نیکل چیست

نیکل چیست؟

نیکل چیست نیکل فلزی به رنگ سفید مایل به نقره ای است که به طور طبیعی در پوسته زمین یافت می شود. بیست و چهارمین عنصر فراوان جهان، نیکل یک فلز واسطه است، به این معنی که وسط جدول تناوبی عناصر را اشغال می کند. این نشان می دهد که دارای خواص شیمیایی است که آن را قادر می سازد چندین ترکیب شیمیایی را تشکیل دهد که برخی از آنها سمی هستند. نیکل خالص سخت و در عین حال انعطاف پذیر است و به همین دلیل به عنوان یک جزء تقویت کننده در آلیاژهای فلزی استفاده می شود. همچنین رسانای عالی گرما و الکتریسیته است.

این عنصر به طور ناخواسته در سال 1751 توسط بارون اکسل فردریک کرونستد کشف شد که آن را از ماده معدنی به نام نیکولیت استخراج کرد. تلاش های بارون که قصد استخراج مس را داشت، به جای ماده قرمز رنگی که او انتظار داشت، یک ماده سفید تولید کرد.

نیکل را در کجا می توان یافت؟

نیکل در همه جای محیط یافت می شود اما معمولاً فقط در مقادیر کمی یافت می شود. به عنوان مثال، غلظت نیکل در آب آشامیدنی به طور متوسط ​​2 قسمت در میلیارد (ppb) است – یعنی به ازای هر میلیارد قسمت آب، 2 قسمت نیکل (2 میکروگرم در لیتر) وجود دارد.

این فلز همچنین در همه جا در خاک وجود دارد و می توان آن را در غلظت های بالاتر در تعدادی از سنگ معدنی از جمله سولفیدهای نیکل، اکسیدها و سیلیکات ها یافت. بیشتر نیکل موجود در خاک آنقدر به مواد معدنی دیگر متصل است که در برابر جذب مستقیم توسط گیاهان و حیوانات مقاومت می کند و نمی تواند به راحتی بر سلامت انسان یا اکوسیستم تأثیر بگذارد.

نیکل موجود در پوسته زمین

نیکل چیست

دارای منابع طبیعی متعددی است. نیکل را می توان هم در رگه های گرمابی یافت – کانال هایی که آب گرم شده در لایه های عمیق زمین از آن عبور می کند – و هم در رسوبات سطحی که در اثر فرسایش و هوازدگی سنگ ها تشکیل شده اند. فوران‌های آتشفشانی مقادیر زیادی نیکل را در جریان‌های گدازه آزاد می‌کنند که نشان می‌دهد مناطق داخلی زمین دارای غلظت‌های بالاتری از فلز نسبت به پوسته هستند. شهاب‌سنگ‌ها حاوی ذخایر متمرکز نیکل هستند که به آهن متصل شده‌اند و غلظت‌های بالایی از نیکل را می‌توان در گره‌های دریایی یافت که ذخایر معدنی متراکم در کف اقیانوس هستند.

نیکل چه کاربردهایی دارد؟

نیکل جزء محبوب سکه ها بوده است زیرا براق است و جلا می دهد و به دلیل سبک تر بودن از مس، نقره و سایر فلزات رایج در پول سکه استفاده می شود. در سال 1850، سوئیس اولین کشور مدرنی بود که به طور رسمی از نیکل در ضرب سکه های خود استفاده کرد. ایالات متحده به زودی در دهه‌های 1850 و 1860، زمانی که نیکل را به قطعات پنی و پنج سنتی خود وارد کرد تا سبک‌تر شود، همین روند را دنبال کرد. اگرچه سکه پنج سنتی ایالات متحده تنها حاوی 25 درصد نیکل بود، اما به سرعت به “نیکل” معروف شد. اولین سکه نیکل خالص در سال 1881 توسط سوئیس منتشر شد. اتریش و مجارستان در سال 1893 از این روش پیروی کردند.

ایا نیکل زنگ میزند

از آنجایی که نیکل به راحتی اکسید نمی شود یا زنگ نمی زند، این فلز به عنوان یک ماده آبکاری الکتریکی در دهه 1850 اقتباس شد. آبکاری فرآیندی است که در آن یون های فلزی در محلول های شیمیایی به یک الکترود فلز جامد جذب می شوند. همانطور که یون ها به سطح فلز متصل می شوند، یک پوشش نازک و یکنواخت را تشکیل می دهند. آبکاری یک سطح فلز با نیکل می تواند لایه ای را تشکیل دهد که از خوردگی محافظت می کند. همانطور که الکتروشیمی نیکل بهتر شناخته شد، برای استفاده در باتری ها سازگار شد. امروزه از ترکیبات نیکل و کادمیوم برای تولید باتری های قابل شارژ نیکل کادمیوم (Ni-Cd) استفاده می شود.

نیکل کجا مصرف می شود

نیکل چیست

امروزه بیشترین استفاده از نیکل در صنعت فولاد است که تقریباً دو سوم نیکل تولید سالانه جهان را مصرف می کند. این فلز دارای خصوصیات غیرمعمول سختی است – قوی، قادر به تحمل شکستن تحت نیروهای زیاد – و انعطاف پذیر – قادر به تسلیم شدن یا خم شدن قبل از شکستن یا ترک خوردن است. علاوه بر این، نیکل از نظر شیمیایی شبیه به آهن است، اما مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون دارد. نیکل به دلیل شباهت آن به آهن، به راحتی می تواند جایگزین آهن در آلیاژها یا مخلوط های فولادی شود. اضافه شدن از
نیکل به فولاد استحکام، شکل پذیری، مقاومت در برابر زنگ زدگی و ارزش آن را افزایش می دهد.

فولاد چند درصد نیکل دارد

فولادهای به اصطلاح ضد زنگ که حاوی کروم و بین 5 تا 25 درصد نیکل هستند، در کاربردهای بی‌شماری مورد استفاده قرار می‌گیرند. خواص مقاوم در برابر خوردگی این فولاد آن را برای استفاده در کارد و چنگال، شیرآلات، سینک ظرفشویی، تجهیزات فضای باز، وسایل نقلیه موتوری و لباس های آشپزی ایده آل می کند. فولادهای ساختاری با استحکام بالا که نیکل را در خود جای داده اند در سراسر صنایع خودروسازی، هوافضا و ساخت و ساز استفاده می شوند. تقریباً هر صنعت سنگینی که دستگاه های مکانیکی تولید می کند از فولاد ساختاری یا ضد زنگ در مرحله ای از فرآیند تولید استفاده می کند.

سایر آلیاژهای غیر آهنی

نیکل چیست

عبارتند از آلیاژهای نیکل-مس که معمولاً حاوی حدود 65 درصد نیکل هستند و آلیاژهای مس-نیکل که معمولاً حاوی حدود 10 درصد نیکل هستند. کاربرد آنها شامل تجهیزات دریایی و تجهیزات حمل و نقل اسید معدنی و قلیایی است. آلیاژهای نیکل کروم، حاوی 40 تا 70 درصد نیکل، در محیط های شیمیایی خورنده و کاربردهای با دمای بالا مانند عناصر گرمایشی و قطعات موتور جت و در ظروف تخت استیل و ظروف پخت و پز استفاده می شوند. آلیاژهای نیکل-مس-روی که معمولاً به عنوان نیکل-نقره شناخته می شوند برای اهداف تزئینی، از جمله جواهرات، به دلیل جلا دادن ظریفی که می توانند به دست آورند، استفاده می شود.

آیا نیکل برای سلامتی لازم است؟

نیکل به عنوان یک عنصر کمیاب ضروری در چندین گونه حیوانی و احتمالاً در انسان ضروری است. با این حال، هیچ بیماری شناخته شده ای در افراد وجود ندارد که با کمبود نیکل همراه باشد، و این احتمال وجود دارد که ما تمام نیکل مورد نیاز خود را از حضور همه جا در غذا و آب دریافت کنیم.

آیا نیکل یک نگرانی بهداشتی است؟

اگرچه نیکل خالص می تواند به آسانی با عناصر دیگر واکنش داده و ترکیبات شیمیایی مختلفی را تشکیل دهد، اکثر اشکال نیکل تهدیدی برای سلامت انسان نیستند. انسان بطور ناخودآگاه روزانه به طور متوسط ​​170 میکروگرم نیکل مصرف می کند که این مقدار بسیار ناچیز از جرم یک دانه شن است. مقادیر کمی از نیکل در هوایی که تنفس می کنیم و در محصولات خانگی از شیر آب گرفته تا شامپو وجود دارد. این مقادیر هیچ اثر شناخته شده ای بر سلامت انسان یا اکوسیستم ندارند.

بدن انسان مکانیسم هایی را برای متابولیسم

نیکل چیست

جداسازی و حذف – مقادیر کمی از نیکل تکامل داده است. اشکال محلول در آب نیکل استنشاق شده به عنوان ذرات گرد و غبار موجود در هوا در جریان خون حل می شود و نیکل نیز پس از تماس با محصولات حاوی نیکل از طریق پوست به جریان خون می رود. بیشتر نیکل موجود در جریان خون توسط کلیه ها خارج می شود و از طریق ادرار از بدن خارج می شود. نیکل بلعیده شده از دستگاه گوارش عبور می کند اما جذب نمی شود.

نشان داده شده است که دوزهای بزرگتر نیکل، مانند بلع تصادفی، اثرات نامطلوب تری بر سلامتی دارد، از درد معده تا نارسایی قلبی. با این حال، این اثرات پس از قرار گرفتن در معرض سطوح 50000 تا 100000 برابر بیشتر از سطوحی که به طور معمول در غذا یا آب آشامیدنی با آن مواجه می‌شوند، رخ می‌دهند و قطعاً موارد نادری هستند. مقادیری که در این مطالعات مشاهده می‌شود حتی از مقادیری که در زباله‌های نیکل جامد در سایت‌های زباله خطرناک یافت می‌شود، بیشتر است.

ایا نیکل برای بدن ضرر دارد

نیکل چیست

مطالعات دیگر نشان داده است که کارگرانی که گرد و غبار نیکل را در صنایع فرآوری و پالایش فلزات استنشاق می‌کنند و کارگرانی که بخارهای حاوی نیکل ناشی از جوشکاری فولاد ضد زنگ را استنشاق می‌کنند، می‌توانند پیامدهای جدی‌تری برای سلامتی داشته باشند. تحقیقات در طول دهه 1960 نشانه های اولیه ای را نشان داد که ترکیبات نیکل مانند نیکل کربونیل می تواند باعث ایجاد تومورهای ریه در موش های آزمایشگاهی شود.

در معرض گرد و غبار پالایشگاه نیکل

، نیکل کربونیل یا ساب سولفید نیکل، همه محصولات جانبی مستقیم پالایش نیکل و پردازش فلزات، می تواند باعث سرطان شود. این منجر به قوانین شد که قرار گرفتن در معرض برخی از ترکیبات نیکل را در محیط کار و محیط محدود می کرد. اگر نیکل به اشکال خاص و در مدت زمان کافی استنشاق شود، در واقع برای انسان سرطان زا است. اقدامات بهداشتی صنعتی مدرن با کاهش سطح گرد و غبار نیکل موجود در هوا در محل کار و با ارائه تجهیزات حفاظتی که قرار گرفتن در معرض آن را کاهش می دهد، به مهار این عوارض ناخوشایند سلامتی ناشی از نیکل کمک کرده است.

خوشبختانه برای اکثر مردم، چنین مواجهه مزمن با نیکل نادر است. شایع‌ترین مشکل سلامت مرتبط با نیکل که افراد با آن مواجه می‌شوند، یک واکنش آلرژیک است که ناشی از استفاده مکرر از محصولات حاوی نیکل است. نسبت جمعیتی که از نظر ژنتیکی مستعد واکنش های آلرژیک پوستی به نیکل هستند (5 تا 10 درصد) برای سایر فلزات مشابه است.

چگونه مردم به نیکل واکنش آلرژیک نشان می دهند؟

نیکل چیست

شایع ترین بیماری در افرادی که با نیکل در تماس هستند راش پوستی به نام درماتیت تماسی است. این وضعیت می تواند ناشی از دست زدن مستقیم به اشیاء حاوی نیکل باشد که در اکثر خانواده ها رایج است. سکه ها، وسایل لوله کشی، شامپوها و مواد شوینده خاص، رنگدانه ها و جواهرات می توانند حاوی مقادیر کمی نیکل باشند.
می تواند از طریق پوست جذب شود.

با گذشت زمان، تماس مستقیم پوست با این اشیاء ممکن است باعث شود فرد نسبت به فلز حساس شده و واکنش آلرژیک به نیکل را تجربه کند. به عنوان مثال، پوشیدن گوشواره های ساخته شده از فلز حاوی نیکل می تواند فرد را نسبت به عنصر حساس کند. دانشمندان معتقدند که نیکل موجود در جواهرات در عرق جذب شده در پوست حل می شود. سپس این فلز ممکن است با یکی از پروتئین های طبیعی بدن متصل شود. این کمپلکس نیکل-پروتئین ممکن است توسط سیستم ایمنی تشخیص داده نشود و این ممکن است سیگنال‌هایی را به مکانیسم‌های دفاعی بدن بدهد تا به این مجموعه واکنش نشان دهند که گویی یک آنتی ژن نفوذی است.

ایا نیکل برای پوست مضرر است

بثورات پوستی در محل تماس شایع ترین نتیجه چنین واکنشی است. در موارد حادتر، حملات آسم گزارش شده است. هنگامی که فرد نسبت به این ماده حساس شود، حتی نیکلی که از طریق غذا خورده می شود نیز ممکن است علائم آلرژیک را ایجاد کند. به همین دلیل متخصصان آلرژی توصیه می کنند که مبتلایان به آلرژی شدید به نیکل، مصرف نیکل در رژیم غذایی خود را با اجتناب از برخی مواد غذایی که در کادر زیر نشان داده شده است، کاهش دهند.

نیکل چگونه به موجودات زنده آسیب می رساند؟

شاه ماهی، جوانه، مارچوبه، بادام زمینی، قارچ، ریواس، ذرت، کاکائو، گوجه فرنگی، کلم، صدف، لوبیا، پیاز، اسفناج، نخود فرنگی، گلابی، کشمش، چای، بکینگ پودر، آرد گندم کامل، غذاهای پخته شده با ظروف نیکل، مواد غذایی کنسرو شده
مانند بسیاری از عوامل محیطی، اثر سمی هر فلز به نحوه ورود آن به ارگانیسم یا به زبان سم شناسی، مسیر قرار گرفتن در معرض آن مرتبط است. نیکل دارای سه مسیر اصلی قرار گرفتن در معرض است. می تواند استنشاق، بلعیده یا از طریق پوست جذب شود. هنگامی که نیکل استنشاق می شود، ترکیبات گازی نیکل مانند ساب سولفید نیکل یا ذرات کوچک گرد و غبار نیکل (مخصوصاً ذرات PM-2.5 – آنهایی که قطر آنها کمتر از 2.5 میکرومتر است) در عمق ریه ها قرار می گیرند. در مورد قرار گرفتن در معرض استنشاق، دانشمندان شکل نیکل را یافته اند و حلالیت آن یک عامل تعیین کننده کلیدی در مکانیسم های سمیت حاصل است. ترکیبات نیکل محلول در آب می توانند توسط ریه ها به جریان خون جذب شده و در نهایت توسط کلیه ها خارج شوند. با این حال، ترکیبات نیکل با محلول ضعیف می توانند به مرور زمان در ریه ها تجمع کنند و عوارضی مانند فیبروز ریوی، تجمع بافت اسکار در ریه ها و همچنین برونشیت و سرطان ریه ایجاد کنند. مکانیسمی که نیکل را قادر می‌سازد باعث ایجاد یا ایجاد سرطان شود، هنوز بسیار ضعیف است.

آیا قرار گرفتن در معرض نیکل در محل کار خطری برای سلامتی دارد؟

نیکل چیست

شکل‌های خاصی از نیکل سرطان‌زا یا سرطان‌زا هستند، اما این اشکال در خارج از محیط‌های صنعتی، مانند کارخانه‌هایی که فلزات در آن‌ها فرآوری می‌شوند، به‌ویژه جاهایی که سنگ نیکل پالایش می‌شود و فولاد ضد زنگ تولید می‌شود، احتمالاً دیده نمی‌شوند. سایر کارگرانی که ممکن است در معرض این اشکال نیکل قرار گیرند جوشکار، آبکاری برق، باتری ساز، جواهرساز، اسپری نقاش، رنگ ساز و لاک ساز هستند.

کارگران صنایع فلزی که روزانه در معرض گرد و غبار نیکل به شکل نیکل کربونیل یا ساب سولفید نیکل قرار می گرفتند، بیشتر در معرض ابتلا به سرطان های بینی، سینوس و ریه بودند. قرار گرفتن در معرض گرد و غبار نیکل استنشاقی نیز می تواند منجر به برونشیت مزمن، سندرم دیسترس تنفسی حاد و فیبروز ریوی شود. سطوح گرد و غبار نیکل و ترکیبات نیکل موجود در هوا در تاسیسات صنعتی پردازش سنگ معدن و آلیاژهای نیکل قبل از دهه 1980، 100000 تا 1 میلیون برابر بیشتر از سطوح پس زمینه معمولی موجود در هوا در سراسر ایالات متحده بود. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده از آن زمان به این نتیجه رسیده است که گرد و غبار پالایشگاه نیکل، ساب سولفید نیکل و نیکل کربونیل مواد سرطان زا برای انسان در این محیط های شغلی هستند.