Уральський державний гірничий університет
Реферат
На тему: Властивості ніобію
Група: М - 13-3
Студент: Мохнашін Микита
Зміст
1. Загальні відомості про елемент
. Фізичні властивості ніобію
. Хімічні властивості ніобію
. Ніобій у вільному стані
. Оксиди ніобію і їх солі
. З'єднання ніобію
. Застосування ніобію в різних галузях
. Видобуток ніобію на території Росії
. Країни лідери у виробництві ніобію
1. Загальні відомості про елемент
З елементом, що займає в менделєєвської таблиці 41-ю клітку, людство знайоме давно. Вік його нинішньої назви - ніобій - майже на півстоліття менше. Сталося так, що елемент №41 був відкритий двічі. Перший раз - в 1801 р англійський учений Чарльз Хатчет досліджував зразок вірного мінералу, присланого в Британський музей з Америки. З цього мінералу він виділив оксид невідомого раніше елемента. Новий елемент Хатчет назвав колумбием, відзначаючи тим самим його заокеанське походження. А чорний мінерал отримав назву колумбіт. Через рік шведський хімік Екеберг виділив з колумбіту окисел ще одного нового елемента, названого танталом. Подібність з'єднань Колумбія і танталу було таке велике, що протягом 40 років більшість хіміків вважало: тантал і колумбій - один і той же елемент.
У 1844 р німецький хімік Генріх Розі досліджував зразки колумбіту, знайдені в Баварії. Він знову виявив оксиди двох металів. Один з них був оксидом відомого вже танталу. Окисли були схожі, і, підкреслюючи їх схожість, Розі назвав елемент, який утворює другий оксид, ніобієм на ім'я Ніоби, дочки міфологічного мученика Тантала. Втім, Розі, як і Хатчет, не зумів отримати цей елемент у вільному стані. Металевий ніобій був вперше отриманий лише в 1866 р шведським вченим Бломстрандом при відновленні хлориду ніобію воднем. У кінці XIX ст. були знайдені ще два способи отримання цього елемента. Спочатку Муассан отримав його в електропечі, відновлюючи окисел ніобію вуглецем, а потім Гольдшмідт зумів відновити той же елемент алюмінієм. А називати елемент №41 в різних країнах продовжували по-різному: в Англії і США - колумбием, в інших країнах - ніобієм. Кінець цієї різноголосиці поклав Міжнародний союз чистої та прикладної хімії (ІЮПАК) в 1950 р Було вирішено повсюдно узаконити назва елемента «ніобій», а за основним мінералом ніобію так і закріпилося найменування «колумбіт». Його формула (Fe, Mn) (Nb, Ta) 2 Про 6.
Ніобій не випадково вважається рідкісним елементом: він дійсно зустрічається не часто і в невеликих кількостях, причому завжди у вигляді мінералів і ніколи в самородному стані. Цікава деталь: у різних довідкових виданнях кларк (вміст в земній корі) ніобію різний. Це пояснюється головним чином тим, що в останні роки в країнах Африки знайдені нові родовища мінералів, що містять ніобій. У «Довіднику хіміка», т. 1 (М., «Хімія», 1963) наведені цифри: 3,2 · 10-5% (1939 г.), 1 · 10-3% (1949 г.) і 2, 4 · 10-3% (1954 г.). Але й останні цифри занижені: африканські родовища, відкриті в останні роки, сюди не увійшли. Проте підраховано, що з мінералів вже відомих родовищ можна виплавити приблизно 1500000 т металевого ніобію.
. Фізичні властивості ніобію
Ніобій - блискучий сріблясто-сірий метал.
Елементарний ніобій - надзвичайно тугоплавкий (2468 ° C) і висококиплячий (4927 ° C) метал, дуже стійкий у багатьох агресивних середовищах. Усі кислоти, за винятком плавикової, не діють на нього. Кислоти-окислювачі «пасивують» ніобій, покриваючи його захисної окисної плівкою (№205). Але при високих температурах хімічна активність ніобію підвищується. Якщо при 150 ... 200 ° C окислюється лише невеликий поверхневий шар металу, то при 900 ... 1200 ° C товщина окисної плівки значно збільшується.
Кристалічні ґрати ніобію об'ємно центрована кубічна з параметром а=3,294?.
Чистий метал пластичний і може бути прокачаний в тонкий лист (до товщини 0, 01 мм.) в холодному стані без проміжного відпалу.
Можна відзначити такі властивості ніобію як висока температура плавлення і кипіння, більш низька робота виходу електронів в порівнянні з іншими тугоплавкими металами - вольфрамом і молібденом. Остання властивість характеризує здатність до електронної емісії (випускання електронів), що використовується для застосування ніобію в електровакуумної техніці. Ніобій також має високу температуру переходу в стан надпровідності.
Щільність 8,57 г/см 3 (20 ° С); t пл 2500 ° С...
