निकेलचे रासायनिक स्वरूप समजून घेणे
निकेल (Ni), ज्याचा अणुअंक २८ आहे, हा आवर्त सारणीच्या गट १० मधील एक चांदी-पांढरा, चमकदार धातू आहे. तो त्याच्या कठीणपणा, तन्यता आणि वर्धनीयतेसाठी ओळखला जातो आणि विविध मिश्रधातूंच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो, ज्यात स्टेनलेस स्टीलचा समावेश आहे, जे भारतीय घरांमध्ये स्वयंपाकाची भांडी आणि उपकरणे बनवण्यासाठी सर्रास वापरले जाते.
पाण्यासोबतची अभिक्रिया
सामान्य परिस्थितीत निकेल पाण्याची कमी अभिक्रिया दर्शवतो. ते थंड पाण्यासोबत अभिक्रिया करत नाही. जास्त तापमानात वाफेच्या संपर्कात आल्यास, अभिक्रिया हळू होते आणि निकेल(II) ऑक्साईड आणि हायड्रोजन वायू तयार होतो. या अभिक्रियेचे सामान्य समीकरण असे आहे: $\text{Ni(s) + H}_2\text{O(g) } \xrightarrow{\text{heat}} \text{NiO(s) + H}_2\text{(g)}$
हवेसोबतची अभिक्रिया
निकेल सामान्य तापमानात हवेसोबत मर्यादित अभिक्रिया दर्शवतो. हवेच्या संपर्कात आल्यावर ते हळूहळू काळवंडते आणि त्याच्या पृष्ठभागावर निकेल(II) ऑक्साईडचा एक पातळ, संरक्षक थर तयार होतो. हा ऑक्साईड थर दाट आणि छिद्रहीन असल्यामुळे, तो मूळ धातूचे पुढील ऑक्सिडीकरण थांबवतो, या घटनेला पॅसिव्हेशन (निष्क्रियता) म्हणतात. हा गुणधर्म निकेलच्या गंज प्रतिकारशक्तीस हातभार लावतो, ज्यामुळे ते प्लेटिंग आणि मिश्रधातूसाठी उपयुक्त ठरते. हवा किंवा ऑक्सिजनमध्ये गरम केल्यावर, निकेल निकेल(II) ऑक्साईड तयार करण्यासाठी तेजस्वी ज्योतीने जळतो.
विषारीपणा, किरणोत्सर्गीपणा आणि ज्वलनशीलता
मूलभूत निकेल, त्याच्या घन धातूच्या स्वरूपात, सामान्यतः कमी तीव्र विषारीपणाचे मानले जाते. तथापि, दीर्घकाळ किंवा वारंवार त्वचेच्या संपर्कात आल्यास ॲलर्जीची प्रतिक्रिया होऊ शकते, ज्याला सामान्यतः ‘निकेल ॲलर्जी’ म्हणून ओळखले जाते आणि त्वचारोगाच्या रूपात प्रकट होते. निकेल कार्बोनिल ($\text{Ni(CO)}_4$) सारखी काही निकेल संयुगे अत्यंत विषारी आणि कर्करोगजनक आहेत.
निकेल किरणोत्सर्गी नाही. त्याची नैसर्गिकरित्या आढळणारी समस्थानिके स्थिर आहेत.
एकूण घन स्वरूपात, निकेल ज्वलनशील नाही. तथापि, अतिसूक्ष्म निकेल पावडर पायरोफोरिक (pyrophoric) आहे, म्हणजे त्याच्या मोठ्या पृष्ठभागामुळे ते सामान्य तापमानात हवेत आपोआप पेट घेऊ शकते. या स्वरूपातील निकेलसाठी कठोर हाताळणीची खबरदारी घेणे आवश्यक आहे.
निकेलमधील एक लक्षणीय रासायनिक अभिक्रिया
निकेलमधील एक ऐतिहासिकदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण रासायनिक अभिक्रिया म्हणजे मॉन्ड प्रक्रिया (Mond process), जी निकेलच्या शुद्धीकरणासाठी वापरली जाते. ही प्रक्रिया निकेलच्या कार्बन मोनोऑक्साइड ($\text{CO}$) सोबत तुलनेने कमी तापमानात (सुमारे 50-60 °C) अभिक्रिया करून निकेल टेट्राकार्बोनिल ($\text{Ni(CO)}_4$) नावाचे एक अस्थिर वायुरूप संयुग तयार करण्याच्या अद्वितीय क्षमतेचा उपयोग करते. अशुद्धी या परिस्थितीत अभिक्रिया करत नाहीत आणि घन स्वरूपातच राहतात.
$\text{Ni(s) + 4CO(g) } \xrightarrow{\text{50-60 °C}} \text{Ni(CO)}_4\text{(g)}$
नंतर वायुरूप निकेल टेट्राकार्बोनिलला जास्त तापमानापर्यंत (सुमारे 180-200 °C) गरम केले जाते, ज्यामुळे ते विघटित होते आणि शुद्ध निकेल धातू जमा होते, तसेच कार्बन मोनोऑक्साइड बाहेर पडतो.
$\text{Ni(CO)}_4\text{(g) } \xrightarrow{\text{180-200 °C}} \text{Ni(s) + 4CO(g)}$
ही प्रक्रिया अत्यंत शुद्ध निकेलच्या उत्पादनास अनुमती देते, जे विशेष अनुप्रयोगांसाठी महत्त्वाचे आहे.