олоду. Дуже важливо, що ніобій зберігає свої механічні властивості при високих температурах. Правда, як і у випадку ванадію, навіть невеликі домішки водню, азоту, вуглецю і кисню сильно зменшують пластичність і підвищують твердість. Ніобій стає крихким при температурі від - 100 до - 200 ° С.
Отримання ніобію в надчистого і компактному вигляді стало можливим із залученням техніки останніх років. Весь технологічний процес складний і трудомісткий. В принципі він ділиться на 4 етапи:
1. отримання концентрату: феррониобия або ферротанталоніобія;
. розтин концентрату - переклад ніобію (і танталу) в будь-які нерозчинні сполуки, щоб відокремити від основної маси концентрату;
. поділ ніобію і танталу й одержання їх індивідуальних сполук;
. здобуття і рафінування металів.
Перші два етапи досить прості та звичні, хоча і трудомісткі. Ступінь поділу ніобію і танталу визначається третім етапом. Прагнення отримати якомога більше ніобію і особливо танталу змусило вишукати новітні методи поділу: виборчої екстракції, іонного обміну, ректифікації сполук цих елементів з галогенами. У результаті отримують або оксид, або пятіхлоріди танталу і ніобію окремо. На останньому етапі застосовують відновлення вугіллям (сажею) в струмі водню при 1800 ° С, а потім температуру підвищують до 1900 ° С і знижують тиск. Одержаний при взаємодії з вугіллям карбід вступає в реакцію з Nb2O5:
2Nb2O5 + 5NbC=9Nb + 5CO3,
і з'являється порошок ніобію. Якщо в результаті відділення ніобію від танталу отриманий не оксид, а сіль, то її обробляють металевим натрієм при 1000 ° С і також отримують порошкоподібний ніобій. Тож при подальшому перетворенні порошку в компактний моноліт проводять переплавку в дугового печі, а отримання монокристалів особливо чистого ніобію використовують електроннопроменеву і зонну плавку.
. Оксиди ніобію і їх солі
Кількість сполук з киснем у ніобію невелика, значно менше, ніж у ванадію. Пояснюється це тим, що у з'єднаннях, відповідних ступеня окислення +4, +3 і +2, ніобій вкрай нестійкий. Якщо атом цього елемента почав віддавати електрони, він прагне віддавати всі п'ять, щоб оголити стабільну електронну конфігурацію.
Якщо порівнювати іони однієї і тієї ж ступеня окислення двох сусідів по групі - ванадію і ніобію, то виявляється посилення властивостей убік металів. Кислотний характер оксиду Nb2O5заметно слабкіше, ніж в оксиду ванадію (V). Кислоту при розчиненні він не утворює. Лише при сплавці з лугами або карбонатами проявляються його кислотні властивості:
O5 + 3Nа2СО3=2Nа3NbO4 + ЗС02
Ця сіль - ортониобат натрію - схожа на такі ж солі ортофосфорної і ортованадіевой кислот. Однак у фосфору і миш'яку ортоформа найстійкіша, а спроба отримати ортониобат в чистому вигляді не вдається. При обробці сплаву водою виділяється не сіль Nа3NbO4, а метаніобат NaNbO3. Це безбарвний труднорастворімий в холодній воді дрібнокристалічний порошок. Отже, в ніобію вкрай окислення більш стійкості не орто-, а мета-форма з'єднань.
З інших з'єднань оксиду ніобію (V) з основними оксидами відомі дініобати K4Nb2O7, що нагадують про пірокіслотах, і полініобати (як тінь поліфосфорних і поліванадіевих кислот) зі зразковими формулами K7Nb5O16.nH2O і K8Nb6O19.mH2O. Згадані солі, відповідальні вищому оксиду ніобію, містять цей елемент у складі аніона. Форма цих солей дозволяє вважати їх похідними ниобиевих. кислот. У чистому вигляді ці кислоти отримати не можна, так як їх скоріше можна розглядати як оксиди, мають зв'язку з молекулами води. Наприклад, мета-форма - це Nb2O5. H2O, а Орго-форма Nb2O5. 3H2O. Поряд з такого роду сполуками у ніобію є й інші, де він вже входить до складу катіона. Ніобій не утворює простих солей типу сульфатів, нітратів і т. Д. При взаємодії з гидросульфатом натрію NaHSО4 або з оксидом азоту N2О4 з'являються речовини зі складною катіоном: Nb2О2 (SО4) 3. Катіони в цих солях нагадують катіон ванадію з тією лише різницею, що тут іон п'ятизарядний, а у ванадію ступінь окислення в іоні ванадила дорівнює чотирьом. Такий же катіон NbO3 + входить, до складу деяких комплексних солей. Оксид Nb2O5 досить легко розчиняється у водному фтористоводородной кислоті. З таких розчинів можна виділити комплексну сіль K2 [NbOF6]. H2O.
На підставі розглянутих реакцій можна зробити висновок, що ніобій в своєї вищого рівня окислення може входити як до складу аніонів, так і до складу катіона. Це означає, що п'ятивалентні ніобій амфотерен, але все ж зі значним переважанням кислотних властивостей.
Існує декілька способів отримання Nb2O5. По-перше, взаємодія ніобію з киснем при нагріванні...
