Niken là gì? Tính chất, ứng dụng của nó trong đời sống

Niken là một nguyên tố hoá học có màu trắng bạc, cứng, dễ dát mỏng, kéo sợi, thường được sử dụng để làm lớp mạ cho các vật liệu kim loại. Vậy Niken là gì? Tính chất đặc trưng và những ứng dụng của nó trong đời sống. Mọi vấn đề trên sẽ được giải đáp qua bài viết dưới đây. 

1. Tổng quan về Niken

1.1. Niken là gì?

Niken hay có tên gọi khác là Nickel là một nguyên tố kim loại có màu trắng bạc thuộc nhóm sắt từ. Trong bảng tuần hoàn hoá học, nó ở số thứ tự 28 và kí hiệu là Ni.

Niken là gì?

Chất này có đặc tính cứng, dễ dát mỏng, dễ uốn và kéo sợi nên được sử dụng để mạ kim loại.

Trong tự nhiên, nó thường tồn tại dưới dạng hợp chất với lưu huỳnh trong khoáng chất millerit. Hoặc hợp chất với asen trong khoáng chất Niccolit hay kết hợp với cả asen và lưu huỳnh trong quặng nickel.

Chất này ổn định trong không khí ở điều kiện thường và trơ với oxi nên được sử dụng làm tiền xu nhỏ, bảng kim loại,… tồn tại chủ yếu với số oxi hoá là +2. Nó có từ tính và thường được kết hợp với Coban. Đồng thời còn là thành phần chính có giá trị trong hợp kim nó tạo nên. 

1.2. Lịch sử hình thành Niken

Niken đã được sử dụng từ lâu đời và có thể xuất hiện từ 3500 trước Công nguyên. Người ta đã tìm thấy trong đồng của Syria có chứa đến 2% hàm lượng niken. Nhiều bản thảo của Trung Quốc đã ghi chép lại rằng đồng trắng đã được người phương đông sử dụng từ năm 1700 – 1400 trước công Nguyên. Sau đó, chúng được xuất sang Anh vào đầu thế kỷ 17 nhưng mãi đến năm 1822, hàm lượng Niken trong đồng trắng Paktong mới được phát hiện.

Vào thời Trung cổ Đức, người ta đã tìm thấy một mẫu khoáng vật màu đỏ giống như quặng đồng trong núi quặng – Ore Mountains. Nhưng thợ mỏ lại không thể tách được loại đồng nào từ nó nên họ đổ lỗi cho yêu tinh phá hoại trong thần thoại nước Đức và đặt tên loại quặng này là Kupfernickel. Đến năm  1751, Baron Axel Frederik Cronstedt đã cố gắng tách đồng ra khỏi quặng kupfernickel nhưng ông chỉ thu được 1 kim loại trắng và gọi nó là nickel. 

Phải đến năm 1881 tại Thuỵ Sĩ, niken nguyên chất đã được sử dụng để tạo ra đồng tiền xu. 

Niken được sử dụng để chế tạo đồng tiền xu

1.3. Trong tự nhiên

Trong tự nhiên, nó tồn tại dưới 2 dạng quặng chính là:

- Quặng laterit: Với thành phần chính có chứa nickel là limonit (Fe,Ni)O(OH) và garnierit (nickel silicat ngậm nước (Ni,Mg)3Si2O5(OH).

Quặng Laterit

-  Quặng sulfide magma: Thành phần chủ yếu pentlandit (Ni,Fe)9S8.

Phần lớn Niken trên Trái đất được cho là tập trung chủ yếu ở lõi Trái Đất. Các mỏ chứa sản lượng lớn nickel có ở vùng Sudbuy – Ontario, Canada. Ngoài ra, còn được tìm thấy ở nhiều mỏ khác ở Nga, Úc, Cuba, Indonesia,… 

2. Các tính chất đặc trưng của Niken

- Tồn tại dưới dạng chất rắn, ánh kim bạc hoặc ánh vàng.

- Nhiệt độ nóng chảy: 1455 °C tương ứng với 1728 K hoặc 2651 độ F.

- Nhiệt độ sôi: 2913 °C tương ứng với 3186 K hoặc 5275 độ F.

- Mật độ tại 0 độ C, 101,325 kPa là 8,908 g/cm3.

- Nhiệt lượng nóng chảy là 17,48 kJ/mol.

- Nhiệt bay hơi: 377,5 kJ/mol.

- Nhiệt dung: 26,97 J/(mol.K).

3. Phương pháp tách và tinh chế Niken

Để tái tạo Niken, người ta tiến hành thực hiện phương pháp luyện kim với nhiều cách thức khác nhau. Đối với quặng chứa oxit hay hydroxide, niken được tách bằng phương pháp thuỷ luyện. Quặng giàu sulfide có thể tách được bằng phương pháp thuỷ luyện hoặc nhiệt lượng.

Việc tách niken từ quặng sẽ tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nung và giảm các khâu tinh chế lại. Sau giai đoạn tách quặng, độ tinh khiết của niken có thể đạt 95%. Trải qua quá trình tinh chế với cacbon monoxide để tạo thành nickel carbonyl thì độ tinh khiết có thể lên tới 99,99%.

4. Vai trò của Nickel trong đời sống?

Mỗi năm đến hàng trăm nghìn tấn Nickel được tiêu thụ bởi nó có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực của đời sống như luyện thép, đúc tiền,… Những ứng dụng phổ biến của Niken có thể kể đến như:

- Tham gia vào chế tạo thép không gỉ và tạo lớp màng bảo vệ cho các hợp kim. Từ đó giúp chống ăn mòn và ngăn chặn nguy cơ rỉ sét.

Niken tạo lớp màng bảo vệ cho kim loại

- Sử dụng làm đúc tiền, đặc biệt là các loại tiền xu.

- Được sử dụng làm điện cực.

- Hợp kim của nó với đồng có đặc tính chống ăn mòn tốt nên được sử dụng dùng làm chân vịt cho thuyền và máy bơm trong công nghiệp hoá chất.

- Hợp kim AlNiCo được sử dụng để tạo ra nam châm, còn hợp kim NiFe – Permalloy sử dụng làm vật liệu từ mềm.

- Chế tạo ra pin sạc.

- Đóng vai trò là chất xúc tác của phản ứng hiđro hoá dầu thực vật.

Với những kiến thức mà LabVIETCHEM chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về kim loại Niken là gì? Đặc điểm nổi bật và ứng dụng của nó trong đời sống. Nếu có nhu cầu mua hóa chất, thiết bị hoặc dụng cụ phòng thí nghiệm có thể để lại thông tin bên dưới phần bình luận để đội ngũ chuyên viên của chúng tôi giải đáp. Hoặc liên hệ ngay tới số hotline 0826 020 020 để được tư vấn nhanh nhất.