Niob

Från Wikipedia
Hoppa till navigering Hoppa till sök
Niob
Nummer
41
Tecken
Nb
Grupp
5
Period
5
Block
d
V

Nb

Ta
ZirkoniumNiobMolybden
[Kr] 4d4 5s1
41Nb

Niobium crystals and 1cm3 cube.jpg

Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa92,906 37(1)[1] u
UtseendeGrå metallisk, blåaktig vid oxidation
Fysikaliska egenskaper
Densitet8 570 kg/m3 (273 K)
AggregationstillståndFast
Smältpunkt2 750 K (2 477 °C)
Kokpunkt5 017 K (4 744 °C)
Molvolym10,83 × 10-6 m3/mol
Smältvärme26,4 kJ/mol
Ångbildningsvärme696,6 kJ/mol
Atomära egenskaper
Atomradie145 (198) pm
Kovalent radie137 pm
JonisationspotentialFörsta: 652,1 kJ/mol
Andra: 1 380 kJ/mol
Tredje: 2 416 kJ/mol
Fjärde: 3 700 kJ/mol
(Lista)
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration[Kr] 4d4 5s1
e per skal2, 8, 18, 12, 1
Electron shell 041 Niobium - no label.svg
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd5, 3 (svag syra)
Elektronegativitet1,6 (Paulingskalan)
Diverse
Ljudhastighet3 480 m/s
Elektrisk konduktivitet6,93 106 A/(V × m)
Mohs hårdhet6
Identifikation
Historia
Stabilaste isotoper[2]
Huvudartikel: Niobisotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP
91Nb {syn.} 680 år ε 1,258 91Zr
92Nb {syn.} 3,47 * 107 år ε 2,0057 92Zr
93Nb 100 %
Stabil
93mNb {syn.} 16,12 år IT 0,0308 93Nb
94Nb {syn.} 20 300 år β- 2,045 94Mo
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Niob (tidigare på engelska columbium Cb[3]) är ett mycket sällsynt metalliskt grundämne som tillhör övergångsmetallerna.

Historia[redigera | redigera wikitext]

Niob upptäcktes första gången år 1801 av Charles Hatchett, genom framställning av niob(V)oxid ur det niobrika mineralet columbit. Han kallade det nyupptäckta ämnet columbium, efter upptäcktens anknytning till Amerika.[4] John Winthrop (sonson till John Winthrop den yngre, den förste guvernören i Connecticut)[5] hade sänt en samling mineral till Hans Sloane i England. Vid Sloanes död 1753 tillföll samlingen British Museum, där Hatchett nästan 50 år senare fick i uppdrag att identifiera och katalogisera mineralerna.[6][7]

Man trodde länge att ämnet var identiskt med tantal, upptäckt 1802 av Anders Gustaf Ekeberg. William Hyde Wollaston hade 1809 analyserat både columbit och tantalit och dragit slutsatsen att tantal är identiskt med columbium. Heinrich Rose visade 1844 att så inte var fallet och gav det lättare ämnet namnet niobium.[8] Metallen framställdes av den svenske kemisten Christian Wilhelm Blomstrand år 1864 genom att upphetta niobklorid i vätgas.[9][10]

Namnet niob kommer av Niobe, Tantalus dotter i den antika grekiska mytologin, och gavs på grund av ämnets likhet med tantal.[11] Namnet niob (Nb) accepterades på den europeiska kontinenten men i USA fortsatte man länge att kalla metallen columbium (Cb). I Storbritannien användes båda namnen. Först 1949 beslöt International Union of Pure and Applied Chemistry att niob skulle gälla för hela världen.[12]

Separation av niob från tantal[redigera | redigera wikitext]

Flera niobhaltiga mineral innehåller förutom grundämnet niob även en varierande halt av grundämnet tantal. Dessa två grundämnen är kemiskt mycket lika och därmed svåra att separera. De kan dock skiljas åt med olika metoder. Traditionellt har framför allt två metoder använts. Den första bygger på att man överför niob och tantal till klorid-form (NbCl5 respektive TaCl5) varefter de skiljs och renas genom destillation. Den andra metoden bygger på fraktionerad kristallisation där metallerna överförs till fluoridform med fluorvätesyra och kaliumfluorid. Tantal bildar kaliumfluorotantalat (K2TaF7) som kristalliseras ut medan niob bildar ett oxifluoroniobat med högre löslighet som inte kristalliserar förrän pH ändras. Denna metod kom dock i mitten av 1900-talet att ersättas av metoder som bygger på vätskeextraktion. Det kan t.ex. ske genom att mineral med de båda ämnena löses i till exempel fluorvätesyra, extraheras över till en organisk fas av t.ex. metylisobutylketon, tributylfosfat eller 1-oktanol, och därefter selektivt extraheras tillbaka till en vattenfas och sedan fälls ut t.ex. med hjälp av kaliumfluorid eller ammoniak. Denna princip har sedan vidareutvecklats till metoder där faserna separeras med membran.[13][14][15]

Förekomst[redigera | redigera wikitext]

Columbit[redigera | redigera wikitext]

Columbit är en viktig niobmalm. I denna är niob ofta förenat med järn (Fe) och mangan (Mn), utöver syre (O): (Fe,Mn)Nb2O6. Föreningen med järn kallas ferrocolumbit (järncolumbit), niobit eller columbit-(Fe),[16] med mangan manganocolumbit eller columbit-(Mn).[17]

Järncolumbit finns tillsammans med kryolit, på Grönland och i Norge, liksom tillsammans med granit på flera platser i såväl Europa som Nordamerika. Järnkolumbit bildar svarta, rombiska kristaller.

En columbitrik malm är coltan (columbit-tantalit), där columbiten bildat en fast lösning med det likartade tantal-rika mineralet tantalit ((Fe,Mn)Ta2O6).

Euxenit[redigera | redigera wikitext]

Ett annat mineral, som innehåller niob är euxenit, där även terbium ingår.

Niobföreningar[redigera | redigera wikitext]

  • Nioboxider, Nb2O5, Nb2O3

Användning[redigera | redigera wikitext]

Legeringar med niob används bland annat till extra starka svetsfogar och komponenter i jetmotorer.

Niobgruvor[redigera | redigera wikitext]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ ”CIAAW, Standard Atomic Weights Revised 2019”. IUPAC. https://www.ciaaw.org/atomic-weights.htm. Läst 18 februari 2021. 
  2. ^ ”Ground and isomeric state information for 93Nb”. nndc.bnl.gov. National Nuclear Data Center. https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/reCenter.jsp?z=41&n=52. Läst 18 februari 2021.  Grafiskt gränssnitt, övriga isotoper på båda sidor om 93Nb
  3. ^ Gullberg, Ingvar E. (1977). ”Svensk-engelsk fackordbok för näringsliv, förvaltning, undervisning och forskning”. P. A. Nordstedt & söners förlag. http://runeberg.org/svenfack/0595.html. Läst 15 februari 2016. 
  4. ^ Hatchett, Charles (1802). ”An analysis of a mineral substance from North America, containing a metal hitherto unknown”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London 92: sid. 49–66. doi:10.1098/rspl.1800.0045. https://books.google.com/books?id=c-Q_AAAAYAAJ&pg=PA49. 
  5. ^ Hans Sloane; Alexr Stuart; Robt Nesbitt; Cromwell Mortimer (1734). ”Winthrop, John: certificate of election to the Royal Society”. Royals Society. https://catalogues.royalsociety.org/CalmView/Record.aspx?src=CalmView.Catalog&id=EC%2f1734%2f01. Läst 18 februari 2021. ”John Winthorp of New England Esqr, Grandson of the Learned John Winthorp Esqr who was one of the first members of this Society, …” 
  6. ^ Hatchett, Charles (1802). ”Outline of the Properties and Habitudes of the Metallic Substance, lately discovered by Charles Hatchett, Esq. and by him denominated Columbium”. Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Arts I (januari): sid. 32–34. https://books.google.com/books?id=ylZwOmyBA7IC&pg=PA32. 
  7. ^ Enghag 1998, s. 127–128.
  8. ^ Enghag 1998, s. 129–130.
  9. ^ Anders Lennartsson, Periodiska systemet, Studentlitteratur, 2011
  10. ^ Enghag 1998, s. 132.
  11. ^ Carlquist, Gunnar, red (1937). Svensk uppslagsbok. Bd 19. Malmö: Svensk Uppslagsbok AB. sid. 1182 
  12. ^ Enghag 1998, s. 131.
  13. ^ Enghag, Per (1998). Jordens grundämnen och deras upptäckt, del 1. Stockholm: Industrilitteatur AB. sid. 133. ISBN 91-7548-511-7 
  14. ^ Ayanda, Olushola S.; Adekola, Folahan A.. Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering 10 (3): sid. 245-256. 
  15. ^ Ungerer, Marietjie (2012). ”Separation of Tantalum and Niobium by Solvent Extraction”. http://dspace.nwu.ac.za/bitstream/handle/10394/9850/ungerer_m.pdf?sequence=1. Läst 1 februari 2016. 
  16. ^ Barthelmy, David. ”Columbite-(Fe) Mineral Data”. Mineralogy Database, webmineral.com. http://webmineral.com/data/Columbite-%28Fe%29.shtml#.Uiog93_4Lkw. Läst 6 september 2013. 
  17. ^ Barthelmy, David. ”Columbite-(Mn) Mineral Data”. Mineralogy Database, webmineral.com. Arkiverad från originalet den 8 augusti 2013. https://web.archive.org/web/20130808165916/http://webmineral.com/data/Columbite-(Mn).shtml#.UioigH_4Lkw. Läst 6 september 2013. 

Källor[redigera | redigera wikitext]

  • Enghag, Per (1998). Jordens grundämnen och deras upptäckt, del 1. Några viktiga teknikmettaler. Stockholm: Industrilitteatur AB. sid. 127–135. ISBN 91-7548-511-7 
  • Kolumbit i Nordisk familjebok (andra upplagan, 1911)