Nikkel - Ni

Nikkel (Ni) is een zilverkleurig overgangsmetaal dat wordt gebruikt in roestvast staal, corrosiebestendige legeringen, batterijen, galvanische coatings en katalysatoren. De chemische vorm is van belang bij de beoordeling van gezondheids- en milieueffecten. Bij waterbehandeling kunnen opgeloste nikkelionen, complexen en nikkelhoudende deeltjes verschillende verwijderingsmethoden vereisen.

Chemische eigenschappen · Toepassingen · Nikkel in water en waterbehandeling · Gezondheidseffecten · Milieueffecten

Geselecteerde eigenschappen van metallisch nikkel
Symbool / atoomnummer	Ni / 28
Standaardatoomgewicht	58.6934(4)
Groep / periode / blok	10 / 4 / d
Elektronenconfiguratie	[Ar] 3d⁸ 4s²
Elektronegativiteit (Pauling)	1.91
Dichtheid	8,90 g cm⁻³ bij kamertemperatuur
Smeltpunt	1455 °C
Kookpunt	2913 °C
Covalente straal	0,117 nm
Niet-gebonden straal	0,197 nm
Veelvoorkomende oxidatietoestand in verbindingen	+2; andere oxidatietoestanden komen ook voor
Natuurlijk voorkomende isotopen	⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni, ⁶¹Ni, ⁶²Ni en ⁶⁴Ni
Eerste ionisatie-energie	737,1 kJ mol⁻¹
Ontdekking	Axel Cronstedt, 1751

De fysische en atomaire gegevens zijn afkomstig van de Royal Society of Chemistry; het atoomgewicht, de natuurlijke isotopen en de ontdekking volgen CIAAW. Het atoomgewicht is dimensieloos; de overeenkomstige molaire massa is ongeveer 58,6934 g mol⁻¹. Het getal tussen haakjes geeft de onzekerheid in het laatste cijfer aan. Ionstraalwaarden zijn afhankelijk van de oxidatietoestand, coördinatie en spintoestand.

Een munt van vijf Amerikaanse cent — De Amerikaanse munt van vijf cent bevat nikkel en koper.

Nikkel: eigenschappen en voorkomen

Nikkel is een goed te bewerken metaal met nuttige corrosie- en hittebestendigheid. De prestaties hangen af van de legering en de gebruiksomstandigheden, niet alleen van het element. Nikkel komt voor in sulfideafzettingen, waaronder pentlandiet, en in door verwering gevormde laterietertsen. Deze typen afzettingen vereisen verschillende verwerkingsmethoden.

Sommige nikkelmineralen bevatten zwavel of arseen; de samenstelling van een erts of residu is van belang bij de beoordeling van de gevaren ervan. Axel Cronstedt identificeerde nikkel in 1751 als afzonderlijk element.

Toepassingen van nikkel

Roestvast staal en andere legeringen: nikkel wordt gecombineerd met ijzer, chroom en andere elementen om nuttige mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid te verkrijgen. Niet alle soorten roestvast staal hebben hetzelfde nikkelgehalte.
Speciale legeringen: nikkel-chroomlegeringen voor verwarmingselementen kunnen ook silicium, mangaan en ijzer bevatten. Superlegeringen op nikkelbasis worden gebruikt in veeleisende apparatuur voor hoge temperaturen.
Maritieme apparatuur: geschikte koper-nikkel- en nikkel-koperlegeringen worden gebruikt in toepassingen met zeewater, waaronder sommige ontziltingsinstallaties. De geschiktheid hangt af van de legeringskwaliteit en de waterchemie.
Andere toepassingen: nikkel wordt gebruikt in oplaadbare batterijen, coatings, munten en chemische katalysatoren.

Nikkel in water en waterbehandeling

Zie Nikkel in water (Ni + H₂O) voor gerelateerde informatie en de veelgestelde vragen over drinkwater voor algemene achtergrondinformatie over waterkwaliteit.

Bronnen en chemische vormen

Door verwering kan nikkel van nature in water terechtkomen. Metaalverwerking, galvaniseren en andere afvalwaterstromen kunnen nikkel aanvoeren, terwijl onderdelen die met water in contact komen nikkel aan drinkwater kunnen afgeven. Daarom zijn bronbeheersing en geschikte materialen naast behandeling van belang.

Opgelost nikkel komt vaak voor als Ni(II), in de vorm van vrije ionen of complexen. Nikkel kan ook gebonden zijn aan zwevende deeltjes. De pH, liganden en vaste stoffen beïnvloeden de mobiliteit en verwijdering; het totale nikkelgehalte alleen beschrijft dus niet alle vormen die voor de behandeling relevant zijn.

Verwijdering en proceskeuze

Hydroxideprecipitatie: door toevoeging van een basische stof kunnen nikkelhoudende vaste stoffen ontstaan. Bezinking en filtratie scheiden die vaste stoffen vervolgens van het water. De bedrijfspH moet voor de betreffende waterstroom worden vastgesteld.
Ionenwisseling: geschikte harsen kunnen opgelost nikkel afvangen, ook bij de behandeling van grondwater. Concurrerende ionen, de selectiviteit van de hars en doorslag beïnvloeden de prestaties.
Coagulatie en filtratie: kunnen in sommige wateren bijdragen aan de verwijdering, afhankelijk van de pH, de dosering van het coagulatiemiddel en de vorm waarin nikkel voorkomt. Er mag niet worden aangenomen dat deeltjesfiltratie alleen opgelost nikkel verwijdert.

Complexvormers in industriële waterstromen kunnen nikkel in oplossing houden en precipitatie bemoeilijken. Bekerglasproeven of pilotproeven moeten uitwijzen welke restconcentraties en scheidingsprestaties haalbaar zijn. Eén pH-waarde kan geen volledige verwijdering uit elk type water garanderen.

Bij verwijdering komt nikkel terecht in slib, uitgeput filtermateriaal of regeneratievloeistof. Karakteriseer en beheer deze reststromen en controleer het behandelde water aan de hand van de toepasselijke eisen voor drinkwater, lozing of het proces.

Gezondheidseffecten van nikkel

Blootstelling en allergie

Mensen komen via voedsel, water, lucht en huidcontact met nikkel in aanraking. Een essentiële voedingskundige rol van nikkel bij de mens is niet vastgesteld. Het Amerikaanse Institute of Medicine heeft voor nikkel geen aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (Recommended Dietary Allowance) of adequate inname (Adequate Intake) vastgesteld. Algemene informatie over voedingsreferentiewaarden mag niet worden opgevat als een aanbeveling om nikkelsupplementen te nemen.

Nikkel is een veelvoorkomende oorzaak van allergische contactdermatitis, bijvoorbeeld na contact met sieraden die nikkel afgeven. Bij mensen die hiervoor gesensibiliseerd zijn, kan blootstelling aan nikkel via de mond ook eczeemopflakkeringen veroorzaken, bekend als systemische contactdermatitis. Dit verschilt van de effecten van het inademen van industrieel stof of dampen.

Nikkelverbindingen en metallisch nikkel

Het IARC classificeert nikkelverbindingen als kankerverwekkend voor de mens (groep 1) en metallisch nikkel als mogelijk kankerverwekkend voor de mens (groep 2B). Onderzoek naar beroepsmatige blootstelling vormt de basis voor het bewijs met betrekking tot kanker van de longen en neusholten. Deze gevarenclassificaties betekenen niet dat alle blootstellingsroutes, materialen of doses hetzelfde risico met zich meebrengen.

Het inademen van nikkelhoudend stof of dampen kan gevolgen hebben voor de luchtwegen. Nikkelcarbonyl is een bijzonder gevaarlijke verbinding bij bepaalde industriële processen en mag niet simpelweg als ‘nikkelgas’ worden omschreven. De beoordeling en beheersing van blootstelling moeten zijn afgestemd op de daadwerkelijk aanwezige stoffen en de uitgevoerde werkzaamheden.

Risicobeoordelingen voor drinkwater en voedsel behandelen blootstelling via de mond afzonderlijk van beroepsmatige blootstelling door inademing. Voedingsreferentiewaarden, grenswaarden voor de lucht op de werkplek en waterkwaliteitsnormen dienen verschillende doelen en zijn niet onderling uitwisselbaar.

Milieueffecten van nikkel

Nikkel verplaatst zich tussen opgeloste vormen, deeltjes, bodems en sedimenten. Binding aan vaste stoffen kan de mobiliteit verminderen, maar maakt nikkel niet permanent immobiel. Omgevingsomstandigheden en de chemische vorm beïnvloeden de beschikbaarheid voor organismen.

Nikkel heeft biologische functies in planten en sommige andere organismen, maar overmatige blootstelling kan schadelijk zijn. Planten kunnen nikkel ophopen en sommige soorten doen dat in bijzonder hoge concentraties. Dit moet worden onderscheiden van biomagnificatie in een voedselketen: opname door een plant alleen toont niet aan dat de concentraties op elk volgend trofisch niveau toenemen.

Bij de beoordeling van een lozing moeten naast het totale nikkelgehalte ook het ontvangende milieu en de biologisch beschikbare fractie in aanmerking worden genomen. Behandeling verandert de vorm of locatie van nikkel; het element wordt er niet door vernietigd.

Nikkelpagina voor het laatst beoordeeld: 24 oktober 2026 door Lenntech.