Μια σύντομη ιστορία της ανακάλυψης στοιχείων Niobium και tantalum

Νιόβιοκαι το tantalum είναι στοιχεία από την 5η και 6η περίοδο της ομάδας VB του περιοδικού πίνακα, με σύμβολα στοιχείων NB και TA, ατομικούς αριθμούς 41 και 73 και σχετικές ατομικές μάζες 92.90638 και 180.9479 αντίστοιχα. Το Niobium και το tantalum είναι σπάνια μέταλλα υψηλής τήξης σε μη - σιδηρούχα μέταλλα. Το Niobium και το tantalum έχουν πολύ παρόμοιες ιδιότητες και ονομάζονται παρόμοια στοιχεία.

Διάγραμμα προϊόντος tantalum niobium

 

Διάβρωση - ανθεκτική ράβδος niobium

Υψηλής θερμοκρασίας ανθεκτικό στην πλάκα Niobium

Αντιοξειδωτικός σωλήνας νιοβίου

Ράβδος υψηλής καθαρότητας

Πλάκα αντοχής στη διάβρωση

Υψηλής θερμοκρασίας Tantalum Tube

Η ανακάλυψη του Niobium και του ταντάλου οφειλόταν στον σχηματισμό της χημείας ως επιστήμη στα μέσα του 18ου αιώνα και στην επακόλουθη ανάπτυξη της αναλυτικής χημείας ως ανεξάρτητο θέμα στη χημική επιστήμη. Το Niobium και το tantalum, όπως και κάποια άλλα στοιχεία, ανακαλύφθηκαν επίσης από τα νεοσυσταθέντα μεταλλεύματα μέσω της έρευνας. Λόγω των εξαιρετικά παρόμοιων ιδιοτήτων του Niobium και του ταντάλου, είναι δύσκολο να τα διαχωρίσουμε πλήρως. Η ανακάλυψή τους πέρασε μια μυστηριώδη και βασανιστική διαδικασία, με αποτέλεσμα το ενδιαφέρον φαινόμενο του Niobium να ανακαλύφθηκε δύο φορές και να έχει δύο ονόματα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Το 1650, ένα ορυκτό γνωστό ως σιδηρομετάλλευμα Niobium ανακαλύφθηκε στο Κοννέκτικατ, ΗΠΑ, το οποίο ήταν σκοτεινό μαύρο, διαφανές και είχε χρυσή υφή. Το 1753, η οικογένεια του πρώτου κυβερνήτη του κράτους έδωσε το ορυκτό στο Βρετανικό Μουσείο στο Λονδίνο. Το 1801, ο βρετανός χημικός Charles Hatchett (1765-1847) έλαβε αυτό το ορυκτό από το μουσείο. Ανακάλυψε ένα νέο οξείδιο από το ορυκτό, ενώ το μελετούσε και συνειδητοποίησε ότι αντιμετώπισε την ευκαιρία να ανακαλύψει ένα νέο στοιχείο. Ως εκ τούτου, εργάστηκε ενάντια στο χρόνο για να ολοκληρώσει το πείραμα για να προσδιορίσει τις διάφορες ιδιότητες του νέου οξειδίου σε μόλις τέσσερις μήνες και ανακοίνωσε επίσημα την ανακάλυψη του νέου στοιχείου στη Βασιλική Εταιρεία του Λονδίνου στις 26 Νοεμβρίου του ίδιου έτους. Κατά τον εορτασμό της ανακάλυψης της Αμερικής από τον Κολόμβο ως προέλευση του ορυκτού, το ονόμασε Columbium και ονόμασε το ορυκτό columbite.

Το 1802, ο Σουηδός χημικός Ander Gustaf Ekeberg (1767-1813) απομόνωσε ένα νέο μεταλλικό οξείδιο ενώ μελετούσε το ορυκτό που τώρα είναι γνωστό ως Tantalite, που ανακαλύφθηκε στο χωριό Kimito της Φινλανδίας το 1746 και το ορυκτό τώρα γνωστό ως Yttrite, που ανακαλύφθηκε στο Ytterby, Sweden. Ωστόσο, όλες οι προσπάθειες διάλυσης αυτού του οξειδίου απέτυχαν και η νέα ένωση ονομάστηκε Tantalus, ο γιος του Δία στην ελληνική μυθολογία, για την αντοχή του. Τιμωτήθηκε από τον Δία για να αποκαλύψει ένα μυστικό: στέκεται στο λαιμό βαθύ νερό, αλλά ανίκανος να πίνει νερό και να είναι κάτω από ένα δέντρο φρούτων. Δεν μπόρεσε να φάει φρούτα και να πάσχει από πείνα και δίψα για πάντα, αλλά επιμένει πεισματικά και ονόμασε τον εαυτό του.

Αν και ο Eckberg πίστευε ακράδαντα ότι αυτό που είχε ανακαλύψει ήταν ένα νέο στοιχείο. Ωστόσο, λόγω της ανακριβούς περιγραφής των ιδιοτήτων του ταντάλου, οι οποίες πάντα συνυπάρχουν με το Niobium και έχουν ιδιότητες τόσο παρόμοιες ώστε να είναι δύσκολο να διακριθούν, ήταν σύγχυση και προκάλεσε πολλούς διάσημους χημικούς εκείνη την εποχή να συμμετέχουν στη συζήτηση για το αν τα δύο στοιχεία ήταν τα ίδια. Μερικοί μελετητές πιστεύουν ακόμη ότι ο Eckberg επανέλαβε μόνο την ανακάλυψη του Colchicum. Αυτή η συζήτηση διήρκεσε σχεδόν 40 χρόνια έως ότου ο Γερμανός χημικός Heinrich Rose (1795-1864) το επιλύει για πρώτη φορά το 1844, ανέλυσε διάφορα ορυκτά tantalum niobium και διαπίστωσε ότι υπήρχε ένα άλλο νέο στοιχείο εκτός από το μολυβδαινικό κάθε φορά. Αυτό το νέο στοιχείο έχει δύο καταστάσεις σθένους, +3 και +5, ενώ το tantalum έχει μόνο ένα κράτος σθένους, +5. αλλά πίστευε ότι ήταν ένα άλλο νέο στοιχείο και το ονόμασε Niobium μετά την κόρη του Tantalus, Niobe, The Goddess of Tears, NB), για να υποδείξει την παρόμοια συγγένεια του με την Tantalum. Αυτό δίνει Niobium δύο στοιχειώδη ονόματα.

Η τελική λύση της συζήτησης έγκειται στο JCG Marignac (1817 - 1894, ο ανακαλύπτης των στοιχείων σπάνιων γαιών Yttrium και gadolinium), που ανακάλυψε για πρώτη φορά κατά τη διάρκεια του 1865-1866 ότι η πίεση ατμού του πενταχλωριιδίου του νιοβίου και του tantalum ήταν διαφορετικός και ότι η σολυστικότητα του σομοειδούς του συμπλόκου Niobium και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum και του Tantalum. Τα αραιωμένα μέσα του οξέος ήταν σημαντικά διαφορετικά. Επίσης, διαχωρίστηκε με επιτυχία το tantalum και το Niobium για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της φλουριδικής άλατος σταδιακής κρυστάλλωσης. Το επίτευγμά του έθεσε επίσης τα θεμέλια για την μεταγενέστερη παραγωγή μετάλλων Niobium και Tantalum. Το 1907, ο Chemist CW Balke (1880-1948) ήταν ο πρώτος που προσδιορίστηκε με ακρίβεια τη σχετική μοριακή μάζα του Niobium και του tantalum μετά από μελέτη διαφόρων ενώσεων του νιοβίου και του ταντάλου, αποδεικνύοντας τελικά ότι το Niobium και το Niobium είναι το ίδιο στοιχείο. Η έρευνα του Polger οδήγησε αργότερα τον Carl Pfanstiehl, Αμερικανό, για να καθιερώσει το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής Niobium και Tantalum στον κόσμο - Pfanstiehl Com. Ντε. Η εταιρεία μετονομάστηκε σε προϊόντα Fan Steel Com. Ine το 1918 και σταμάτησε την παραγωγή το 1989.

Μετά από συνυπάρχουσα για σχεδόν εκατό χρόνια, η Διεθνής Ένωση Θεωρητικής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IU - PAC) αποφάσισε το 1951 να ενοποιήσει το όνομά του (σύμβολο) ως Niobium (NB). Αλλά η Βόρεια Αμερική εξακολουθεί να χρησιμοποιεί το όνομα Columbia μέχρι σήμερα.

Το 1866, ο Σουηδός επιστήμονας CB Blonstrand παρήγαγε για πρώτη φορά το μεταλλικό Niobium μειώνοντας το χλωριούχο νιοβίου με υδρογόνο. Στα τέλη του 19ου αιώνα ανακαλύφθηκε μια μέθοδος για την παραγωγή νιουβίου από οξείδια: η γαλλική εταιρεία M'ASA χρησιμοποίησε μείωση του άνθρακα του οξειδίου του νιουβίου σε ηλεκτρικό κλίβανο για την παραγωγή μεταλλικού νιαβίου. Ένας άλλος επιστήμονας, ο Goldschmit, έλαβε μεταλλικό Niobium μέσω μείωσης του αλουμινίου.

Η παραγωγή μέταλλο tantalum ήταν νωρίτερα από το Niobium. Το 1825, ο Berzelius μείωσε το φλουοανταλικό κάλιο με μεταλλικό κάλιο για να αποκτήσει σκόνη ταντάλου χαμηλής καθαρότητας. Το 1866, ο Ross μείωσε το φθοροστεταστατικό νάτριο με μεταλλικό νάτριο για να παράγει υψηλή - Purity Tantalum Powder