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Nichel - Ni

Proprieta' chimiche del nichel - Effetti del nichel sulla salute - Effetti ambientali del nichel

Numero atomico

28

Massa atomica

58.71 g.mol -1

Elettronegativita' secondo Pauling

1.8

Densita' 8.9 g.cm-3 at 20°C

Punto di fusione

1453 °C

Punto di ebollizione

2913 °C

Raggio di Vanderwaals

0.124 nm

Raggio ionico

0.069 nm (+2) ; 0.06 nm (+3)

Isotopi

10

Guscio elettronico

[ Ar ] 3d8 4s2

Energia di prima ionizzazione

735 kJ.mol -1

Energia di seconda ionizzazione

1753 kJ.mol -1

Energia di terza ionizzazione

3387 kJ.mol -1

Potenziale standard

- 0.25 V

Scoperto da

Alex Constedt nel 1751

Nickel - Ni

Nichel

Il nichel è metallo bianco argenteo che subisce un'alta lucidatura. Appartiene al gruppo del ferro ed è duro, malleabile e duttile. Il nichel è un conduttore abbastanza buono di calore e di elettricità. Nei suoi composti piu' comuni il nichel è bivalente, anche se presuppone altre valenze. Inoltre forma un certo numero di composti complessi. La maggior parte dei composti del nichel sono blu o verdi. Il nichel si dissolve lentamente in acidi diluiti ma, come il ferro, diventa passivo una volta trattato con acido nitrico. Il nichel diviso finemente assorbe l'idrogeno.

Applicazioni

L'uso principale di nichel è nella preparazione delle leghe. Le proprieta' principali delle leghe del nichel sono resistenza, duttilità e resistenza alla corrosione ed al calore. Molti acciai inossidabili contengono il nichel: circa il 65 % del nichel consumato nel mondo occidentale sono usati per fare acciaio inossidabile, la cui composizione può variare ma e' tipicamente ferro con 18% cromo e 8% nichel. Il 12 % di tutto il nichel consumato va a finire nelle superleghe. Il 23% restante è diviso tra acciai legati, batterie ricaricabili, catalizzatori e gli altri prodotti chimici, coniatura, prodotti di fonderia e placcatura.
Il nichel è facile da lavorare e può essere modellato in cavi. Resiste alla corrosione anche a alte temperature e per questo motivo è usato in turbine a gas e motori oscillati. Il Monel è una lega di nichel e rame (per esempio 70% nichel e 30% rame con le tracce di ferro, manganese e silicio), che è non soltanto duro ma può resistere alla corrosione dall'acqua di mare; è quinid ideale per l'elica delle barche e pe impianti di desalificazione.

Il nichel nell'ambiente

La maggior parte del nichel presente sulla terra è inacessible perché e' intrappolato nel nucleo fuso ferro-nichel del pianeta, che è formato dal 10 % di nichel. La quantità totale di nichel dissolta in mare è stata calcolata essere intorno agli 8 miliardi di tonnellate. Il materiale organico ha una notevole capacità di assorbire il metallo, cio spiega perche' il carbone e l'olio ne contengono quantita' considerevoli. Il contenuto di nichel nel suolo puo' essere di solo 0,2 ppm fino a 450 ppm in alcune argille e terreni argillosi. La media è di intorno ai 20 ppm. Il nichel e' contenuto in alcuni fagioli in cui è un componente essenziale di alcuni enzimi. Un'altra fonte relativamente ricca di nichel è il te' che contiente 7,6 mg/kg di te' secco.
Il nichel si trova unito allo zolfo nella millerite, con l'arsenico nel minerale niccolite e con arsenico e zolfo del nichel glace. La maggior parte dei minerali da cui il nichel è estratto sono solfuri del ferro-nichel, come la pentlandite. Il metallo è estratto in Russia, in Australia, nella nuova Caledonia, a Cuba, in Canada ed in Sud Africa. La produzione annuo supera le 500,000 tonnellate e le riserve facilmente sfruttabili dureranno per almeno altri 150 anni.

Effetti del nichel sulla salute

Il nichel è un composto che si presenta ambiente soltanto in quantita' molto bassi. Gli esseri umani utilizzano il nichel in molte applicazioni differenti. L'applicazione più comune del nichel è l'uso come ingrediente dell'acciaio ed di altri prodotti metallici. Può essere trovato in comuni prodotti metallici quali bigiotteria.

Il cibo contiene naturalmente piccole quantita' di nichel. Il cioccolato ed i grassi sono noti contenerne quantità molto alte. L'assunzione di nichel si amplifica quando la gente mangia grandi quantità di verdure provenienti da terreni inquinanti. Le piante sono note accumulare il nichel e di conseguenza l'assunzione del nichel dalle verdure e' rilevante. I fumatori sono soggentti ad un più alto assorbimento di nichel tramite i loro polmoni. Infine, il nichel può essere trovato nei detersivi.

Gli esseri umani possono essere esposti a nichel respirando aria, bevendo acqua, mangiando certi alimenti o fumando sigarette. Anche il contatto della pelle con terreno o acqua contaminati da nichel può provocare esposizione a nichel. Il nichel è essenziale in piccoli importi, ma quando l'assorbimento è troppo alto può essere un pericolo per la salute umana.

La presa di una quantita' troppo bassa di nichel ha le seguenti conseguenze:
- Propabilita' piu' elevata di svilutto di cancro ai polmoni, al naso, alla laringe ed alla prostata
- Malessere e stordimento a seguito di esposizione al nichel gassoso
- Embolie polmonari
- Problemi respiratori
- Problemi di nascita
- Asma e bronchite cronica
- Reazioni allergiche come prurito alla pelle, principalmente da gioielleria
- Problemi di cuore

I fumi del nichel sono irritanti per la respirazione e possono causare la polmonite. L'esposizione a nichel ed ai suoi composti può provocare lo sviluppo di una dermatite nota come "il prurito del nichel" in individui sensibili. Il primo sintomo e' solitamente il prurito, che si manifesta fino a 7 giorni prima che si vrifichino eruzioni cutanee. La principale eruzione cutanea è eritematosi, o folliculare, che può essere seguita dall'ulcerazione della pelle. La sensibilità al nichel, una volta che si manifesta, sembra persistere indefinitamente.

Carcinogenicità: Il nichel e determinati composti del nichel sono stati elencati dal programma nazionale di tossicologia (NTP) come per essere composti quasi cancerogeni. L'agenzia internazionale per ricerca sul cancro (IARC) ha collocato i composti del nichel all'interno del gruppo 1 (esiste evidenza sufficiente di carcinogenicità per gli esseri umani) ed il nichel all'interno del gruppo 2B (agenti che possono essere cancerogeni per gli esseri umani). L'OSHA non regola il nichel come sostanza cancerogena. Il nichel è sull'avviso dell'ACGIH sui cambiamenti progettati come categoria A1, agente cancerogeno umano confermato.

Effetti del nichel sull'ambiente

Il nichel è rilasciato nell'aria dalle centrali elettriche e dagli inceneratori di rifiuti. Esso sedimentera' nel terreno o cadra' a terra a seguito di reazione con la gocce d'acqua. Occorre solitamente molto tempo perche' il nichel sia rimosso dall'aria. Il nichel può anche finire in acqua superficiale quando è una parte dei canali di acqua reflua.

La maggior parte dei composti di nichel che sono liberati nell'ambiente viene assorbita da sedimenti o particelle del terreno e per diventare immobile di conseguenza. Nei terreni silicei tuttavia, il nichel è legato per diventare più mobile e spesso fluisce fuori dall'acqua freatica.

Non esistono sono molte informazioni disponibili sugli effetti del nichel sugli organismi tranne che sugli esseri umani. Sappiamo che le alte concentrazioni nel nichel in terreni sabbiosi possono danneggiare visibilmente le piante e alte concentrazioni di nichel in acque di superficie possono diminuire i tassi di crescita delle alghe. Anche i nicrorganismi può soffrire di declino di crescita dovuto alla presenza di nichel, ma sviluppano solitamente resistenza al nichel dopo un periodo.

Per gli animali il nichel è un alimento essenziale in piccole quantit'. Ma il nichel non è soltanto favorevole come elemento essenziale, può anche essere pericoloso se si superano i limito massimi tollerabili. Ciò può causare i vari tipi di cancro in punti differenti all'interno dei corpi degli animali, soprattutto in quelli che vivono nei pressi di raffinerie.

Il nichel non è noto per accumularsi in piante o in animali. Di conseguenza il nichel non si bioingrandisce nel ciclo alimentare.



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Presa giornaliera di nichel raccomandata


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