النيكل (Nickel) ومدى الضرر الذي يسببه رغم فائدته العالية

Nehad

عنصر النيكل (Nickel) عنصر كيميائي رمزه في الجدول الدوري للعناصر (Ni)، وهو عبارة عن فلز أبيض اللون أو فضي بمظهر ذهبي طفيف، وفي درجة حرارة الغرفة يُعد من المواد المغناطيسية، والعنصر معروف منذ عام 3500 قبل الميلاد ومن أهم خامات العنصر الليدرايتس والذي يشمل الجارنيرايت والليمونيت والبنتلاندايت.

معلومات عن تاريخ النيكل (Nickel)

تم العثور على ال (Nickel) النيزكي في تركيبة مع الحديد وهو انعكاس للحالة الأساسية لهذه العناصر وكنواتج نهائية أساسية للتخليق النووي للمستعر الأعظم، ويظن البعض أن الطبقة الخارجية لكوكب الأرض والنوى الداخلية تتكون من خليط حديث وNickel.

يعود استخدام ال (Nickel) إلى 3500 قبل الميلاد، وتم تتبع استخدامه باعتباره سبيكة نيزكية طبيعية من الـ (Nickel) والحديد، ولقد تم عزله للمرة الأولى وتصنيفه على أنه عنصر كيميائي في عام 1751 على يد أكسل فريدريك كرونستيدت، والذي اعتقد في البداية أن (Nickel) خام لعنصر النحاس.

نتيجة لدرجة التشابه الكبيرة بين معدن (Nickel) وخام الفضة فكان يتم الخلط بينهم، ولذلك فإن عملية فصل (Nickel) واستخدامه تعود إلى أزمان قريبة، ولكن ومع ذلك تم استخدامه بطرق غير مقصودة في العصور القديمة، وكان البرونز الذي يتم استخراجه يحتوي على 2% من خام المعدن.

ولقد وجدت أوراق صينية تفيد بأن الصينيون استخدموا الـ (Nickel) عن دون قصد خلال الفترة ما بين 1700 – 1400 قبل الميلاد، كمركب أساسي لمادة (Pai- Thung) والتي يقصد بها النحاس الأبيض.

عنصر ال (Nickel) النقي يُظهر نشاطًا كيميائيًا هامًا، والقطع الكبيرة منه تكون بطيئة في درجة التفاعل مع الهواء وذلك في ظل الظروف القاسية، ويرجع ذلك لأن طبقة أكسيد تتشكل على السطح وتمنع المزيد من التآكل أو ما يعرف باسم (التخميل).

خصائص النيكل (Properties of nickel)

العدد الذري: 28
الوزن الذري: 58.69
نقطة الانصهار: 1.453 درجة مئوية (2647 درجة فهرنهايت).
نقطة الغليان: 2.732 درجة مئوية (4950 درجة فهرنهايت).
كثافته: 8.902 (25 درجة مئوية).
الأكسدة: 0, +1, +2, +3
الحالة في درجة حرارة الغرفة: صلب.
عدد النظائر أي ذرات من نفس العنصر مع عدد مختلف من النيوترونات: 5 مستقرة و26 غير مستقر.
النظير الأكثر شيوعًا: Ni-58 (68.077% وفرة في الطبيعة).

المعدن الأبيض الفضي يتميز بالصلابة وهو الأصلب من الحديد، ومعروف على نطاق واسع وذلك يرجع لاستخدامه في العملات المعدنية، ولكنه يُعد أكثر أهمية سواء كان معدن خام أو في صورة سبائك تستخدم في العديد من التطبيقات الصناعية والمنزلية.

المعدن الأبيض الفضي يوجد بشكل بسيط للغاية مع الحديد في الرواسب النيزكية والأرضية، ويشكل العنصر حوالي 0.007% من القشرة الأرضية، كما أنه ينتشر بشكل كبير في الصخور البركانية، كما يعتقد أن المناطق المركزية للأرض يوجد بها كميات كبيرة منه.

(Nickel) يشبه الحديد في القوة والصلابة ولكنه يشبه النحاس في مقاومته للتآكل والأكسدة، ويتميز بأنه موصل جيد للحرارة وموصل جيد للكهرباء.

في أغلب الأحيان يتم العثور عليه مرتبط مع الكبريت والحديد، ويُعد العنصر من العناصر النشطة كيميائيًا لأنه يتواجد بشكل حر في الطبيعة، ويمتاز بقدرته على التفاعل ببطء مع الأكسجين الموجود في الهواء، وله بنية بلورية مكعبة الشكل، كما أنه يمتاز بتكلفته المنخفضة.

استخدامات النيكل (Uses of Nickel)

الاستخدام الرئيسي لـ (Nickel) يتمثل في تحضير السبائك حيث تتميز سبائكه بالقوة والليونة ومقاومتها للحرارة والتآكل، ويستخدم 65% من انتاج (Nickel) الغربي في صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ.

والذي يمكن أن يختلف تركيبه ولكنه عادة ما يكون من الحديد بالإضافة إلى 18% من الكروم، و8% من ال (Nickel)، و12% من المعدن الأبيض الفضي المستهلك يذهب إلى السبائك الفائقة.

أما الكمية الباقية من انتاجه (23%) يتم تقسيمها بين سبائك الفولاذ والبطاريات القابلة لإعادة الشحن والمحفزات والمواد الكيميائية الأخرى والعملات المعدنية ومنتجات السبك والطلاء، كما يستخدم النيكل في السبائك المقاومة للمغناطيسية والكهرباء والكثير من السبائك الأخرى مثل (الفضة النيكل).

المعدن الأبيض الفضي سهل العمل ويمكن سحبه إلى سلك، كما أنه مقاوم للتآكل حتى في درجات الحرارة العالية ولذلك يستخدم في التوربينات الغازية ومحركات الصواريخ، كما يستخدم في مونيل سبيكة من النيكل والنحاس، ويتميز الـ (Nickel) بكونه مقاوم للتآكل في مياه البحر ولذلك يُعد مثاليًا لمحطات تحلية المياه وللرمح المروحة في القوارب.

يدخل في صناعة المغناطيس والعملات المعدنية والنقدية، كما يدخل في صناعة بعض الأجهزة الطبية والمعدات والأدوات، ولأنه عنصر نشط فيستخدم في عمليات تصنيع الأساس المعدني، كما أنه قد يستخدم في صناعة أنواع معينة من المصوغات.

النيكل في البيئة

من الصعب الوصول إلى أغلب المعدن الموجود على كوكب الأرض، حيث أنه محصور في لب الكوكب المصهور من الحديد وال (Nickel) والذي يتكون من 10% نيكل، ولقد تم حساب الكمية الإجمالية للنيكل المذاب في البحر بحوالي 8 مليارات طن.

تتمتع المادة العضوية بقدرة قوية على امتصاص المعدن ولذلك نجد أن كل من النفط والفحم يحتوي على كميات كبيرة من النيكل، أما عن محتوى التربة منه فيصل إلى 0.2 جزء في المليون وقد يصل إلى 450 جزء في المليون في بعض أنواع التربة الطينية.

الشاي مصدر غني بال (Nickel) نسبيًا حيث يحتوي على 7.6 مجم/ كجم من الأوراق المجففة، كما يتوفر في بعض الفاصوليا حيث أنه مكون أساسي لبعض الإنزيمات.

الآثار الصحية لعنصر (Nickel)

بشكل طبيعي تحتوي المواد الغذائية على كميات ضئيلة من ال (Nickel)، ومن الشائع أن الدهون والشوكولاتة تحتوي على كميات كبيرة منه، ويزداد امتصاص العنصر عندما يأكل الناس كميات كبيرة من الخضروات من تربة ملوثة، والمدخنون لديهم نسبة عالية منه في رئتيهم.

وقد يتعرض البشر ل (Nickel) من خلال استنشاق الهواء أو تدخين السجائر أو تناول الطعام أو شرب الماء، كما أنه قد يؤدي ملامسة الجلد للتربة أو المياه الملوثة بالعنصر إلى التأثر به، ويُعد العنصر ضروري ولكن بكميات قليلة جدًا، ولكن في حال امتصاص كمية كبيرة منه يشكل ذلك خطرًا على صحة الإنسان وحياته حيث يترتب على ذلك ما يلي:

زيادة احتمالية الإصابة بمرض السرطان خاصة سرطان البروستاتا، وسرطان الرئة، وسرطان الأنف، وسرطان الحنجرة.
بعد التعرض لغاز النيكل يعاني الإنسان من الدوخة وعدم التوازن.
انسداد في الرئة.
فشل في الجهاز التنفسي.
التهاب الشعب الهوائية المزمنة والربو.
ردود أفعال تحسسية من المجوهرات مثل الطفح الجلدي.
اضطرابات في القلب.
التعرض لأبخرة النيكل يترتب عليه الإصابة بالالتهاب الرئوي حيث تُعد أبخرته من المواد المهيجة للجهاز التنفسي.
التعرض للعنصر ومركباته قد يترتب عليه الإصابة بإلتهاب الجلد أو ما يسمى بحكة النيكل.

ولقد تم ادراج ال (Nickel) وبعض مركباته من قبل برنامج علم السموم الوطني على أنها مواد مسرطنة وتتسبب في إصابة الإنسان بمرض السرطان.

المصادر