domenica 17 luglio 2016

Curiosità sul Nichel

Il nichel è un metallo bianco lucente, noto per i fenomeni di sensibilizzazione cutanea e per le reazioni allergiche. Probabilmente è noto all’uomo da secoli, utilizzato in lega con altri metalli. Kupfernickel (falso rame) era il nome dato dai minatori tedeschi ad alcuni minerali che sembravano contenere rame – dai quali invece il barone svedese Axel Cronstedt (1722-1765) ricavò il nuovo metallo nel 1751.



Assieme al ferro, il nichel compone probabilmente il nucleo della Terra (Nife). Non si trova in natura allo stato libero ma associato a numerosi altri minerali; in particolare, si trova nella crosta terrestre sottoforma di solfuri, dai quali si ricava per arrostimento a ossido e successiva riduzione.

L’affinamento del nichel grezzo può avvenire per via elettrolitica oppure può sfruttare la capacità dell’elemento di combinarsi già a temperatura ambiente con il monossido di carbonio a dare nichel tetracarbonile, un liquido volatile (e assai velenoso) che può essere distillato e decomposto ad alta temperatura a Ni e CO.

Ni + 4CO = Ni(CO)4

La reazione fu osservata nel 1890 da Ludwig Mond (1839-1909), chimico ed industriale inglese di origini tedesche, che la sfruttò su grande scala. 

Allievo di Bunsen, Mond si interessò ad applicazioni pratiche della chimica: inizialmente risolse alcuni problemi legati alla produzione della soda da bucato, poi si interessò di metallurgia, legando il suo nome al Processo Mond per la purificazione del nichel, così schematizzabile;
  •       reazione del metallo grezzo con CO;
  •        distillazione del nichel tetracarbonile;
  •     decomposizione del nichel tetracarbonile a nichel (prodotto voluto) e CO (riciclato).


Amante dell’arte, Ludwig Mond svernava a Roma in Palazzo Zuccari, dove raccolse molte opere dei maestri del Rinascimento, tra cui la Crocifissione Mond di Raffaello – che fu donata alla National Gallery di Londra dopo la sua morte.


Il nichel metallico si presenta come un solido polverulento grigio inodore. Il nichel in polvere è difficilmente solubile in acido solforico ma è facilmente attaccato dall'acido nitrico, che lo porta in soluzione come catione bivalente.  


Con molti leganti forma complessi colorati molto belli (gustatevi il video, ma non i cocktails). In particolare, a pH basico, il catione Ni2+ forma un complesso con la dimetilgliossima dal caratteristico color lampone, sfruttato in analisi per riconoscere il metallo in soluzione.


Il nichel in polvere è utilizzato:
  • -       nella metallurgia delle polveri;
  • -       in saldatura;
  • -       nella preparazione dei magneti (è un elemento ferromagnetico);
  • -       come catalizzatore in numerose reazioni chimiche.
Il nichel è un importante catalizzatore di idrogenazione, usato nella sintesi della margarina, dell’anilina e di altri composti. 

Nel 1924 Murray Raney mise a punto un catalizzatore di nichel in forma di polvere finissima, conosciuto come nichel Raney, un catalizzatore eterogeneo costituito da una lega di nichel e alluminio in grani finissimi, attivato per trattamento con soda caustica.

Catalizzatori a base di nichel sono usati per l’oligomerizzazione dell’etilene (processo SHOP) e per l’idrocianazione delle olefine.

Il nichel è importante per la fabbricazione di leghe:
  • con il ferro (acciai speciali);
  • con l’oro (oro bianco; anche se oggi è sostituito dal palladio, che non dà fenomeni di sensibilizzazione);
  • con i metalli da conio, al fine di ricavare monete (es. nichelino negli USA e monete da 1 e 2 euro) e medaglie.
Il nichel è usato nella costruzione di accumulatori (batterie al nichel-cadmio).