverf geeft het blauwe en purperkleuren. Nikkelformiaat en -oxalaat geven reeds bij zachte verwarming zeer fijn verdeeld nikkel, dat als katalysator wordt gebruikt voor hydrogenering (z vetten en oliën). In talrijke complexverbindingen is het nikkel-ion door 6 of 4 stikstofatomen omringd.
Bekend is het nikkeldimethylglyoxim, dat als een moeilijk oplosbaar rosé neerslag voor de analytische bepaling van nikkel wordt gebruikt. Nikkelcarbonyl, Ni(CO)4, ontstaat reeds, wanneer GO over fijn verdeeld nikkel bij ongeveer kamertemperatuur wordt geleid, sneller bij 60 gr. Het is een kleurloze, sterk lichtbrekende, brandbare, zeer giftige vloeistof, k.pt 43 gr. G. Het ontleedt reeds bij 160 gr. C. onder vorming van een nikkelspiegel (Mond-proces).
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: Ullmann, Enz. techn. Chemie 8, 107 (1931); Thorpe’s Dict. Applied Chemistry 8, 464 (1947).
Nikkellegeringen in tal van samenstellingen zijn evenwel van zeer groot belang.
Nikkelstaal dat in verschillende samenstellingen gemaakt wordt heeft, vergeleken met ongelegeerd staal, een grotere trekvastheid, een hoog nikkelgehalte geeft austenitisch staal dat niet magnetisch is, een hoge electrische weerstand heeft (gloeidraad) en een zeer lage uitzettingscoëfficiënt (meetinstrumenten) terwijl het zeer bestand is tegen corrosie (roestvrij staal). Daarom gebruikt voor meubels, toestellen, instrumenten, horloges, kleppen, kranen, enz. Roestvrije staalsoorten worden bovendien gemaakt uit chroomstaal, chroom-molybdeen-wolfram-vanadiumstaal en chroom-nikkeltitanium-koperstaal.
Nikkel-ijzerlegeringen hebben een geringe uitzettingscoëfficiënt die men bovendien met de samenstelling kan variëren en aanpassen aan die van porselein, glas en andere stoffen. Zo wordt Invar of indilans (ijzer met 36 pct nikkel) in meetinstrumenten en uurwerkslingers gebruikt. Verder in thermo-bimetaal voor pyrometers en thermische beveiliging van electromotoren. Platiniet (49 pct Ni, 51 pct Fe) voor metaal-glasverbinding. Thermoperm (30 pct Ni, 70 pct Fe) heeft een laag Curie-punt, verliest reeds bij 100 gr. C. zijn magnetische eigenschappen, wordt gebruikt om de veldsterkte van permanente magneten constant te houden in instrumenten, als toerentellers, electriciteitsmeters, enz. Toevoeging van Al, Go, Ti of Cu aan Ni-Fe-legeringen maakt deze ook magnetisch zeer hard, zodat men er permanente magneten van maakt die hun magnetisme niet verliezen door warmte, stoten of schokken. Deze harde en corrosie-bestendige legeringen worden gebruikt in dynamische luidsprekers, veldmagneten in kleine dynamo’s en motoren.
Men kan ook magnetisch zachte Ni-Fe-legeringen maken die in de zwakstroom-techniek gebruikt worden, dan echter worden ook chroom en koper toegevoegd, zoals bij Rhometaal (ca 42 pct Ni, ca 48 pct Fe, 5 pct Cr). Permalloy, al naar de samenstelling in de soorten A, B en G en Mu-metaal (76 pct Ni, 17 pct Fe, 2 pct Cr, 5 pct Cu en 3 pct Mo) dat in telegraafkabels wordt gebruikt. Ni-Fe-Cr-legeringen dienen door haar grote weerstand als gloeidraden in strijkijzers, broodroosters, enz. Elinvar en Beryllium-contracide zijn Ni-Fe-legeringen waarbij de elasticiteitsmodulus onafhankelijk van de temperatuur is en dienen voor uurwerkveren, onrusten en dergelijke.
Nikkel-koperlegeringen zijn gemakkelijk te gieten, te solderen en mechanisch te bewerken, corrosie-bestendig en de electrische weerstand stijgt met Ni-gehalte. Deze zgn. nikkelbronzen zijn zeer belangrijk. Nikkelbrons met 2 pct Ni dient voor steunbouten en vuurkisten voor locomotieven. Met 15-20 pct Ni voor patroonhulzen, condensatorpijpen, platteren van staal. Met 25 pct Ni voor pasmunt en evenals dat met 30 pct Ni als niet corroderend materiaal in de chemische industrie. Dit laatste (30 pct Ni) bestendig tegen zeewater en als Nikkeline als weerstandsdraad in electrotechniek gebruikt. Constantaan (ca 44 pct Ni) als weerstandsdraad (tot 600 gr. C.), thermo-elementen en in chemische industrie als niet-corroderend materiaal.
Monelmetaal (ca 69 pct Ni, 28 pct Cu en zeer kleine hoeveelheid andere metalen), zeer belangrijke Ni-Cu-legering. Veel in de techniek gebruikt voor turbineschoepen, kleppen, assen en waaiers voor centrifugaalpompen, binnencylinders voor zuigerpompen, condensorpijpen, scheepsschroeven en schroefaskokers. Bij vliegtuigen voor drijvers, benzinereservoirs, oliefilters; in chemische industrie talloze toepassingen en ten slotte voor gevelversiering van winkels, lichtreclames en dergelijke.
Nieuwzilver is een ternaire Ni-Zn-Cu-legering met verschillende samenstelling, reeds in het oude China als packfong bekend. Komt onder vele handelsnamen voor: argentaan, alpacca, Christoffel, german silver, gerozilver, maillechort. Gebruikt voor tafelgerei, lepels en vorken, horloges, wijzerplaten enz. Ook voor versiering van trappenhuizen, eetzalen, eetwagens en op schepen. Ook als electrische weerstandsdraad.
Nikkel-chroomlegeringen zijn zeer bestand tegen oxydatie bij hoge temperaturen. Het Cr-gehalte varieert van 15-20 pct. De 20-pct legering heeft een hoge electrische weerstand. Deze legeringen worden dus voor armaturen van talloze ovens gebruikt en voor weerstanden en verwarmingselementen. Nichroom (ook . Chromel en Kromoregenaamd) (80 pct Ni en 20 pct Cr). Chromel P (90 pct Ni en 10 pct Cr). Meestal zijn ook andere metalen aanwezig. Calido of Calorite (60-65 pct Ni, 8-16 pct Cr, 24 pct Fe en 3 pct Mn). Iconel (80 Ni, 14 Cr, 6Fe). Alumel (95 Ni, 2 Al, 1 Si, 2,5 Mn en 0,5 Fe) dat met Chromel P Hoskins thermo-element vormt. Waarbij nog talrijke te noemen zijn.
Zuiver nikkel in fijn verdeelde vorm wordt als katalysator in de chemische industrie toegepast.
IR DR A. KOREVAAR
Lit.: Metals Handbook (1939, 32nd pr., Cleveland 1944); N. E. Woldman en R. J. Metzler, Engineering Alloys(2nd ed. 1945) J S. L. Hoyt, Metals and Alloys Data Book (New York 1943).
Nikkelkies
(haurkies of mille riet), mineraal van de samenstelling NiS, komt voor in naald- of haarvormige kristallen en ook wel in vezelachtige en stengelachtige aggregaten. Het is messinggeel, vaak bont aangelopen. De hardheid bedraagt 3,5, het s.g. 5,3. Milleriet is een secundair mineraal, dat als nikkelerts zogoed als geen betekenis bezit, aangezien het daarvoor te zeldzaam is.
