Niob

Niob, Nb, je kov využívaný ve speciálních slitinách a elektrotechnice. Jde o monoizotopický (93Nb) prvek. Objeven byl roku 1801. Jeho kritická teplota je 9,2 K a je silně závislá na nečistotách.

Atomové číslo41Počet stabilních izotopů1
Atomová hmotnost92,9063Elektronová konfigurace[Kr] 4d4 5s1
Teplota tání [°C]2477Teplota varu [°C]4744
Elektronegativita1,6Hustota [g.cm-3]8,57

Výskyt a výroba

V zemské kůře (20 ppm) i mořské vodě je tento prvek vzácný, nejznámějšími minerály jsou columbit ((Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6) a coltan ((Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6). Získávání čistého niobu je komplikováno vysokou podobností s tantalem, který se nachází ve všech jeho rudách.

Prvním krokem přípravy niobu je reakce směsi oxidů niobu a tantalu s kyselinou fluorovodíkovou.

Ta2O5 + 14 HF → 2 H2[TaF7] + 5 H2O
Nb2O5 + 10 HF → 2 H2[NbOF5] + 3 H2O

Cyklohexanon

Následuje extrakce vodného roztoku fluoridů pomocí cyklohexanonu a následné srážení pomocí fluoridu draselného nebo amoniaku.

H2[NbOF5] + 2 KF → K2[NbOF5]↓ + 2 HF
2 H2[NbOF5] + 10 NH4OH → Nb2O5↓ + 10 NH4F + 7 H2O

Posledním krokem je redukce, tu lze provést několika způsoby, např. aluminotermicky:

3 Nb2O5 + Fe2O3 + 12 Al → 6 Nb + 2 Fe + 6 Al2O3

nebo ve větším měřítku redukce vodíkem:

Nb2O5 + 5 H2 → 2 Nb + 5 H2O

Chemické vlastnosti

Elektronová konfigurace valenční slupky je 4d4 5s1, to je dáno velmi malým rozdílem energií mezi orbitaly 5s a 4d, který je menší než párovací energie v orbitalu 5s.

Chemicky je podobný tantalu a zirkoniu. Tvoří sloučeniny v oxidačních stavech +5 až -1, nejběžnější je +5. V nižších oxidačních stavech pozorujeme často vazbu Nb-Nb.

NMR

Niob je monoizotopický prvek, standardem pro 93Nb NMR je NbOCl3.

Spin9/2
Zastoupení v přírodě [%]100 %
Citlivost vzhledem k 1H0,48
Rezonanční frekvence v poli 1 T10,4065
Jaderný magnetický moment+6.1705

Odkazy

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.