Propriétés physiques et chimiques du nickel
Propriétés physiques
Le nickel est un métal ductile et malléable qui peut être laminé en feuilles minces. Résistance à la traction 40-50 kgf/mm2, résistance à la traction 8 kgf/mm2, limite d'élasticité 12 kgf/mm2; allongement relatif 40% ; module d'élasticité normal 205 Gn/m2 ; dureté Brinell 600-800 Mn/m2. Du zéro absolu à 631°K, les propriétés physiques ferromagnétiques sont conservées. Le ferromagnétisme est dû à la structure des enveloppes externes des électrons. Pour la même raison, les alliages et un certain nombre de dérivés du nickel (oxydes et composés avec des halogènes) sont magnétiquement ordonnés avec une structure ferro- et rarement ferrimagnétique. Dans des conditions normales, le réseau cristallin présente une structure β avec une structure cubique à faces centrées (a = 3,5236. Mais après pulvérisation cathodique dans une atmosphère H2, le réseau prend une structure hexagonale dense (a = 2,65 [pic], c = 4,32 [pic]) qui passe à une structure cubique au-dessus de t° 200 °C. Le nickel à réseau cubique a un poids spécifique de 8,9 g/cm³, un point de fusion de 1453 °C, un point d'ébullition de 3000 °C, une capacité calorifique Spec. capacité calorifique (t° 20 °C) 0,44 kJ/(kg-K) ; coefficient de dilatation linéaire en fonction de la température 13,3x10-6 (0-100 °C) ; conductivité thermique à 25 °C 90,1 vml (m-K) [0,215 cal/(cm-sec-oC)].
Propriétés chimiques
En termes d'activité chimique, ce métal se situe entre les métaux nobles et le fer. Dans les composés, le Ni est le plus souvent divalent. Sous forme de poudre, il absorbe activement H2, CO, mais lorsqu'il est saturé de gaz, il perd ses propriétés mécaniques. Chauffé à 500°C, il réagit avec l'oxygène. La poudre fine est pyrophorique - elle brûle spontanément dans l'air. L'oxyde NiO se présente sous la forme d'un cristal verdâtre et insoluble dans l'eau (la bunsénite minérale). Lorsqu'il est brûlé dans des vapeurs sulfuriques, il forme du sulfure Ni3 S2. Le monosulfure NiS est obtenu en chauffant NiO avec du soufre. L'azote ne réagit pas avec ce métal jusqu'à 1400 °C. Le nitrure Ni3 N se forme en chauffant de la poudre de Ni avec de l'azote (t° 445°C). Dans les vapeurs de phosphore chauffées, le phosphure Ni3 P2 se forme. Avec l'arsenic, on obtient des composésNi5 As2, Ni3 As (maucherite minérale) et NiAs. Le réseau NiAs présente un arrangement hexagonal d'atomes d'arsenic, avec des atomes de Ni coincés entre eux. Cette structure est typique de nombreux métallides. Le carbure Ni3 C, instable, se forme après une longue cémentation (carburation) de poudre de Ni dans une atmosphère de CO à 300 °C. Le nickel fondu dissout facilement le carbone qui précipite sous forme de graphite lorsqu'il est refroidi. La perte de graphite entraîne une diminution de la ductilité.
Activité chimique
Le nickel est chimiquement moins réactif que le fer et résiste mieux aux acides et à l'humidité. Il ne réagit aux acides organiques qu'après une longue exposition. Dans les acides chlorhydrique et sulfurique, il se dissout lentement, dans l'acide nitrique dilué, il se dissout facilement, et l'acide nitrique concentré passive le nickel, mais dans une moindre mesure que le fer. Les sels acides de nickel sont bivalents. Presque tous sont très solubles dans l'eau, où ils provoquent une réaction acide. Seuls les sels des acides carbonique et phosphorique sont peu solubles. Le sulfate de NiSO4 cristallise sous forme de cristaux vert émeraude de vitriol de nickel NiSO4 x7H2 O. Lorsqu'ils sont calcinés à environ 800 °C, presque tous les sels de nickel se décomposent. Le métal est résistant aux alcalis forts, mais se dissout dans une solution d'ammoniac en présence de (NH4)2 CO3 pour former des solutions bleues intenses. La formation sélective d'ammoniac est utilisée dans l'extraction hydrométallurgique du nickel des minerais.
Les propriétés chimiques changent avec la température. Le nickel réagit avec le SO2, le NH4 et les oxydes d'azote lorsqu'il est chauffé et avec le CO pour former du carbonyl Ni (CO)4 sous forme de poudre fine. La dissociation thermique du carbonyle produit le nickel le plus pur.
Furnizor
Vous êtes intéressé par les propriétés physiques et chimiques du nickel ? Le fournisseur Auremo détaille les propriétés physiques et chimiques du métal. Le site du fournisseur Auremo contient les propriétés physiques et chimiques des alliages et métaux industriels.
