Níquel (Ni)

O níquel é um metal de transição, de símbolo Ni, resistente a altas temperaturas, corrosão e oxidação. Por essas propriedades, é aplicado em ligas metálicas, na fabricação do aço inoxidável e no revestimento de outros metais. A toxidade do níquel só se manifesta quando ingerido em altas doses ou inalado por longo tempo.

O níquel está presente em pequenas quantidades no ar, na água, nas plantas e nos alimentos, também em utensílios do nosso cotidiano, como moedas, baterias, bijuterias e acessórios. O Brasil está em décimo lugar em reservas de níquel, que é extraído principalmente de solos lateríticos e de minerais sulfetados.

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Propriedades do níquel

• Símbolo: Ni

• Estado físico: sólido (para condições normais de temperatura e pressão)

• Massa atômica: 58,6934 u

• Número atômico: 28

• Ponto de fusão: 1454,85 °C

• Ponto de ebulição: 2912,85 °C

• Eletronegatividade: 1,91

• Configuração eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸

• Série química: metal de transição

Características do níquel

• Aspecto branco prateado e sólido

• Duro

• Maleável

• Resistente à corrosão e oxidação

• Resistente a altas temperaturas

• Transforma-se em um ímã quando entra em um campo magnético.

História do níquel

A utilização do níquel é datada do século IV a.C. O mineral era obtido e utilizado misturado ao cobre. Em 200 a.C, na China, já se usava uma liga de níquel chamada de cobre branco. Os peruanos consideravam que o níquel era um tipo de prata, por suas características físicas e sua resistência à oxidação.

Axel Fredrik Cronstedt, químico mineralogista, em 1751, investigou a presença de um novo mineral oriundo de uma mina sueca, que, a princípio, ele acreditava ser resíduos incrustados no mineral de cobre, mas, no decorrer de suas pesquisas, descobriu que se tratava de um novo metal. Em 1754, nomeou-o níquel. Aproximadamente 20 anos depois, Torbern Bergman, químico sueco, que contribuía com outras áreas da ciência, entre elas mineralogia e geologia, conseguiu isolar o metal, produzindo o níquel puro. Após essa descoberta, confirmou-se a natureza elementar da espécie.

Obtenção do níquel

O Brasil é o 10° país em reservas de níquel, em primeiro lugar está Cuba, com 17,6% do níquel de todo o mundo. O níquel é extraído de dois tipos de minerais:

• lateríticos

• sulfetados

Os lateríticos são solos compostos pela degradação das rochas de origem, com grande quantidade de óxidos de metais, e os minerais sulfetados são compostos pela combinação de metaloides com enxofre.
Os minérios sulfetados representam 55% da produção de níquel, o processo de extração acontece por fundição:

• primeiro, o mineral passa por secagem;

• depois, é preaquecido e enriquecido com oxigênio, obtendo como produto matte, mistura de níquel, ferro, cobre, enxofre e subprodutos de fundição mineral. Dessa mistura pode-se ter até 70% de Ni;

• por fim, o matte é reagido com ácido sulfúrico, formando sulfatos que são submetidos à eletrorredução para obtenção do metal de interesse.

Outra fonte de obtenção do níquel são os minerais oxidados, os lateríticos, que compõem 70% das reservas de níquel. A garnierita é a espécie mineral do grupo dos oxidados que contém a maior porcentagem de níquel, e o refino dele é feito por processo pirometalúrgico, que consiste em:

• secagem;

• a calcinação que é feita para eliminação de produtos voláteis, como água e dióxido de carbono;

• o material passa pela pirolose, que é a quebra por ação de calor a nível molecular;

• é feita a fundição do metal e o refino, dos quais se deve obter níquel a 90-95% de pureza.

Aplicações do níquel

• Na fabricação de aço inoxidável e aços ligados (ligas com mais metal que carbono).

• Superligas de níquel são utilizadas em indústrias aeroespaciais.

• Como revestimento de outros metais, para proteção contra corrosão e oxidação.

• Na fabricação de moedas.

• Baterias recarregáveis.

• Pó de níquel é utilizado como catalisador.

• Composição de bijuterias.

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Toxicologia

A disponibilidade do níquel para a população em geral está em baterias, bijuterias e acessórios — nesse caso, o níquel pode causar dermatites quando em contato com a pele em condições adversas (alta temperatura, irritabilidade por reação alérgica, entre outros) —, e, em pequenas quantidades, na água, no ar e nos alimentos.

Os riscos oferecidos pelo níquel estão relacionados principalmente ao contato diário com o metal, trabalhadores de indústrias de mineração ou indústrias que utilizam o níquel em ligas, em catalisadores, na fabricação de outros produtos, como cigarros, estão constantemente inalando partículas do mineral. Eles podem, com o tempo, sofrer disfunções no trato pulmonar e câncer no pulmão e nas vias respiratórias.

A ingestão de grandes quantidades de níquel causa estomatites, disfunções sanguíneas, excreção de proteína pela urina, e má formação fetal. A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) classifica o níquel metálico como possível cancerígeno do grupo 2B e os compostos de níquel como cancerígenos do grupo 1.

Exercícios resolvidos

Questão 1 – Avalie as seguintes informações sobre o níquel, e julgue-as como verdadeiras ou falsas:

I - O níquel é um mineral encontrado em meteoritos e solos lateríticos.
II - O níquel é utilizado na fabricação de aço inox devido a sua resistência à oxidação e corrosão.
III - O níquel é um ametal de número atômico 28.

A) São verdadeiras I e II.

B) São falsas I e II.

C) Apenas II é verdadeira.

D) Apenas I é falsa.

E) Todas são verdadeiras.

Resolução

Alternativa A. A afirmativa III está incorreta porque, apesar de o níquel ter 28 prótons, ele não é um ametal, e sim um metal de transição.

Questão 2 – O níquel é um metal de transição encontrado, em baixas concentrações, no ar, na água e nos alimentos; compõe a fabricação de acessórios, moedas e baterias, devido as suas propriedades metálicas aplicáveis a diversos setores. Assinale a alternativa com as informações corretas sobre o níquel.

A) O níquel presente na água, mesmo que em doses altas, não é prejudicial à saúde por não ser um elemento bioacumulativo.

B) O níquel é um elemento cancerígeno e classificado, de acordo com a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer, como elemento com alto potencial cancerígeno, causador de danos ao sistema nervoso.

C) O níquel é um metal de transição que possui 28 prótons e alto ponto de fusão, e é um mineral que agrega às ligas metálicas resistência à corrosão.

D) A distribuição eletrônica do níquel é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸.

E) O químico sueco Torbern Bergman foi o responsável pelas pesquisas que descobriram e anunciaram o níquel como um novo elemento.

Resolução

Alternativa C.

A) (Incorreta) O níquel presente na água em altas doses pode causar danos, como estomatites, disfunções sanguíneas e anomalias congênitas.

B) (Incorreta) Apesar de realmente ter sido classificado como elemento cancerígeno, os principais riscos estão associados ao trato pulmonar e não ao sistema nervoso.

C) CORRETA

D) (Incorreta) A distribuição eletrônica não condiz com o número de prótons do elemento, a configuração eletrônica correta é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁸.

E) (Incorreta) O químico responsável pela pesquisa que descobriu o níquel foi Axel Fredrik Cronstedt.