159. Nickel

 

CAS_Nr.:                                  744-02-0

Stoffgruppe:                             Metalle

Molare Masse:                          58,71

Charakter:                                silberglänzendes Metall, schwach ferro-magnetisch

Schmelzpunkt:                         1453 °C

Löslichkeit:                              ll. In verdünnter Salpetersäure; wird von konz. Salpetersäure nicht angegriffen

 

Sensibilisierungshäufigkeit:     sehr häufig

Testkonzentration:                    2,5% Nickelsulfat in Vas.

Sensibilisierungspotenz:          schwach bis höchstens mittelstark

 

 

Vorkommen / Verbreitung

 

Nickel wurde 1751 von AXEL FREDERIK CRONSTEDT, einem schwedischen Mineralogen, als bisher unbekanntes metallisches Element in einem Mineral namens „Kupfer-Nickel“ entdeckt (CRONSTEDT 1758). Mit dem Wort Nickel bezeichnet man im germanischen Wortschatz einen Zwerg, Teufel, Schurken, Spitzbuben, Kobold, Gnom oder Berggeist. In einem Bergwerk in Annaberg (Sachsen) stieß man vor ca. 300 Jahren auf ein rötliches Erz, das man für Kupfer hielt. Aus Verärgerung über den Irrtum nannte man das „verhexte“ Kupfer „Kupfer-Nickel“. Bereits die Chinesen stellten vor da. 4000 Jahren eine Nickel-Kupfer-Legierung her, die sie Pakfong (auch: Packfong, Pakfeng, Packfeng) nannten. In Griechenland und Rom benutzte man Nickel für Münzen.

 

Nickel kann in ein-, zwei-, drei- oder vierwertiger Form vorkommen. In den meisten Salzen und anderen anorganischen Verbindungen liegt es als zweiwertiges Nickel vor. Das silberglänzende Metall lässt sich polieren, schweißen, zu feinen Blechen auswälzen und „plattieren“. Andere Metalle, Nichtmetalle und Kunststoffgegenstände können mit einer hauchfeinen Nickelschicht überzogen werden („vernickeln“). Die elektrische Leitfähigkeit erreicht knapp 14%. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt etwa 1/8 der des Silbers. Kolloidales Nickel verbrennt bei Sauerstoffzutritt unter heftigem Funkensprühen. Nickel kann sowohl Kohlenmonoxid (500 bis 800 ml/100g) als auch Wasserstoff aufnehmen (absorbieren), worauf seine Bedeutung als Katalysator beruht (Raney-Nickel). Reines (massives) Nickel oxidiert nicht an der Luft und wird auch von organischen Verbindungen nicht angegriffen. Bei Einwirkung von nichtoxidierenden Säuren wird es nur langsam von oxidierenden Säuren leicht gelöst. Gegenüber Laugen ist Nickel bis etwa 400 °C beständig.

 

Nickel  steht im Periodensystem in der zehnten Gruppe (neues System) (altes System = achte Nebengruppe), Ordnungszahl 28. Fünf natürliche und mehrere künstliche Isotope sind bekannt. Durchschnittlicher Gehalt in der Erdkruste 100 – 150 ppm. Nickel kommt auch frei in Meteoriten vor. Die häufigsten mineralischen Vorkommen sind Pentlandit (Eisen-Nickel-Kies; (Fe,Ni)S8; bis 33% Nickel), Garnierit (Nickelserpentin; Ni,Mg3[(OH)8/SlO10]), Millerit (= Haarkies = Nickelblende NiS), Rotnickelkies: NiAs, Weißnickel: NiAs2, Arsennickelkies: NiAsS. Bekannte Namen für weitere Erze sind: Laterit, Ullmannit, Nickelin und Niccolit.

 

Fast 90% der Weltproduktion erzeugt man aus dem in Ontario (Kanada) vorkommenden Magnetkies, in dem auch Spuren von Gold, Silber und Platin enthalten sind. Garnierit baut man vorwiegend in Neukaledonien ?????. Davon findet sich auf Kuba 21%, in Neukaledonien 14% in Kanada und Indonesien je 12% und auf den Philippinen 10%. Das größte Vorkommen jedoch liegt im Ozean in den sogenannten Manganknollen vor. Im Jahr 1990 lag die Weltproduktion bereits bei mehr als 1 Mio. t; davon entfielen auf die UdSSR 26%, auf Kanada 16%, auf Japan 13%, auf Norwegen 7% und jeweils 5% auf Australien und Neukaledonien.

 

Die Gewinnung von Nickel aus Erzen verläuft in der Regel über Sulfid-Stufenprozesse oder auf elektronischem Wege (Kathoden-Nickel) oder über das Carbonyl-Verfahren („Mond-Prozeß“, „Mond-Nickel“). Durch Zusatz einiger Prozente von Nickel lässt sich die Härte und Festigkeit von Stahl wesentlich erhöhen (Chrom-Nickel-Stahl). Der größte Teil der Nickelproduktion geht daher auch in die Stahlveredelung (50 – 90%). Die weite Verbreitung von Nickel in unserer Umwelt beruht auf seiner Verwendung in den verschiedensten Prozessen: beim Plattieren verschweißt man Gegenstände mit einem feinen Nickelblech; dieser Vorgang kann auch durch Elektroplattierung erfolgen. Große Mengen von Nickel werden in der Erdölgewinnung und der chemischen Industrie für die heterogene Katalyse eingesetzt. Bei der Herstellung von Keramikwerkstoffen dient Nickel als Karboxylat in Metallseifen. Geringere Mengen finden auch in der Fabrikation von Fernseh- und Rundfunkgeräten, Elektrogeräten sowie in der Telefonbranche und der Rüstungsindustrie Verwendung.

 

Unter Vernickeln versteht man das Beschichten von Oberflächen, z.B. von Metallen und nichtmetallischen Werkstoffen sowie Kunststoffen mit hauchfeinem Nickel. Die Vernickelung kann auch stromlos geschehen. (……)

 

Tab. 1: Häufiges Vorkommen und Verwendung von Nickel in Umwelt, Beruf und Industrie

 

Alpaka = veraltete Bezeichnung für Neusilber   Lockenwickler (aus Metall)

Armbänder (Uhren, Schmuck)                      Magneten

Batterien (z.B. Nickel-Kadium-)                     Münzen (besonders in 50-Pfennigstücken)

Behälter (metallene)                                    Musikinstrumente(n)-Bestandteile

Bestecke                                                    Muttern (Schrauben-)

BH-Verschlüsse                                          Nabelring

Brillengestelle (vernickelt)                            Neusilber (Kupfer-Zink-Nickel-Legierung mit

Draht (elektrisch)                                             8 – 27% Nickel)

Druckknöpfe                                               Ohrringe

Elektroden (an Kabeln, EKG-)                      Prothesen (Endo-)

Galvanisierbäder („Nickelbad“)                     Reißverschlüsse

Gold-Palladium-Legierungen, die durch        Riegel (Metall-)

    Nickelzusatz weiß gefärbt und gegen       Saiten von Musikinstrumenten z.B. Gitarre

    Schwefeleinwirkung unempfindlich gemacht      Cello, Violine

    sind                                                        Scheren

Griffe (metallene) von Türen, Taschen,          Schmuck (Verschlüsse)

    Schubladen, Werkzeugen                       Schnallen von Schuhen, BHs, Bikinis, Gürteln,

Haarnadeln                                                     Handtaschen

Häkelnadeln                                                Schrauben (vernickelte)

Haken (metallene)                                       „SCHUKO“-Stecker

Halsketten                                                   Sicherheitsgurt-Verschluß

Herzschrittmacher                                        Spangen (Haar-, Zahn-, Ordens-)

Hüttenerz                                                    Spatel (Metal-)

Jeansknöpfe                                               Steckkontakte

Katalysatoren (Automobil-, chemische In-     Stecknadeln

    dustrie)                                                   Stethoskop

Ketten                                                         Stricknadeln

Klipps (Haar-)                                              Tafelgerät

Koppelschloß                                             Uhrarmbandverschlüsse

                                                                  Uhren (Armband-, Taschen-)

                                                                  Weißgold