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Informe Níquel

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Informe Níquel

El níquel es un elemento químico cuyo número atómico es 28 y su símbolo es Ni, situado en el


grupo 10 de la tabla periódica de los elementos.

Papel biológico

El 87 % de las hidrogenasas contienen níquel, especialmente en aquellas cuya función es oxidar el


hidrógeno. El níquel sufre cambios en su estado de oxidación lo que indica que el núcleo de níquel
es la parte activa de la enzima.

El níquel está también presente en la enzima metil con reductasa y en bacterias metanogénicas.

Características principales

Es un metal de transición de color blanco con un ligerísimo tono amarillo, conductor de la


electricidad y del calor, muy dúctil y maleable por lo que se puede laminar, pulir y forjar
fácilmente, y presentando ferromagnetismo a temperatura ambiental. Es otro de los metales muy
densos como el hierro, iridio y osmio. Se encuentra en distintos minerales, en meteoritos (aleado
con hierro) y, en principio, hay níquel en el interior de la Tierra principalmente en su núcleo,
donde se trata del segundo metal más abundante por detrás del hierro, metal con el que
comparte numerosas características similares.

El níquel es aleado con hierro para proporcionar tenacidad y resistencia a la corrosión, en los
aceros austeníticos el níquel es esencial puesto que al ser un metal gammágeno estabiliza la
austenita. Es resistente a la corrosión y se suele utilizar como recubrimiento, mediante electro
deposición. El metal y alguna de sus aleaciones, como la aleación Monel, se utilizan para manejar
el flúor y algunos fluoruros debido a que reacciona con dificultad con estos productos. Su coste
roza la mayoría de las veces el primer puesto entre los precios de los metales comunes en los
mercados dedicados a los metales. Es un producto absolutamente esencial para el desarrollo de la
industria, además de uno de los metales más demandados. Reacciona con dificultad en medios
agresivos y se considera resistente a la corrosión; no sufre el llamado efecto "galleo" el cual sí
padece el cobre, por ejemplo.

Su estado de oxidación más normal es +2. Puede presentar otros, se han observado estados de
oxidación 0, +1 y +3 en complejos, pero son muy poco característicos.

Historia

El uso del níquel se remonta aproximadamente al siglo IV a. C., generalmente junto con el cobre,
ya que aparece con frecuencia en los minerales de este metal. Bronces originarios de la actual Siria
tienen contenidos de níquel superiores al 2%. Manuscritos chinos sugieren que el «cobre blanco»
se utilizaba en Oriente hacia 1700 al 1400 a. C.; sin embargo, la facilidad de confundir las menas de
níquel con las de plata induce a pensar que en realidad el uso del níquel fue posterior, hacia el
siglo IV a. C.
Los minerales que contienen níquel, como la niquelina, se han empleado para colorear el vidrio. En
1751 Axel Frederik Cronstedt, intentando extraer cobre de la niquelina, obtuvo un metal blanco
que llamó níquel, ya que los mineros de Hartz atribuían al «viejo Nick» (el diablo) el que algunos
minerales de cobre no se pudieran trabajar; y el metal responsable de ello resultó ser el
descubierto por Cronstedt en la niquelina, o Kupfernickel, diablo del cobre, como se llama aún al
mineral en idioma alemán.

Según un diccionario etimológico italiano, níquel proviene del sueco nickel, que viene del alemán
Kupfernickel, propiamente ‘falso cobre’, compuesto de Kupfer (cobre) y Nickel (sobrenombre de
Nikolaus), nombre dado por los mineros a los minerales inútiles, usado en broma para indicar un
mineral que del cobre tiene sólo el color.

Hoy en día es muy frecuente encontrarlo en las monedas de cualquier país, donde debido a su
elevado coste se alea con cobre. Estas monedas suplantaron a las de plata alrededor de mediados
del siglo XX, provocando en ocasiones confusión. Algunos ejemplos son los cinco céntimos de
Estados Unidos o el disco interno de una moneda de un euro.

La primera moneda de níquel puro se acuñó en 1881.

Abundancia y obtención

El níquel aparece en forma de metal en los meteoritos junto con el hierro (formando las aleaciones
kamacita y taenita). También se encuentra en el núcleo de la Tierra junto al hierro, iridio y osmio,
formando con estos tres metales una aleación de estructura metálica. Combinado se encuentra en
minerales diversos como garnierita, millerita, pentlandita y pirrotina.

Las minas de Canadá, Cuba y Rusia producen hoy día el 70 % del níquel consumido. Otros
productores mayores son Bolivia, Colombia, Nueva Caledonia provincia de ultramar de Francia y
República Dominicana.

Principales minerales de níquel

Véase también: Garnierita

La niquelina (NiAs), la garnierita (Si4O13[Ni, Mg]2•2 H2O), este último es uno de los minerales
más utilizados en la extracción del níquel, también existen los sulfuros, de ellos los más
importantes son los sulfuros de hierro y níquel, pentlandita y pirrotita (Ni, Fe) xSy, otros minerales
que se encuentran en la naturaleza son los arseniuros, silicatos, sulfoarseniuros.

Isótopos

En la naturaleza se encuentran 5 isótopos estables: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni y 64Ni, siendo el más
ligero y el más abundante (68,077 %). Se han caracterizado además 18 isótopos radioactivos de los
que los más estables son el 59Ni, el 63Ni y el 56Ni con periodos de semidesintegración de 76.000
años, 100,1 años y 6,077 días respectivamente. Los demás radioisótopos, con masas atómicas
desde 52 uma (52Ni) a 74 uma (74Ni), tienen periodos de semidesintegración inferiores a 60 horas
y la mayoría no alcanzan los treinta segundos. El níquel tiene además un estado metaestable.

El 56Ni se produce en grandes cantidades en supernovas de tipo II correspondiendo la forma de la


curva de luz a la desintegración del 56Ni en 56Co y éste en 56Fe.

El 59Ni es un isótopo de larga vida obtenido por cosmogénesis. Este isótopo ha encontrado
diversas aplicaciones en la datación radiométrica de meteoritos y en la determinación de la
abundancia de polvo extraterrestre en hielos y sedimentos. El 60Ni es hijo del 60Fe (periodo de
semidesintegración de 1,5 millones de años) cuya persistencia en el sistema Solar en
concentraciones suficientemente altas ha podido causar variaciones observables en la
composición isotópica del 60Ni, de este modo, el análisis de la abundancia de 60Ni en materiales
extraterrestres puede proporcionar información sobre el origen del sistema solar y su historia
primordial.

Precauciones

La exposición al níquel metalico y sus compuestos solubles no debe superar los 0,05 mg/cm3
medidos en niveles de níquel equivalente para una exposición laboral de ocho horas diarias y
cuarenta semanales. Los vapores y el polvo de sulfato de níquel se sospecha que sean
cancerígenos.

El carbonilo de níquel (Ni(CO)4), generado durante el proceso de obtención del metal, es un gas
extremadamente tóxico.

Las personas sensibilizadas pueden manifestar alergias al níquel. La cantidad de níquel admisible
en productos que puedan entrar en contacto con la piel está regulada en la Unión Europea; a
pesar de ello, la revista Nature publicó en 2002 un artículo en el que investigadores afirmaban
haber encontrado en monedas de 1 y 2 euros niveles superiores a los permitidos, se cree que
debido a una reacción galvánica.

Aplicaciones

Aproximadamente el 65 % del níquel consumido se emplea en la fabricación de acero inoxidable


austenítico y otro 12 % en superaleaciones de níquel. El restante 23 % se reparte entre otras
aleaciones, baterías recargables, catálisis, acuñación de moneda, recubrimientos metálicos y
fundición:

 Alnico, aleación para imanes.


 El mu-metal se usa para apantallar campos magnéticos por su elevada permeabilidad
magnética.
 Las aleaciones níquel-cobre (monel) son muy resistentes a la corrosión, utilizándose en
motores marinos e industria química.
 La aleación níquel-titanio (nitinol-55) presenta el fenómeno de efecto térmico de memoria
(metales) y se usa en robótica, también existen aleaciones que presentan superplasticidad.
 Crisoles de laboratorios químicos.
 Níquel Raney: catalizador de la hidrogenación de aceites vegetales.
 Se emplea para la acuñación de monedas, a veces puro y, más a menudo, en aleaciones
como el cuproníquel.
 El metal es la opción más económica para hacer oro blanco. El níquel, un metal blanco y
de tonalidad mate y de tacto suave, es un metal que encuentra mucha facilidad para
«blanquear» a otros metales. Esto se traduce en que un mínimo del 30 % de níquel en
masa puede dar una apariencia blanca a la aleación. Por ejemplo en aleaciones de cobre,
incluso con el 40 % en masa de zinc o aluminio el metal sigue teniendo una coloración
amarillenta, mientras que con solo el 30 % de níquel en masa adquiere su característico
tono blanco.
 Es posible encontrarlo en joyería actualmente, pero no se recomienda su uso, ya que es
cancerígeno y altamente tóxico. El níquel ha sido vetado en numerosos estados, donde su
uso se ve cada vez más reducido. Se halla sobre todo en perforaciones corporales y joyería
de acero inoxidable, donde suele representar alrededor del 13 % en masa. Estos aceros no
son peligrosos para la salud puesto que son inertes químicamente y no reaccionan. Sin
embargo el uso de una joya enchapada en níquel (típico de las joyas de fantasía) sí puede
presentar un riesgo serio de alergia o infección, pero ambos casos son raros.
 Se utiliza níquel para fabricar los volantes de los relojes mecánicos, no todos pero la
mayoría de los relojes rusos antiguos y algunos suizos.

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