Niob

41. pierwiastek chemiczny

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.

Niob
cyrkon ← niob → molibden
Wygląd
metaliczny szary, anodowany jest niebieskawy
Niob
Widmo emisyjne niobu
Widmo emisyjne niobu
Ogólne informacje
Nazwa, symbol, l.a.

niob, Nb, 41
(łac. niobium)

Grupa, okres, blok

5 (VB), 5, d

Stopień utlenienia

III, V

Właściwości metaliczne

metal przejściowy

Właściwości tlenków

średnio kwasowe

Masa atomowa

92,906 ± 0,001[a][3]

Stan skupienia

stały

Gęstość

8570 kg/m³

Temperatura topnienia

2477 °C[1]

Temperatura wrzenia

4744 °C[1]

Numer CAS

7440-03-1

PubChem

23936

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)

Charakterystyka

edytuj
 
Blacha niobowa

Jest 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
2
O
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

edytuj

Występuje w skorupie ziemskiej w ilości 20 ppm. Minerałem tego pierwiastka jest kolumbit (Fe,Mn)Nb
2
O
6
.

Odkrycie

edytuj

Niob został odkryty w 1801 r. przez Charlesa Hatchetta.

Zastosowanie

edytuj
 
Przykładowe zastosowanie Niobu – rezonans magnetyczny

Otrzymuje 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].

  1. 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
  1. 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.).
  2. 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)
  3. Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
  4. Izabela Nowak, Maria Ziolek, Niobium Compounds: Preparation, Characterization, and Application in Heterogeneous Catalysis, „Chemical Reviews”, 99 (12), 1999, s. 3603–3624, DOI10.1021/cr9800208, PMID11849031 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
  5. He Jilin i inni, Niobium Metallurgy, [w:] The ECPH Encyclopedia of Mining and Metallurgy, Singapore: Springer Nature Singapore, 2024, s. 1440–1443, DOI10.1007/978-981-99-2086-0_841, ISBN 978-981-99-2085-3 (ang.).
  6. 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, DOI10.1021/cs400010q [dostęp 2024-09-21] (ang.).
  7. 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, DOI10.1016/j.jcat.2011.09.012 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
  8. 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.
  9. 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, DOI10.1007/s11144-023-02536-3 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
  10. 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, DOI10.1007/s11144-023-02392-1 [dostęp 2024-09-21] (ang.).
  11. John F. Papp, Niobium [online], U.S. Geological Survey, styczeń 2011 [dostęp 2013-09-17].
  12. Theresa von Rennenberg i inni, Circularity Reinforcement of Critical Raw Materials in Europe: A Case of Niobium, „Circular Economy and Sustainability”, 2024, DOI10.1007/s43615-024-00369-3 [dostęp 2024-09-21] (ang.).

Bibliografia

edytuj