Привет. Сегодня мы поговорим про металл, в ядре атома которого 41 протон. А это значит, что в неионизированном состоянии он содержит ещё и 41 электрон. Это ниобий. По распространённости в земной коре он занимает 34 место.
Поехали.
Все металлы, имеющие высокую температуру плавления и высокую устойчивость к окислению, обладают множеством и других общих свойств. Например, ниобий и тантал настолько похожи друг на друга по свойствам и природному распространению, что до 1866 года вообще никто не догадывался, что на самом деле это два разных металла.
Ниобий был первым из двух, который был идентифицирован. Это случилось в 1801 году. Выделил элемент британский химик и минералог Чарльз Хэтчет.
Дело было так: работая в Британском музее, Хэтчет внезапно почувствовал, как кто-то за спиной прошептал «посмотри не меня…» Учёный обернулся, но никого сзади не было. Он продолжил трудиться, но шёпот повторился. И тогда Хэтчет снова повернулся и решительно прошёл несколько шагов, пока не наткнулся в полутьме на несколько пыльных ящиков. Впоследствии выяснилось, что это были ящики с коллекцией минералов, прибывшей несколько десятков лет назад из американских колоний. Она считалась утерянной. И давно была списана с баланса.
Учёный стряхнул пыль с верхнего ящика и открыл его. То, что он увидел, мгновенно очаровало исследователя: внутри таинственно поблёскивал образец какого-то неизвестного минерала.
В голове у химика сразу же застучала до боли в глазах одна и та же фраза «Анализ, срочно анализ!». И застучала не зря. Исследуемый образец содержал ранее неизвестный элемент, который исследователь назвал «колумбием» в честь Колумбии, символического женского воплощения Соединённых Штатов, а сам минерал получил имя «колумбит».
Люди, узнав об этом открытии, ликовали. Народ вздохнул с облегчением и стал широко праздновать удивительное событие. На Земле наступил мир и коммунизм, и все радовались (шутка).
Реальность, на самом деле, оказалось суровее. Вскоре открытие Хэтчетта было раскритиковано британским химиком Уильямом Хайдом Волластоном, который утверждал, что колумбий, на самом деле, является тем же самым элементом, который был обнаружен в другом минерале шведским химиком Андерсом Густавом Экебергом.
Хайд, выступая с высоких трибун, размещённых на полностью заполненных волнующимися людьми огромных площадях европейских столиц, буквально кричал, сжимая свою кожаную кепку в правой руке, что «тантал» (название элемента, данное ему Экебергом в честь греческого мифологического персонажа Тантала) – это и есть колумбий!
Ситуация накалялась. И только в 1845 году немецкий химик Генрих Розе проанализировал тот же минерал, что изучал Экеберг (который впоследствии был назван «танталитом»), и к изумлению публики, объявил, что образец, на самом деле, содержит два элемента! И что помимо тантала, там есть и другой металл, который исследователь назвал «ниобий» в честь Ниобы, дочери Тантала.
Впоследствии оказалось, что химический элемент, который Розе назвал «ниобием» - это тот металл, который открыл Хэтчет ещё в 1801 году.
Окончательно ниобий был выделен в 1864 году независимо Кристианом Бломстрандом и Жаном Шарлем Галиссаром де Мариньяком, что положило конец всем сомнениям в его существовании. Однако осталась одна нерешённая деталь относительно названия: и ниобий, и колумбий широко использовались химиками без какого-либо стеснения и каких-либо договорённостей.
Даже несмотря на решение Международного союза теоретической и прикладной химии в 1950 году использовать слово «ниобий» в качестве единственного официального названия металла, в некоторых кругах его до сих пор так и называют колумбием.
Трудность различения ниобия и тантала была обусловлена не только их химическим сходством, но и тем фактом, что эти два элемента никогда не встречаются отдельно друг от друга в дикой природе. Помимо колумбита и танталита, эти два металла встречаются вместе в минералах эвксените, манганоколумбите, манганотанталите, эшините, самарските, симпсоните, тапиолите и пирохлоре. Последний является основном коммерческом источником ниобия, который извлекается из него в виде феррониобия.
Метод де Мариньяка по отделению ниобия от тантала с помощью фракционной кристаллизации оставался основным в течение многих лет, хотя впоследствии были разработаны другие методы, такие, как например экстракция жидкость-жидкость. Всё это стало возможным благодаря разной плотности металлов, причём плотность ниобия примерно вдвое меньше, чем у тантала.
Ниобий – мягкий и блестящий переходный металл серого цвета. Он пластичен и податлив. По сравнению с другими тугоплавкими металлами ниобий имеет самую низкую плотность, температуру плавления (2467°С), модуль упругости и теплопроводность, а также самый высокий коэффициент теплового расширения.
Тонкая плёнка оксида ниобия, имеющая цвет от жёлто-зелёного до синего, обеспечивает хорошую защиту поверхности, что делает металл устойчивым к коррозии и воздействию кислот.
В сочетании с высокой прочностью и температурой плавления устойчивость ниобия к окислению делает его важным компонентом сплавов, что позволяет использовать металл при высоких температурах и при высоких нагрузках. С его использованием производят оборудование для сжигания мусора, реактивные и ракетные двигатели, газопроводы, а также корпуса космических аппаратов.
Ниобий также используется в ядерных реакторах из-за низкого сечения захвата нейтронов. Добавление ниобия в углеродистые и легированные стали увеличивает их прочность, ударную вязкость и улучшает обрабатываемость.
Ниобиевые сплавы часто используются при изготовлении стержней для дуговой сварки некоторых марок нержавеющей стали и в дуговых уплотнениях натриевых ламп высокого давления.
Одним из первых коммерческих применений металла было производство из него нитей ламп накаливания, однако позже ниобий был вытеснен вольфрамом.
Ниобий нетоксичен и не вступает в реакцию с тканями человека, поэтому часто используется при изготовлении хирургических имплантатов и медицинских устройств. Ниобий можно наносить на металлические поверхности путём анодирования, и ещё он используется в некоторых ювелирных изделиях.
Ниобий имеет самую большую глубину проникновения магнитного поля среди всех элементов и, наряду с ванадием и технецием, является одним из трёх сверхпроводников II типа — материалов, которые проявляют сверхпроводимость как при сильных электрических токах, так и в мощных магнитных полях.
Вы можете сказать автору СПАСИБО👉 Сбер, Юмани, Вконтакте
Сплав ниобий-олово (Nb3Sn) (станнид триниобия) был первым подобным материалом, обнаруженным в 1961 году в Bell Labs. Ниобий-оловянные проволоки, ниобий-циркониевые проволоки и ниобий-титановые проволоки используются в мощных сверхпроводящих магнитах в сканерах МРТ, приборах ядерного магнитного резонанса и ЦЕРН.
Оксид ниобия используется при производстве металлического стекла и «умных» окон, а также всё чаще в электронике и оптике из-за его высокой диэлектрической проницаемости.
Благодаря схожим свойствам и более широкой доступности ниобий является потенциальным более дешёвым заменителем тантала, используемого в конденсаторах и транзисторах.
90 процентов ниобия добывается в Бразилии – более 75 000 тонн в год. И там же находятся его крупнейшие месторождения - около 70 процентов всех мировых запасов. Россия добывает около 500 тонн металла в год. Запасы - около 25 процентов от мировых. Цена ниобия на рынках планеты – 26-28 долларов США за килограмм.
Всем добра.
Категорически рекомендую:👇
Тем, кто следит за здоровьем*👇
Тем, кто любит путешествовать*👇
Тем, кто хочет стать моим другом!*👇
*Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543
