nickel - chimie.

nickel - chimie. 1 PRÉSENTATION nickel, élément chimique métallique blanc argenté de symbole Ni et de numéro atomique 28. C'est un élément de transition. Pendant plusieurs milliers d'années, le nickel fut utilisé dans les pièces de monnaie sous forme d'alliages nickel-cuivre, mais il ne fut considéré comme un élément à part entière qu'à partir de 1751, lorsque le chimiste suédois Axel Frederic Crönstedt l'isola à partir du minerai de niccolite. 2 ÉTAT NATUREL Le nickel est assez peu répandu dans l'écorce terrestre. On le trouve dans les météorites et sous forme combinée dans des minéraux tels que la garniérite, la millérite, la niccolite, la pentlandite et la pyrrhotite. Ces deux dernières sont les principaux minerais du nickel. Les gisements sont localisés dans quelques régions seulement, en particulier au Canada. 3 PRÉPARATION ET PRODUCTION Le mode de préparation du nickel dépend de la nature du minerai traité et est en général coûteux. Les minerais du nickel contiennent généralement des impuretés, en particulier du cuivre. Les minerais sulfurés, tels que la pentlandite et la pyrrhotite nickélifère, sont en général fondus dans un haut-fourneau, puis transportés jusqu'aux raffineries sous la forme d'une matte de sulfure de cuivre et de nickel. Ce dernier est alors isolé par différents procédés. Dans le procédé électrolytique, le nickel se dépose sous la forme du métal pur, après que le cuivre a été préférentiellement isolé par électrodéposition sous une tension différente et dans un autre électrolyte. Dans le procédé de Mond, le cuivre est éliminé par dissolution dans l'acide sulfurique dilué et le résidu de nickel est réduit en nickel métallique impur. On place ensuite ce dernier dans une atmosphère de monoxyde de carbone, pour former le nickelcarbonyle (Ni(CO)4), un gaz volatil que l'on chauffe jusqu'à 200 °C pour le décomposer et récupérer un dépôt de nickel métallique pur. C'est au XIXe siècle que l'on commença à exploiter les réserves de nickel en Norvège, puis en Nouvelle-Calédonie, après la découverte d'importants gisements de garniérite par le Français Jules Garnier. La majeure partie de la réserve mondiale de nickel est exploitée au Canada où un important dépôt fut découvert en 1957 dans le nord du Québec. En 1995, la production minière mondiale de nickel s'élevait environ à 967 000 t, la Russie (224 000 t en 1995), le Canada (181 000 t), la Nouvelle-Calédonie (133 000 t) et l'Australie (98 000 t) étant les producteurs les plus importants. 4 PROPRIÉTÉS ET UTILISATIONS Le nickel est un métal résistant, malléable, ductile et facilement polissable. Il est magnétique en dessous de 345 °C. Il existe sous la forme de cinq isotopes stables et a une faible réactivité chimique. Il est soluble dans l'acide nitrique dilué, est passif (non réactif) dans l'acide nitrique concentré et ne réagit pas avec les bases. Le nickel a un point de fusion d'environ 1 455 °C, bout vers 2 730 °C, a une densité de 8,9 ; sa masse atomique est égale à 58,69. 4.1 Composés On connaît des composés du nickel dans lesquels l'élément a des degrés d'oxydation formels de - I à + IV. Cependant, le nickel forme principalement des composés divalents. La plupart des sels de nickel, comme le chlorure de nickel (NiCl 2), le sulfate de nickel (NiSO4) et le nitrate de nickel (Ni(NO3)2) sont verts ou bleus, et sont le plus souvent hydratés. Le sulfate de nickel et d'ammonium (NiSO4 (NH4)2SO4 6H2O) est utilisé dans les solutions de nickelage électrolytique. Les composés du nickel sont souvent identifiés en ajoutant un réactif organique, l'éthylgloxime, qui forme un précipité rouge et floculeux en présence de nickel. 4.2 Alliages On utilise le nickel principalement sous forme d'alliages (c'est l'élément d'addition le plus employé dans les alliages modernes). Il apporte à l'acier une grande résistance mécanique (aciers utilisés en construction), une importante résistance à la corrosion (aciers inoxydables), une résistance aux hautes températures (aciers réfractaires, superalliages). L'acier au nickel, qui contient en général de 2 à 4 p. 100 de nickel, est par exemple utilisé dans la fabrication de pièces automobiles (essieux, vilebrequins, embrayages, soupapes, tiges). Avec le chrome (20 p. 100), le nickel forme des alliages résistants aux températures élevées. Allié au cuivre, il forme le Monel et les cupronickels alliages contenant moins de 50 p. 100 de nickel. Jadis, les pièces de monnaie en nickel étaient constituées d'un alliage contenant 25 p. 100 de nickel et 75 p. 100 de cuivre. Les cupronickels, résistants à l'eau de mer, sont actuellement utilisés dans les condenseurs sur les navires. 4.3 Autres utilisations Le nickel est un constituant primordial des accumulateurs nickel-cadmium. Il est très employé dans les dispositifs électroniques et comme revêtement protecteur et ornemental pour les autres métaux, en particulier pour le fer et l'acier, sensibles à la corrosion (il est alors déposé par électrolyse dans une solution de nickel). Finement divisé, le nickel absorbe 17 fois son volume d'hydrogène et sert ainsi de catalyseur dans de nombreux procédés, tels que l'hydrogénation des huiles. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.