Niobium

Een interessante toepassing van niobium is als element voor sieraden, omdat het iriserende tonen van prachtige rode, blauwe, gouden en groene kleuren kan krijgen. Evenzo wordt het vaak gebruikt in onder meer de petrochemische, metallurgische, ruimtevaart- en glasindustrie. Ontdek hoe de gunstige fysische en chemische eigenschappen het tot een zeer veelzijdig element maken.

Wat is niobium?

Het chemische element Niobium, ook bekend als Columbium, is een zacht, taai en kneedbaar overgangsmetaal, bestand tegen corrosie en hoge temperaturen. Bovendien is het een witachtig grijsachtige elektrische supergeleider.

Niobium-symbool

Nb Het symbool van Niobium is afgeleid van de Griekse mythologie met het woord Niobe waarvan de betekenis Dochter van Tantalus is. De naam Niobium werd aangewezen toen het werd geïsoleerd van het element Tantaliet, ter ere van de dochter van de Griekse koning Tantalus, heldin van tranen. Echter, zoals sommigen het metaal nog steeds Columbio noemen, neemt het de Cb-symboliek over.

Kenmerken van niobium

Het valt op door zijn hoge weerstand tegen corrosie en zuren. Het wordt echter over het algemeen aangetast door oxidatiemiddelen, alkaliën en fluorwaterstofzuur. Het kan ook diëlektrische oxidelagen vormen. Aan de andere kant genereert het oxidatiegetal +5 tartraat, fluoride, peroxide en oxalaat. Andere bijzonderheden zijn:

  • Chemische reactiviteit : Reageert doorgaans met koolstof, zuurstof, stikstof, halogenen en zwavel.
  • Oplosbaarheid : In de gesmolten fase is het mengbaar met ijzer, maar niet oplosbaar in water.
  • Smelten en koken : Hoewel het een hoog smeltpunt heeft, heeft het een lage dichtheid in vergelijking met andere metalen.
  • Ductiliteit : Het kan gemakkelijk tot draden worden vervormd, hoewel het bij uitrekking resistent en hard wordt zonder broos te zijn.
  • Conditie : De gewone aggregatietoestand is solide.
  • Kleur : Het lijkt glanzend, zilverachtig en metaalachtig, maar het metaal heeft bij kamertemperatuur een blauwachtige tint.
  • Supergeleider : Het is een perfecte elektrische geleider, omdat hij goed bestand is tegen de doorgang van elektrische stroom.
  • Kristalstructuur : De structuur is kubisch gecentreerd, wat betekent dat 8 van de atomen een kubus vormen en dat er binnenin één enkel atoom zit.
  • Temperatuur : Het is zeer goed bestand tegen hoge temperaturen zonder te ontbinden of te smelten.
  • Magnetische orde : Het is een paramagnetisch element.

Chemische en fysische eigenschappen van niobium

  1. Atoomnummer : 41
  2. Atoomstraal (Å) : 198 pm
  3. Dichtheid (g/ml) : 8570 kg/m³
  4. Covalente straal (Å) : 137 pm
  5. Kookpunt : 4744 °C (5017 K)
  6. Eerste ionisatiepotentieel (eV) : 652,1 kJ/mol
  7. Geluidssnelheid : 3480 m/s bij 293,15 K
  8. Smeltpunt : 2477°C (2750K)
  9. Oxidatietoestanden : +5, +3, +2, +4
  10. Elektronische configuratie : [Kr]4d 4 5s 1
  11. Atoommassa (g/mol) : 92,90638
  12. Verdampingsenthalpie : 696,6 kJ/mol
  13. Elektronegativiteit : 1.6
  14. Oxide : Enigszins zuur
  15. Soortelijke warmte : 265 J/(K-kg)
  16. Smeltenthalpie : 26,4 kJ/mol
  17. Elektronen per niveau : 2, 8, 18, 12, 1

Oorsprong van niobium

Volgens de geschiedenis van Niobium ontdekte John Winthrop in 1734 een vreemd mineraal in Massachusetts, Verenigde Staten. Vervolgens bereidde hij zich voor om het naar Brits grondgebied te sturen, waar het in de loop van het jaar werd blootgelegd, onderzocht en bestudeerd door scheikundige Charles Hatchett. 1801. Na talrijke observaties en analyses gaven de Engelsen hem de naam Columbio en werden zo de ontdekker van Niobium. Later vergeleek natuurkundige William Hyde Wollaston het in 1809 met andere elementen en concludeerde ten onrechte dat Columbium en Tantalum hetzelfde waren.

Later werkte de Duitse chemicus Heinrich Rose in 1844 met columbiet en tantaliet en scheidde elk monster in zure vormen, die hij niobinezuur noemde. Vervolgens slaagde de Zwitser Jean Charles de Marignac erin metallisch Niobium te isoleren door het te verwarmen met chloride. Vervolgens werd in 1949 de officiële naam aangenomen.

Waar wordt niobium voor gebruikt?

Het wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van staal, omdat het wordt gebruikt om verbindingen te binden met als doel de sterkte en weerstand tegen hoge temperaturen en corrosie te vergroten. Op dezelfde manier wordt de niobium-staallegering onder meer gebruikt in de chemische, lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie. Ontdek andere apps:

  • Supergeleidende magneten: In een legering van titanium, tin en aluminium wordt het element tot draad geëxtrudeerd en gegoten om supergeleidende magneten te vormen.
  • Glazen lenzen en schermen: Het glas is bedekt met een fijn metaalpoeder om het licht te verspreiden, zonder het in te trekken of te absorberen, en om een grotere weerstand tegen reflectie te hebben.
  • Deeltjesversnellers: Sommige elektronenversnellers bevatten kamers die zijn gevormd uit het gelegeerde of zuivere element niobium.
  • Natriumdamplampen: In de metalen voet van deze lampen wordt een niobium-zirkoniumlegering gebruikt.
  • Munten: Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van bimetaalmunten, vanwege de eigenschap om van kleur te veranderen.
  • Sieraden: Wanneer het wordt verwarmd of door een elektrisch veld wordt geleid, krijgt het prachtige tinten om broches, hoepels, oorbellen, studs en spelden te maken.

Samenvattend is niobium een corrosiebestendig, kneedbaar, ductiel, zacht, ferro-overgangsmetaal dat bestand is tegen hoge temperaturen. Bovendien reageert het met zuurstof, koolstof, zwavel, halogenen en stikstof. Evenzo is het een paramagnetisch element, elektrische supergeleider en onoplosbaar in water.