Geral
Nióbio (depois de Niobe, filha de tântalo) é um elemento químico com o símbolo do elemento Nb e o número atômico 41. É um dos metais de transição, na tabela periódica está no quinto período e no quinto subgrupo (grupo 5) ou grupo vanádio.,
In the Anglo-Saxon language area is still today many metallurgists, material suppliers and in private use the long outdated designation columbium and the abbreviation Cb used.
the rarely occurring heavy metal is gray in color and easily malleable. Nióbio pode ser extraído dos minerais columbita, coltan (columbita-tantalita) e loparite. É usado principalmente na metalurgia para fazer aços especiais e melhorar a soldabilidade.
nióbio foi descoberto por Charles Hatchett em 1801., Ele encontrou-o no minério columbita (primeiro encontrado em um leito de Rio na Colômbia), que tinha sido enviado para a Inglaterra por John Winthrop por volta de 1700. Hatchett nomeou o elemento columbium. Até meados do século XIX, supunha-se que Colúmbia e tântalo, descobertos em 1802, eram o mesmo elemento, uma vez que quase sempre ocorrem juntos em minerais (paragénese).
não foi até 1844 que o Professor de Berlim Heinrich Rose mostrou que nióbio e ácido tântalo são substâncias diferentes., Sem saber sobre o trabalho de Hatchett e seu nome, ele nomeou o elemento redescoberto por causa de sua semelhança com tântalo em homenagem a Niobe, a filha de tântalo.
it was not until after 100 years of debate that the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) put forward in 1950 niobium as the official name of the element.
em 1864 Christian Wilhelm Blomstrand conseguiu produzir nióbio metálico reduzindo o cloreto de nióbio com hidrogênio no calor. Em 1866, Charles Marignac confirmou tântalo como um elemento separado.,
In 1907 Werner von Bolton produced very pure niobium by reducing a heptafluoroniobate with sodium.
número
Nióbio é um elemento raro, com uma quota de 1,8 · 10 na terra”s crosta−3 %. Não parece digno. Devido aos semelhantes raios iônicos, nióbio e tântalo são sempre irmãos. Os minerais mais importantes são columbite (Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6, que também é conhecido como niobite ou relativos, dependendo do teor de nióbio ou tântalo, bem como pyrochlore (NaCaNb2O6F).,
outros minerais mais raros são:
Nióbio depósitos em carbonatites, onde pyrochlore acumulou em solos intemperizados, são de interesse econômico. A produção anual em 2006 foi de quase 60.000 toneladas, 90% das quais foram extraídas no Brasil. Nos últimos anos, a produção aumentou significativamente. O Brasil e o Canadá são os principais produtores de concentrados minerais contendo nióbio., Grandes depósitos de minério também estão localizados na Nigéria, República Democrática do Congo e Rússia.
Extraction and presentation
uma vez que o nióbio e o tântalo ocorrem sempre juntos, os minérios de nióbio e tântalo são primeiro digeridos juntos e depois separados por cristalização fracionada ou solubilidade diferente em solventes orgânicos. O primeiro processo de separação industrial foi desenvolvido por Galissard de Marignac em 1866.,
em primeiro lugar, os minérios são expostos a uma mistura de ácido sulfúrico concentrado e ácido fluorídrico a 50-80 ° C. Os fluoretos complexos 2− e 2−que são facilmente solúveis.
os sais dipotássicos destes fluoretos podem ser formados convertendo-os numa fase aquosa e adicionando fluoreto de potássio. Apenas o fluoreto de tântalo é moderadamente solúvel em água e precipita. O fluoreto de nióbio facilmente solúvel pode ser separado do tântalo. Hoje em dia, no entanto, a separação por extração com metilisobutilcetona é comum., Uma terceira possibilidade de separação é por destilação fraccionada dos cloretos NbCl5 e TaCl5. Estes podem ser produzidos reagindo minérios, coque e cloro a altas temperaturas.
pentóxido de nióbio é primeiramente produzido a partir do fluoreto de nióbio separado reagindo com oxigénio. Este é primeiramente convertido em carboneto de nióbio com carbono e depois reduzido para o metal com pentóxido de nióbio adicional a 2000 ° C no vácuo ou obtido diretamente por aluminotérmico., A maior parte do nióbio para a indústria siderúrgica é produzido desta forma, com óxido de ferro sendo adicionado para obter uma liga de ferro-nióbio (60% nióbio). Se os halogenetos forem utilizados como matéria-prima para a redução, isto é feito com sódio como agente redutor.
propriedades
nióbio é um metal pesado dúctil com um brilho cinza. Os estados de oxidação -3, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 são conhecidos. Como no vanádio, que está acima do nióbio na tabela periódica, o nível +5 é o mais consistente., O comportamento químico do nióbio é quase idêntico ao do tântalo, que está diretamente abaixo do nióbio na tabela periódica.
como resultado da formação de uma camada passiva (camada protectora), o nióbio é muito resistente ao ar. A maioria dos ácidos, portanto, não atacá-lo à temperatura ambiente. Apenas ácido fluorídrico, especialmente quando misturado com ácido nítrico, e ácido sulfúrico concentrado e quente, corroem rapidamente nióbio metálico. O nióbio também é instável em álcalis quentes, uma vez que dissolvem a camada passiva., A temperaturas acima de 200 ° C começa a oxidar-se na presença de oxigénio. O processamento de soldadura de nióbio deve ter lugar numa atmosfera de gás protectora devido à sua instabilidade no ar.
a adição de tungsténio e molibdénio ao nióbio aumenta a sua resistência ao calor e o alumínio aumenta a sua resistência.
a alta temperatura de transição de nióbio de 9,25 K, abaixo da qual é supercondutor, e sua capacidade de facilmente absorver gases são notáveis., Um grama de nióbio pode absorver 100 cm3 de hidrogênio à temperatura ambiente, que foi usado anteriormente em tecnologia de tubo de vácuo.
de Uso
Nióbio é usado como uma liga de aditivo para aço inoxidável, aços especiais, aços inoxidáveis (e.g. tubos para produção de ácido clorídrico) e não-ferrosos ligas de nióbio-materiais ligados, são caracterizadas pelo aumento da resistência mecânica., Mesmo em concentrações de 0,01 a 0,1% em massa, o nióbio em combinação com a laminagem Termomecânica pode aumentar significativamente a resistência e a resistência do aço. As primeiras tentativas de utilizar nióbio como elemento de liga (substituição de tungsténio) ocorreram nos EUA em 1925. Os aços refinados desta forma são frequentemente utilizados na construção de condutas. Como um antigo carboneto forte, nióbio também é adicionado a Consumíveis de soldagem para ligar o carbono.,
Outras utilizações incluem:
- quantidades Significativas são usados como ferroniobium e níquel, nióbio na indústria metalúrgica para a produção de superligas (o níquel, o cobalto e ligas à base de ferro). As peças estáticas para turbinas a gás fixas e voadoras, peças de foguetes e componentes resistentes ao calor para a construção de fornos são fabricados a partir deste.nióbio é usado como material de ânodo em condensadores eletrolíticos de nióbio. Um óxido de nióbio, óxido de nióbio (V), tem uma alta força dielétrica., Ele é aplicado à superfície do ânodo de nióbio em um chamado processo de formação e serve como um dielétrico neste capacitor. Condensadores eletrolíticos de nióbio competem com os mais populares capacitores eletrolíticos de tântalo.
- são as lâmpadas de vidro de lâmpadas de halogéneo no exterior com z. B. nióbio, parte da radiação térmica do filamento de tungsténio é reflectida de volta para o interior. Como resultado, uma temperatura de funcionamento mais elevada e, portanto, maior eficiência luminosa pode ser alcançada com menor consumo de energia.
- como catalisador (e.g., na produção de ácido clorídrico e na produção de álcoois a partir do butadieno),
- Como o potássio niobate (composto químico de potássio, nióbio e oxigênio), que é usado como um cristal único na tecnologia laser e para os não-linear de sistemas ópticos
- Usar como eletrodo de material de alta pressão vapor de sódio, lâmpadas
- Supercondutividade: Em temperaturas abaixo de 9,5 K, pura nióbio é um supercondutor do tipo II., Ligas de nióbio (com N, S, Sn, AlGe, Ge) pertencem a três elementos puros nióbio, vanádio e o tecnécio bem como de tipo II substâncias -os Supercondutores são: As temperaturas de transição de são ligas entre 18,05 K (nióbio, estanho, Nb3Sn) e 23,2 K (nióbio germânio, Nb3Ge). Ressonadores da cavidade supercondutora feitos de nióbio são usados em aceleradores de partículas (incluindo XFEL e FLASH em DESY em Hamburgo). Para gerar campos magnéticos de até 20 Tesla, são utilizados ímanes supercondutores com fios feitos de nióbio-estanho e nióbio-titânio., Por exemplo, 600 toneladas de nióbio-estanho e 250 toneladas de nióbio-titânio são utilizadas para o reactor experimental de fusão ITER. Os ímãs supercondutores do LHC também são feitos de ligas de nióbio.
instruções de segurança
Embora o nióbio é considerado não-tóxico, metalizado nióbio poeira irrita os olhos e a pele. O pó de nióbio é altamente inflamável.
a physiological mode of action of niobium is unknown.,>
| isótopo | NH | t1/2 | ZA | ZE (MeV) | ZP |
|---|---|---|---|---|---|
| 91Nb | {Syn.,} | 680 a | ε | 1,253 | 91Zr |
| 92Nb | {Syn.} | 3,47 · 107 a | ε | 2,006 | 92Zr |
| β- | 0,356 | 92Mo | |||
| 93Nb | 100 % | Stable | |||
| 93metaNb | {Syn.} | 16,13 a | IT | 0,031 | 93Nb |
| 94Nb | {Syn.} | 20300 a | β- | 2,045 | 94Mo |
| 95Nb | {Syn.,p>
Danger |
||||
| H and P phrases | H: 250 | ||||
| EUH: no EUH rates | |||||
| P: 222-231-422 | |||||
| Hazardous InformationPowder
Light- (F)
|
|||||
| R and S phrases | R: 11 | ||||
| S: 43 | |||||
