+ الرد على الموضوع
النتائج 1 إلى 2 من 2
  1. #1
    مشرف العلوم والتجارب العملية ahmed marey is on a distinguished road
    تاريخ التسجيل
    Mar 2008
    الدولة
    مصر
    المشاركات
    598

    المستوى: 39 [?]
    نقاط الخبرة: 1,467,921
    المستوى القادم: 1,757,916

    معدل تقييم المستوى
    111

    افتراضي تابع موسوعة عناصر الجدول الدوري

    (*-*) التيتانيوم (*-*)




    العدد الذري : 22
    الكتلة الذرية : 47.867
    درجة الانصهار : 1660 درجة مئوية
    درجة الغليان : 3287 درجة مئوية
    الكثافة : 4.54 جرام/سم3
    نصف القطر الذري : 1.32 انجستروم
    أعداد الأكسدة : +3 , +4 , +2 " غير شائع "
    النظائر : للتيتانيوم تسعة نظائر , خمسة منها مستقرة وكتلها الذرية ( 46, 47 ,48 ,49 ,50 ) وأربعة منها غير مستقرة وكتلها الذرية ( 43 ,44 ,45 ,51 ) .
    التوزيع الالكتروني : Ar] 3d2.4S2 ]
    تاريخ التيتانيوم ووجوده في الطبيعه
    يعود اكتشاف وتسمية معدن التيتانيوم الى حوالي 200 سنة مضت , تم اكتشافه عام 1791 م من قبل العالم وليام جروجر , وتمت تسميته عام 1795 م ويعود أصل التسمية الى الإغريقية Titanos ( تيتان ) وتعني أحد عمالقة الأساطير الإغريقية .
    يعد التيتانيوم نسبياً واسع الإنتشار, حيث تقدر نسبتة تركيزه في القشرة الأرضية بحوالي 0.6 % وياتي ترتيبه التاسع بين العناصر المتواجدة في القشرة الأرضية وذلك بعد كلاً من (O2,Si,Al,Fe,Mg,Ca,Na,K )

    لايوجد الفلز بصورة نقية لإحتوائه على آثار من العناصر الأخرى نتيجة ميله الشديد للإنجذاب نحو بعض الغازات الموجودة في محيطه .
    يوجد التيتانيوم بصورة اولية في الصخور النارية , حيث يشكل المكونات الأساسية للصهارة (Magma ) الحامضية , ويوجد على عدة حالات .

    الحلة الأولى منها التيتانيت والتي من اهمها :
    الألمنايت FeTiO3

    البيروفيسكايت CaTiO3


    الحالة الثانية
    يوجدعلى هيئة اكاسيد التيتانيوم

    ايضاً قد يوجد في حالة وسطية مثل السيليكات , ويشكل التيتانيوم فيها المكون الرئيسي كما في حالة معادن الزركون وسيليكات الألمنيوم .
    اهم خامات التيتانيوم
    الأ ناتيز TiO2

    الإلمنيت FeTiO2

    البيرو فسكايت CaTiO2

    الروتايل TiO2

    السفين [CaTi(SiO4)O

    استخلاص التيتانيوم
    ينتج التيتانيوم بشكل خاص عن طريق اختزال رابع كلوريد التيتانيوم (TiCl4 ) والذي يصنع من الروتايل الطبيعي , او من مايسمى بالروتايل المصنع المحضر من الإلمنيت , والمخلفات الغنية بثاني اكسيد التيتانيوم الناتجة من تعدين الإلمنيت .

    توجد عدة طرق لإستخلاص فلز التيتانيوم من رابع كلوريد التيتانيوم منها :

    كلورة ثاني اكسيد التيتانيوم
    تعرف هذه الطريقة باسم طريقة الفرشة المسالة (Fluidized –bed process ) ويستخدم فيها الروتايل بنسبة تركيز 96% مخلوطاً مع 20- 25 % من فحم الكوك المستخرج من النفط , ومادة مساعدة على التماسك مثل الأسفلت او قطران الخشب , واحياناً تضاف محفزات مثل (MgO2 ) , وقوالب من الفحم الحجري , ترص قوالب الفحم الحجري في اسفل برج الكلورة على طبقة من الكربون حيث تعمل كقطب كهربي , وتتفاعل مع الكلور عند درجة حرارة تتراوح ما بين( 500 الى850 درجة مئوية ) , يسخن الكلور الى 1000 درجة مئوية بواسطة فرشة الكربون المقاوم للحرارة , وعندئذ يتفاعل حرارياً مع الروتايل والكربون في قوالب الفحم الحجري .
    تتم هذه الطريقة على مرحلتين , ففي المرحلة الاولى يختزل الروتايل بواسطة الكربون عند درجة حرارة تتراوح مابين (1200- 1400 درجة مئوية ) الى كربيد واكسيد التيتانيوم . وفي المرحلة الثانية يتفاعل مع الكلور بسهولة اكثر من تفاعله مع الروتايل .
    بعد ذلك يتم فصل وتنقية رابع كلوريد التيتانيوم .

    انتاج التيتانيوم الإسفنجي
    هناك عدة طرق طرق لإنتاج التيتانيوم الإسفنجي منها

    إختزال ثاني اكسيد التيتانيوم

    إختزال هاليدات التيتانيوم
    يمكن انتاج التيتانيوم الإسفنجي بإختزال هاليدات التيتانيوم ومن اهمها الكلوريدات والفلوريدات .

    اختزال الكلوريدات
    وينجم عن اختزالها بالهيدروجين – على قوس كهربائي - تكون كلوريدات ثانوية تجعل هذا التفاعل غير مجد صناعياً , كذلك يؤدي اختزال رابع كلوريد التيتانيوم بالكالسيوم الى نشر طاقة حرارية عالية , وعليه فإن هاتين الطريقتين غير محبذتين وبدلاً عنهما يمكن اجراء عمليات الاختزال بإحدى الطرق التالية :

    الإختزال بالصوديوم
    استخدم هنتر ( Hunter ) هذه الطريقة عام 1910 م لإنتاج كميات اكبر من التيتانيوم النقي من تفاعل رابع كلوريد التيتانيوم مع الصوديوم داخل قنبلة فولاذية مفرغة

    TiCl4 + 4Na ------> Ti + 4NaCl

    اما دوجوسا ( Degussa ) فقد استخدم خليط من البوتاستوم والصوديوم النقي عند درجة حرارة تتراوح مابين 700 – 800 درجة مئوية لاختزال رابع كلوريد التيتانيوم .

    الإختزال بالمغنيسيوم
    اكتشفت هذه الطريقة بواسطة العالم كرول (Kroll ) وطورت من قبل مكتب المناجم في مدينة بولدر بولاية نيفادا لتصبح ذات جدوى اقتصادية , وما يميز هذه الطريقة لانتاج التيتانيوم الاسفنجي انتاج حرارة عالية ومغنيسيوم عالي النقاوة .

    Ti + 2MgCl2 ------> TiCl4 + 2Mg

    إختزال رابع فلوريد التيتانيوم بالسيليكون
    يميزها عن طريقة اختزال رابع كلوريد التيتانيوم إنتاج إسفنجة تيتانيوم عالية النقاوة , وفيها يتم اولاً انتاج رابع فلوريد التيتانيوم من تفاعل ثاني اكسيد التيتانيوم مع الهيدروجين ثم تنقيته بواسطة التسامي , ويلي ذلك اختزال الكلوريد المنتج بالسيليكون للحصول على التيتانيوم الاسفنجي عالي النقاوة .

    التكسير الحراري لهاليدات التيتانيوم
    تعد طريقة فان آركل (Van Arkel) ودي بوير (De Boer ) اقدم طريقة لهذا النوع , والتي يتم فيها تكسير رباعي يوديد التيتانيوم عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية على اسلاك من التنجستين مسخنة كهربائياً .

    يمكن تحضير التيتانيوم عالي النقاوة بواسطة التكسير الحراري لثاني كلوريد او ثاني بروميد التيتانيوم . بامرار رباعي كلوريد التيتانيوم على مواد تحتوي على التيتانيوم ( خردة التيتانيوم , خام التيتانيوم , سبائك التيتانيوم ) عند درجة حرارة تتراوح ما بين 950 الى 1500 درجة مئوية فيتفاعل التيتانيوم الموجود في تلك المواد مكوناً ثاني كلوريد التيتانيوم على هيئة بخار , ثم يتكثف ويتحلل عند درجة حرارة 1000 درجة مئوية , فينتج التيتانيوم ورابع كلوريد التيتانيوم الذي يستخدم مرة اخرى , كما في المعادلة التالية.

    Ti + TiCl4 -----> 2TiCl2

    تحضيره من الخردة

    انتشر في الأونة الاخيرةإستخدام خردة التيتانيوم كمواد خام للحصول على التيتانيوم بدلاً من التيتانيوم الإسفنجي , خصوصاً بعد ان اتسع إنتاجه وتوفرت كميات كبيرة من الخردة . حيث يتم معالجتها وإزالة الشوائب الملتصقة بها وتصنيفها حسب نوعها قبل صهرها .
    خواص التيتانيوم

    اسمعدن لامع أبيض فضي
    خامل جداً , كثافته قليلة و قوته عالية , اقوى من الفولاذ و بنفس الوقت اخف منه بحوالي 45% و اثقل من الالمنيوم بحوالي 60% وضعفه بالقوة . سهل التشكيل و له مقاومة ممتازة للأكسدة و الصداء, تتمثل مقاومة التيتانيوم للتآكل في تكوين طبقة رقيقة وكثيفة وثابتة ولاصقة من الأكسيد – في الحال – عندما يتعرض للهواء , ويشترط لذلك وجود الأكسجين في الوسط المحيط به , وتكون مقاومته للتآكل ضعيفة في الوسط قوي الإختزال . تتلف طبقة الأكسيد المقاومة للتآكل تماماً في البيئات الخالية من الماء مثل الكلورالجاف والأكسجين الجاف وحامض النيتروجين المركز وجميع الأوساط المختزلة , كما ان وجود التيتانيوم في المحاليل المائية المتعادلة – وخاصة بوجود أيونات الكلور – تؤدي الى حدوث اختراقات موضعية في الطبقة الواقية تعمل على تآكل التيتانيوم . يكون التيتانيوم مرن عند خلوه من الاكسجين . التيتانيوم مقاوم للمحاليل المخففة من الحوامض dilute sulfuric and hydrochloric acid . وغاز الكلورين.
    التبريد يزيد من صلابة و قوة الفلز , الاانه يقلل من معامل المرونة والتوصيل الكهربي .استخدامات التيتانيوم

    الصناعات الكيميائيه
    يستخدم في الصناعات البتروكيميائية وإنتاج بعض الأحماض , كما يستخدم في جميع الأجهزة الكيميائية بما فيها مفاعلات الضغط .

    صناعة الطعام
    يدخل التيتانيوم في صناعة أدوات الطبخ وأجهزة الخلط والأواني , وذلك لانه مقاوم للأحماض العضوية .

    الصناعات السيليلوزية
    يستخدم التيتانيوم في مصانع السيليلوز والورق والأنسجة , لانه هام في مقاومة الهيبوكلورايت والكلورايت وثاني اكسيد الكلور .

    أبحاث البحار
    يستخدم التيتانيوم في تحلية المياه وفي أنظمة تبريد محطات الطاقة , ويستخدم في آلات الحفر داخل البحر وخارجه .

    صناعة الفضاء
    تعد صناعة الطائرات والمركبات الفضائية اكبر مستهلك لسبائك التيتانيوم , فهي تستخدم في صناعة جميع اجزاء المركبات الفضائية والطائرات بجميع انواعها المدنية والحربية . ( الطائرات الحربية التي يدخل التيتانيوم في تصنيعها اقوى ب3 الى 6 مرات من تلك التي يتم تصنيعها من الصلب (الستانلستيل) الخالص )

    المجال الطبي

    كون هذا المعدن خامل جدا وصلب جدا وخفيف في نفس الوقت كان المجال الطبي مثاليا لأستخدامه في صناعة صمامات القلب والعظام والمفاصل الصناعية

    وزراعات جذور الأسنان ذلك انه لايسبب اي نوع من الحساسية ولايلفظه الجسم ولايذوب فيه ولايسبب اي نوع من التسمم .

    كما يستخدم في صناعة الآلات الجراحية وأجهزة تنظيم ضربات القلب .

    استخدامات اخرى
    يدخل التيتانيوم في صناعة السيارات حيث تدخل سبائكه في صناعة محركات وهياكل حمل السيارات ذات الأداء العالي .
    كما تستخدم في صناعة الأنابيب الإلكترونية المستخدمة في القياس والتحكم والتقنيات الكهربية , ومضاعفات الأشعة السينية , وكاميرات التلفزيون , واجهزة الكشف عن اعماق البحار التي تعمل بالموجات الصوتية .
    ايضاً يستخدم في صناعة المجوهرات حيث عمره الأفتراضي للأستخدام كمجوهرات هو اطول من الذهب والفضة .

    اما إستخداماته في الهندسة الدقيقة والعدسات فتشمل الأجزاء الدوارة في أجهزة الطرد المركزي , وبراويز النظارات , والساعات .
    واجهزة لعب الغولف , واجهزة تظهير الأفلام
    *-*) النيكل(*-*)

    العدد الذري : 28
    عدد الكتلة : 58.6934
    درجة الانصهار : 1453 درجة مئوية
    درجة الغليان : 2732 درجة مئوية
    الكثافة : 8.902 جم/سم3
    السالبية الكهربية : 1.8
    نصف القطر الذري : 1.24 أنجستروم
    التكافؤ : 3,2


    النظائر : للنيكل خمسة نظائر طبيعية مستقرة كتلها ( 58 ,60 ,61 ,62 , 64 ) بنسب مئوية مقدارها ( 67.8 % ,26.2 % 1.2 % 3.6 % 0.9 % ) على التوالي . ايضاً يمكن انتاج نظائر مشعة صناعياً بأعداد كتلية ( 56 ,57 , 59 , 63 , 65 , 66 , 67 )
    التركيب الالكتروني : Ar] 3d8.4S2]

    تاريخ النيكل ووجوده في الطبيعة

    ألف الصينيون النيكل ـ دون ان يكتشفوه ـ قبل الميلاد ( العصور الوسطى ) كمكون أساس لمادة " باي ثنق " (Pai - Thung ) التي تعني النحاس الأبيض , والتي تتكون من 40 % نحاس , 32 % نيكل , 25 % زنك , 3 % حديد , وتشبه الفضة في شكلها . ومنذ ذلك الحين لم تظهر مادة ( باي ـ ثنق ) في اوروبا الا بعد النصف الأخير من القرن الثامن عشر الميلادي وبكميات قليلة . وقد كان الإعتقاد السائد في اوروبا آنذاك ان النيكل هو نفسه خام النحاس , بسبب التشابه الكبير بينهما في الشكل الخارجي والمظهر الطبيعي , ولهذا السبب لم يكن من السهل اختزال خام النيكل لإنتاج الفلز مما جعل الألمان يطلقون على الخام اسم " كيبفر ـ نيكل " ( Kupfer – Nickel ) حيث ترادف كلمة ( Nickel ) بالالماني كلمة نحاس بينما تعني كلمة ( Kupfer ) الألمانية " الشيطان " وقد جاءت تلك التسمية لإعتقاد الناس حينها ان الشيطان لا يسمح باستخلاص النحاس من تلك الخامة مما جعلهم يعتقدون ان تلك المادة الجديدة عبارة عن نحاس زائف , وقد كان هذا الإعتقاد سبباً في الإكتفاء بكلمة ( Nickel ) كإسم لهذا الفلز بواسطة العالم السويدي أكسيل كرونستد ( Axel Cronstedt ) الذي أفلح في استخلاص فلز النيكل ـ ولكن بصورة غير عالية النقاوة ـ من خام الجرسدورفايت والتعرف عليه عام 1751 م , وفي عام 1775 م تمكن بيرجمان ( Bergmann ) من التعرف على النيكل كفلز منفصل يختلف عن النحاس . تلا ذلك عام 1804 م استخلاص فلز النيكل بدرجة نقاوة عالية بواسطة الكيميائي ريتشر ( Richter ) مما جعله يلم بتفاصيل اكثر عن صفاته الكيميائية , والفيزيائية ممهداً الطريق لوضع الفلز ضمن المجموعة الفرعية الثامنة من مجموعات العناصر الإنتقالية التي تقع بين المجموعتين الرئسيتين الثانية والثالثة من الجدول الدوري للعناصر , بعد الحديد والكوبلت , الذين يشبهانه في كثير من الصفات .

    وقد ساعد التشابه الكبير بين الفضة وسبيكة النحاس ـ نيكل المعروفة ( بالنحاس الأبيض ) التي كان ينتجها الصينيون منذ العصور الوسطى في ازدهار تجارة النيكل , خاصة وان السبيكة المشار اليها اقل ثمناً من الفضة , حيث شهدت الفترة من 1830 الى 1839 م انتاج كميات تجارية من تلك السبيكة في المانيا وانجلترا , اطلق عليها الفضة الألمانية ( German Silver ) اولاً وفضة النيكل ( Nickel Silver ) لاحقاً .

    تلا ذلك تطور هام في صناعة السبائك المحتوية على النيكل عندما اصدرت الولايات المتحدة الأمريكية عام 1851 م عملة من سبيكة نحاسية تحتوي 12% نيكل , ثم تبعتها دول اخرى لتزدهر تجارة النيكل بشكل ملحوظ .

    يعتبر معدن النيكل العنصر الثاني والعشرين من حيث الوفرة في القشرة الأرضية .
    كما يعد المعدن السابع بالنسبة لوفرة العناصر الانتقالية .
    بالرغم من وجود كثير من المعادن التي تحتوي على عنصر النيكل , الاان معادن الكبريتيد والأكاسيد تعد أهم المعادن الرئيسية اقتصادياً .

    خامات الكبريتيدات
    تشكل معادن الكبريتيدات حوالي 20 % من خامات انتاج النيكل في العالم , ولكن يقدر انتاجها من الفلز بأكثر من 60 % حيث ينتج الباقي من خامات الأكاسيد التي تشكل الغالبية العظمى ( 80 % ) من مصادر خام الفلز .
    ومقارنة بالكبريتيدات الأخرى المحتوية على فلز النيكل يعد معدن البنتلانديت( " Pentlandite " ( Ni,Fe)9S8 )

    أهم مصدر لانتاج النيكل .

    حيث يتم منه انتاج اكثر من 59 % من فلز النيكل في العالم .
    وعلى الرغم من اهمية البنتلانديت كمصدر أول للنيكل الا ان معادن
    البايرهوتيت ( Fe2S8 ـPyrrhotite )

    والكالكوبيرايت ( Chalcopyrite "CuFeS" )

    لا تقل أهمية كمصدر للنيكل بسبب احتوائها على كميات قليلة من الفلز .

    وياتي في المرتبة الثانية من حيث الأهمية خامات كبريتيدية أخرى مثل البيرايت ( FeS2 ) والكيوبانيت ( CuFe2O3 ) والفايولارايت ( NiFeS )

    الخامات الأكسجينية
    تتكون خامات النيكل الأكسجينية نتيجة تجوية صخور البريدوتايت ( Peridotite )
    الى معدن الأوليفين ( Olivine ) ـ سيليكات مغنسيوم حديد ـ الذي يحتوي على 0.3 % من النيكل .

    استخلاص النيكل
    تختلف طرق استخلاص فلز النيكل حسب طبيعة الخام ـ كبريتيدي ام أوكسجيني ـ وتركيز النيكل فيه , وكمية وانواع الشوائب المصاحبة . ويمكن تقسيم تلك الطرق حسب نوع الخام الى ما يلي :

    إستخلاص النيكل الكبريتيدي
    يستخلص اكثرمن 90 % من خام النيكل الكبريتيدي بواسطة التعدين الحراري .
    ورغم وجود عدة طرق للإستخلاص بواسطة التعدين , الا انها لا تختلف من حيث الخطوات الرئيسية التي تشمل التمحيص , والصهر , والتحويل .
    يبدأ الاستخلاص بالتعدين الحراري بعمليات التكسير والطحن لفصل جزء كبير من الكبريتيدات عن بعضها البعض , تمهيداً لفصل اكبر جزء من كبرتيد الحديد بالفصل المغناطيسي ويلي ذلك اضافة الماء للخام الناتج لفصل كبريتيد النيكل من كبرتيد النحاس بالتعويم , حيث يبقى كبرتيد النحاس في القاع لكبر كثافته النوعية , ويطفو كبرتيد النيكل مع الرغوة .
    تبدأ بعد ذلك عملية تمحيص خام النيكل الناتج عن درجة حرارة 600 ـ 700 درجة مئوية في وجود الهواء , ليتم اكسدة جزء كبير من كبرتيد الحديد المتبقي ضمن الخام حيث ان درجة الحرارة المذكورة لا تسمح بأكسدة كبريتيدات النحاس والنيكل لألفة كبريتيد الحديد للأكسدة مقارنة بالكبريتيدات المذكورة . يتم بعد ذلك ضغط الخليط في قوالب للصهر والإختزال في فرن دوار لانتاج خليط من كبريتيد النحاس والنيكل يطلق عليه المت ( Matte) . ينقل الخليط الى مفاعل محول ( Converter ) ليتم التخلص من الحديد المتبقي ـ على هيئة خبث من اكسيد الحديد ـ بواسطة الصهر عند درجة حرارة 1400 درجة مئوية وفي وجود الهواء , ويلي ذلك تبريد تدريجي للناتج للحصول على بلورات كبريتيدي النحاس والنيكل وسبائكهما , ثم تخضع البلورات الى عمليات تكسير وطحن , ليتم فصل كبريتيد النحاس من كبريتيد النيكل بطريقة التعويم . بعدها يمحص كبريتيد النيكل في وجود الهواء ليتم اكسدته الى اكسيد النيكل الذي يضاف اليه الكربون مع الكبس والضغط ويحفظ في قوالب ليتم تسخينه لانتاج فلز النيكل بدرجة نقاوة حوالي 99 % .


    إستخلاص النيكل الأكسجيني
    يستخلص النيكل الأكسجيني بشكل عام عن طريق الصهر حيث يتم اولاً ازالة محتوى الخام من الماء ( في هيئة ماء حر او هيدروكسيد ) , عن طريق التجفيف عند درجة حرارة 250 درجة مئوية . ثم يحول الخام الناتج الى فرن عند درجة حرارة 800 ـ 900 درجة مئوية لازالة المزيد من الماء , يلي ذلك صهر الخام عند درجة حرارة اكثر من 1450 درجة مئوية , ليتم حجز الناتج على هيئة حديد نيكل
    ( 24 % نيكل , 69 % حديد , 2 % كربون , 3 % سيليكون , 1.5 % نحاس , نسبة قليلة من الفسفور ) , ويخضع الخام الناتج الى عملية تنقية يتم بموجبها ازالة الكربون والكبريت والسليكون والفسفور ، يلى ذلاك صهر الناتج فى وجود الكبريت لتحويل الخام الى كبربتيدات ، والحديد والنيكل ،بعدةا يضخ الهواء على مصهور الكبريتيدات ليتم اكسدة الحديد وازالتة ليبقى المت (75% ـ 80% نيكل ، 1 ـ4% حديد ،20 % كبريت 0.4 ـ 1.7 كوبلت ) الذي يعالج لاستخلاص النيكل النقي .
    كذلك يمكن استخلاص النيكل الأكسجيني عن طريق الصهر المائي الذي يتم بشكل عام حسب الخطوات التالية :

    1 ـ تحميص الخام في وجود حامض الكبريت او الكلور .
    2 ـ اذابة الناتج بالماء وغسله لاستخلاص محلول كبريتات او كلوريدات النيكل والكوبلت .
    3 ـ تحميص الراسب في الخطوة السابقة بالصودا , وإذابة الناتج بحامض الكبريت او الكلور او النيتروجين لاستخلاص محاليل النيكل والكوبلت .
    4 ـ ترسيب محاليل النيكل والكوبلت بإضافة كبريتيد الهيدروجين الى الكبريتيدات وذلك عند درجة حرارة 120 درجة مئوية وضغط 10 جوي وفقاً للتفاعلات التالية:

    NiSO4 + H2S -------> NiS + H2SO4

    NiCl2 + H2S --------> NiS + 2HCl

    Ni( NO3 )2 + H2S --------> NiS +2HNO3
    تنقية النيكل
    رغم ملاءمة النيكل المستخلص بالطرق السابقة للكثير من الصناعات , بسبب نقاوته التي تقارب 99 % الا ان هناك استخدامات خاصة تتطلب مزيداً من النقاوة للفلز , وفي هذه الحالة يمكن اخضاع الفلز إما للتنقية بالمناخل الكهربائية ( Electrolytic Refining ) او التنقية الكربونيلية ( Carbonyl Refining ) .

    التنقية بالمناخل الكهربائية
    تجري التنقية بالمناخل الكهربائية بوجة عام في وعاء يحتوي على عدة خلايا منخلية ( كهروليتية ) تملأ كل واحدة منها بخليط من كلوريد وكبريتيد الزنك في وجود عدد من المصاعد المصنوعة من فلز او مت النيكل , ويتخلل بين كل مصعدين من المصاعد مهبط مصنوع من النيكل الصافي . ويتم توصيل التيار الكهربائي بين المصاعد والمهابط على التوازي , وعند مروره فإن المصاعد تبدأ في الذوبان على شكل أيونات النيكل ويترسب النيكل النقي على المهابط .

    Ni --------> Ni2+ +2e ( المصعد )
    Ni2+ +2e- -------> Ni ( المهبط )

    التنقية الكربونيلية
    تعتمد فكرة التنقية بهذه الطريقة على خاصية تفاعل النيكل غير النقي مع أول اكسيد الكربون عند الضغط الجوي العادي , وعند درجة حرارة منخفضة نسبياً ( 40 ـ 80 درجة مئوية ) لتكوين غاز رباعي كربونيل النيكل , وتعود اهمية هذا التفاعل الى انه تفاعل عكوس عند درجة حرارة ( 150 ـ 300 درجة مئوية ) .
    ورباعي كربونيل النيكل سائل متطاير درجة انصهاره ( - 19.3 درجة مئوية ) ودرجة غليانه ( 42.5 درجة مئوية ) . ومقارنة بالنيكل فإن اغلب الشوائب الموجودة مع النيكل لا تتفاعل مع أول اكسيد الكربون فضلاً عن ان بعضها مثل الحديد والكوبلت لا تتفاعل بسرعة ولا تكون مواد متطايرة . وعليه يستفاد من التفاعل المذكور لفصل النيكل من شوائبه , ثم استرجاعه مرة اخرى على شكل فلز خالص ( نسبة نقاوة تصل الى 99.95 % ) برفع درجة الحرارة الى ( 150 ـ 300 درجة مئوية ) .

    Ni + 4CO ------> Ni(CO)4 ------> Ni + 4CO

    الخواص الفيزيائية والكيميائية للنيكل

    النيكل فلز أبيض فضي

    تعتمد الخواص الفيزيائية للنيكل على درجة نقاوته , فالفلز عالي النقاوة يتميز بأنه قابل للطرق والسحب متوسط الصلادة , ومتين , وشديد المقاومة للتآكل في وسائط عديدة .
    يقاوم التآكل في الهواء الجوي عند درجات الحرارة العادية . وعند تسخين معدن النيكل في الهواء فإنه يفقد بريقه ولمعانه . وعندما يكون في صورة مسحوق ناعم , فإنه يتأكسد ويشتعل تلقائياً , عند تعرضه للهواء الجوي , لذا ينبقي تداوله بحرص .
    يقاوم التآكل الذي تسببه المواد القلوية عدا النشادر , ولذا يستخدم في انتاج الصودا الكاوية .
    قابل لإمتصاص الهيدروجين حيث يزداد الإمتصاص بارتفاع درجة الحرارة ودرجة نعومة المسحوق , لتكوين هيدريدات النيكل .
    الصفة النادرة لفلز النيكل هي مقدرته للتفاعل مع أول اكسيد الكربون عند درجة 60 درجة مئوية تقريباً لانتاج رباعي كربونيل النيكل بتفاعل عكوس , ينتج عنه فلز النيكل وأول اكسيد الكربون عند درجة 180 درجة مئوية تقريباً

    Ni + 4CO = Ni(CO)4

    ويستخدم هذا التفاعل في الحصول على فلز النيكل النقي , كما ورد سابقاً .
    يتفاعل النيكل الساخن مع بعض اللافلزات مثل B,Si,P.S والهالوجينات

    Ni + F2 -------> NiF2

    Ni + Cl2 --------> NiCl2

    Ni + Br2 -------> NiBr2

    النيكل قابل للتأكسد في وجود بخار الماء . وكذلك الذوبان في الأحماض المعدنية وخصوصاً HNO3 المخفف . اما HNO3 المركز فإنه يصيب النيكل بحالة خمول , كما انه لايتأثر بالصودا الكاوية , ولذا يستخدم في صنع الأواني المستخدمة في انتاج هيدروكسيد الصوديوم NaOH .

    استخدامات النيكل
    [color=#CC9900]يستخدم النيكل بشكل رئيسي في صناعة السبائك حيث يمكن خلطه مع كثير من الفلزات مثل النحاس , والمنجنيز , والحديد , والكروم , ويستخدم خاصة في السبائك غير الحديدية والصلب لتحسين جودتها من حيث المتانة , ومقاومة التآكل , والصلادة وخصائصه الجيدة عند درجات الحرارة العالية .
    يستخدم 60 % من النيكل في صناعة الصلب المقاوم للصدأ و13 % لصناعة سبائك النيكل , وقد توسع استخدام النيكل في الصناعة بفضل الخصائص الجيدة خاصة التي يكسبها للسبائك مثل :
    الخواص الميكانيكية الجيدة .
    المقاومة للتآكل في الأوساط الحامضية والقاعدية وفي الجو ومحاليل الأملاح .
    احتفاظه بالمرونة والمقاومة والإستطالة عند درجات الحرارة العالية والمنخفضة .
    خواصه المغناطيسية .
    لونه الفضي الجذاب .
    وتستخدم سبائك النيكل ذات النقاوة التجارية في كثير من الاستخدامات الصناعية مثل :
    اجهزة تصنيع الأغذية .
    براميل نقل المواد الكيميائية .
    الأجهزة الإلكترونية .
    أجزاء مكونات الصواريخ والمركبات الفضائية .
    المصابيح القلوية .
    المبادلات والعوازل الحرارية .
    وفضلاً الى ذلك , يضاف الى النيكل فلزات اخرى لصناعة سبائك ذات صفات جيدة .
    من اشهر هذه السبائك , الفضة الألمانية ( تتكون من نيكل , زنك , نحاس , مغطاة بطبقة من الفضة بالطلاء الكهربي ) , وتستخدم بديل الفضة للزينة والديكور.

    إضافة تعليق


  • #2

  •  

     

    معلومات الموضوع

    الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

    الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

       

    مواقع النشر (المفضلة)

    مواقع النشر (المفضلة)

    ضوابط المشاركة

    • لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
    • لا تستطيع الرد على المواضيع
    • لا تستطيع إرفاق ملفات
    • لا تستطيع تعديل مشاركاتك
    Facebook Comments by: kalhed_mazika - شبكه و منتديات مزيكا دلع