Kad bih htio napisati pustolovni roman u kojem bi glavni lik bio jedan kemijski element, napisao bih roman o niklu, prijelaznom metalu koji zauzima 28. mjesto u periodnom sustavu, u susjedstvu željeza, kobalta i bakra. Povijest tog elementa je duga, preduga, puna je zagonetki i neočekivanih obrata. Nikal je bio metal koji je bio poznat ali neprepoznat, a kada je prepoznat trebalo je proteći mnogo vremena da bude upoznat.
Možda je najbolje početi priču od 18. stoljeća kada se švedski kemičar i mineralog Axel Frederik Cronstedt zainteresirao za mineral koji su rudari zvali Kupfernickel, što bi se moglo prevesti kao bakreni vrag ili vražićak – prema planinskom demonu Nickelu. Rudari su taj kamen bakrene boje smatrali za bakrovu rudu, ali bakar iz nje nikako da istale. (Nisu ni mogli, jer se iza imena Kupfernickel krio mineral nikelin, NiAs.) Neki je vrag bio u toj rudi, neki vrag koji im je kvario posao.
Švedski se kemičar prihvatio posla da, po navadi kemičara, izdvoji vraga iz kamena. Nije, naravno, izdvojio vraga nego novi metal, kojem je – unatoč svemu – dao vražje ime: nickel. No vrag se nije dao.
Cronstedt je, istina, 1751. iz rude izdvojio novi metal, ali u to nije uspio uvjeriti svoje kolege. Smatrali su da je riječ o smjesi više metala, dakle o slitini. Tek je 1775. godine jedan drugi kemičar, Tornberg Bergman – deset godina poslije Cronstedtove smrti – uspio dokazati da je nickel doista novi kemijski element. No tu priča o niklu ne završava. Svojstva je novog kemijskog elementa detaljno opisao tek 1804. godine njemački kemičar Jeremias Benjamin Richter, kojeg poznajemo kao utemeljitelja kemijskog računa (stehiometrije). To je mogao učiniti zato što je nikal dobio u čistom stanju – i to nakon 32 prekristalizacije niklova sulfata, NiSO4. Tri kemičara, pola stoljeća rada – da bi se jednom metalu dalo pravo na samostalno postojanje. Zašto je to tako?
Odgovor na to pitanje nalazimo u prvoj rečenici ovog članka. Nikal je susjed bakra i željeza i s njima se rado miješa. Tako se dobro miješa da je „meteoritsko željezo“ zapravo slitina željeza i nikla, a od takve je slitine, po svemu sudeći, sastavljena i jezgra našeg planeta. Meteoritsko je željezo, upravo zbog visokog sadržaja nikla, bilo na cijeni od pamtivijeka: kada je 1751. – iste godine kada je Cronstedt pronašao nikal – pao meteorit u našoj Hrašćini, mjesni je kovač od komada „nebeskog kamena“ iskovao čavle.
Što na to reći? Za razliku od europskih metalurga koji nisu znali iz rude istaliti nikal, kineski su metalurzi mnogo stoljeća prije njih radili slitinu koju su zvali pakfong, u kojoj je nikal bio legiran s bakrom i cinkom. Od te se slitine izrađivao novac, a izrađuje se još i danas (u engleskom jeziku nickel nije samo ime metala, nego i riječ koja označava kovanicu od pet dolarskih centi). Kako bilo da bilo, nikal je postao popularan za izradu nakita, jer je bio rijedak (još nisu bila otkrivena njegova nalazišta u Novoj Kaledoniji, što će se dogoditi 1865. godine), a usto ga je bilo vrlo teško dobiti u čistom stanju.
„Slučaj pomaže spremnom umu“, rekao je Louis Pasteur. Engleski kemičar njemačkog porijekla Ludwig Mond očito je imao spreman um kad je 1890. godine opazio da „generatorski plin“ (plin koji se dobiva strujanjem zraka kroz usijani koks) nagriza poniklane bakrene ventile. Kako se generatorski plin sastoji poglavito od ugljikova monoksida, Mond je posumnjao da se ovdje radi o reakciji ugljikova monoksida s niklom. I doista, istražujući pretpostavljenu reakciju uspio je dobiti lako hlapljivu bezbojnu tekućinu. Bio je to niklov karbonil, Ni(CO)4, prvi u nizu karbonila, spojeva metala s ugljikovim monoksidom. Taj razred kemijskih spojeva danas čini osnovu metaloorganske kemije, grane kemije koja nalazi primjenu u tehnologiji, prije svega u katalizi (a i sam je nikal dobar katalizator).
No to nas ovdje previše ne zanima. Zanima nas što je zahvaljujući prevođenju nikla u niklov karbonil Mond razvio postupak za dobivanje nikla u vrlo čistom stanju. Nikal se naime izdvaja u obliku para njegova karbonila, koji vrije već pri 49 oC, da bi se potom Ni(CO)4 pri 180 oC raspadao na kuglicama od nikla na (čisti) metal i ugljikov monokid. Pojavile su se stotine slitina nikla sa željezom i bakrom. Slitine sa željezom, niklovi čelici na glasu su zbog velike čvrstoće i žilavosti koju održavaju i pri visokim temperaturama, pa se od takvih čelika izrađuju plinske turbine. Legure bakra i nikla postale su, zbog velike sličnosti sa srebrom, dobra zamjena za taj skupi metal, na što upućuju njihova imena, primjerice argentin i Neusilber.
I što još reći o tom metalu? Prijelaz nikla iz oksidacijskog stanja +II, Ni(OH)2, u oksidacijsko stanje +III, NiO(OH), našao je primjenu u akumulatorskim baterijama, između ostalog i onima koje su napajale umjetne Zemljine satelite. Nikal dakako pripada skupini teških metala (gustoća mu iznosi 8,9 g/cm3 – za 1 g/cm3 je teži od željeza), pa je za očekivati da je – kao i većina teških metala – otrovan, a usto je alergen i kancerogen. Zaista je pravi vrag: „Idi, vraže, di te traže“ – a traže ga zaista svuda.
Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda i urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Piše za časopis Čovjek i svemir, te mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug-online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, od kojih treba izvojiti „Kemijski leksikon u stripu“, „Metali života – metali smrti“ te „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.
[post_publish_update_datetime]
