Niob
Niob (Nb, łac. niobium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa pochodzi od Niobe, córki Tantala z mitologii greckiej. W anglosaskiej literaturze dotyczącej metalurgii spotykana jest nazwa Columbium z symbolem Cb.
cyrkon ← niob → molibden | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
metaliczny szary, anodowany jest niebieskawy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Widmo emisyjne niobu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nazwa, symbol, l.a. |
niob, Nb, 41 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Grupa, okres, blok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stopień utlenienia |
III, V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Właściwości metaliczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Właściwości tlenków | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa atomowa | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stan skupienia |
stały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gęstość |
8570 kg/m³ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura topnienia |
2477 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Temperatura wrzenia |
4744 °C[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) |
Charakterystyka
edytujJest to stalowoszary, miękki, ciągliwy i kowalny metal, podobny właściwościami do tantalu. Nie ulega korozji nawet w wysokiej temperaturze, jest odporny na działanie mocnych kwasów nieorganicznych i wody królewskiej, a także stopionych alkaliów[4]. Reaguje, podobnie jak tantal, z kwasem fluorowodorowym, z utworzeniem kompleksu – kwasu sześciofluoroniobowego(V):
- 2Nb + 12HF → 2NbF−
6 + 2H+
+ 5H
2↑
W środowisku niekompleksującym jony niobu nie istnieją – strąca się wodorotlenek Nb(OH)
5. Niob tworzy tlenek Nb
2O
5, który reaguje z roztopionymi alkaliami, tworząc niobiany, rozpuszczalne w wodzie tylko przy wysokim pH. Jony niobu na V stopniu utlenienia są bezbarwne, na IV i III stopniu utlenienia mają zabarwienie.
Występowanie
edytujWystępuje w skorupie ziemskiej w ilości 20 ppm. Minerałem tego pierwiastka jest kolumbit (Fe,Mn)Nb
2O
6.
Odkrycie
edytujNiob został odkryty w 1801 r. przez Charlesa Hatchetta.
Zastosowanie
edytujOtrzymuje się go na skalę przemysłową i stosuje do produkcji stopów z żelazem i niklem, a także w technice jądrowej[5]. Stopy niobu z cyną i glinem wykazują właściwości nadprzewodzące. Katalizatory zawierające tlenek niobu są przydatne do produkcji kwasu akrylowego[6][7][8], krakingu węglowodorów[9] i hydrorafinacji frakcji ropy naftowej[10].
W 2010 roku wydobyto łącznie ok. 63 tys. ton niobu, z czego 58 tys. ton (ok. 92%) w Brazylii, zaś 4,42 tys. ton (ok. 7%) w Kanadzie[11]. Ze względu na znaczenie niobu w działalności gospodarczej i wysokie ryzyko dostaw, UE zaliczyła niob do surowców krytycznych[12].
Uwagi
edytuj- ↑ Podana wartość stanowi przybliżoną standardową względną masę atomową (ang. abridged standard atomic weight) publikowaną wraz ze standardową względną masą atomową, która wynosi 92,90637 ± 0,00001. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
Przypisy
edytuj- ↑ a b David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-24, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
- ↑ Niobium (nr 262722) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
- ↑ Izabela Nowak , Maria Ziolek , Niobium Compounds: Preparation, Characterization, and Application in Heterogeneous Catalysis, „Chemical Reviews”, 99 (12), 1999, s. 3603–3624, DOI: 10.1021/cr9800208, PMID: 11849031 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
- ↑ He Jilin i inni, Niobium Metallurgy, [w:] The ECPH Encyclopedia of Mining and Metallurgy, Singapore: Springer Nature Singapore, 2024, s. 1440–1443, DOI: 10.1007/978-981-99-2086-0_841, ISBN 978-981-99-2085-3 (ang.).
- ↑ Kazuhiko Amakawa i inni, Multifunctionality of Crystalline MoV(TeNb) M1 Oxide Catalysts in Selective Oxidation of Propane and Benzyl Alcohol, „ACS Catalysis”, 3 (6), 2013, s. 1103–1113, DOI: 10.1021/cs400010q [dostęp 2024-09-21] (ang.).
- ↑ Michael Hävecker i inni, Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid, „Journal of Catalysis”, 285 (1), 2012, s. 48–60, DOI: 10.1016/j.jcat.2011.09.012 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
- ↑ Lénárd-István Csepei , Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts, Technische Universität Berlin, 2011 [dostęp 2024-09-21] (ang.), rozprawa doktorska.
- ↑ William de Rezende Locatel i inni, Effect of steam on the modification of Brønsted/Lewis acidity of Nb–Mn mixed oxide catalysts, „Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis”, 137 (1), 2024, s. 251–268, DOI: 10.1007/s11144-023-02536-3 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
- ↑ Carlos F. Linares , Pablo Bretto , Hydrotreating of light cycle oil over CoMo catalysts supported on niobia-alumina or niobia-silica, „Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis”, 136 (2), 2023, s. 837–849, DOI: 10.1007/s11144-023-02392-1 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
- ↑ John F. Papp , Niobium [online], U.S. Geological Survey, styczeń 2011 [dostęp 2013-09-17] .
- ↑ Theresa von Rennenberg i inni, Circularity Reinforcement of Critical Raw Materials in Europe: A Case of Niobium, „Circular Economy and Sustainability”, 2024, DOI: 10.1007/s43615-024-00369-3 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
Bibliografia
edytuj- Jerzy Minczewski , Zygmunt Marczenko , Chemia analityczna. 1. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa: PWN, 2001, ISBN 83-01-13498-4, ISBN 83-01-13499-2, OCLC 749313943 .