Lühike ajalugu elementide avastamise kohta niobium ja tantaal

Nioobiumja tantaal on perioodilise tabeli VB -rühma 5. ja 6. perioodi elemendid, koos elementide sümbolitega NB ja TA, aatominumbrid 41 ja 73 ning suhtelise aatomimassiga vastavalt 92.90638 ja 180,9479. Nioobium ja tantaal on harvaesinevad kõrged sulamistemperatuurid metallides. Nioobiumil ja tantaalil on väga sarnased omadused ja neid nimetatakse sarnasteks elementideks.

Tantalum niobium produktiskeem

 

Korrosioonikindel nioobiumvarras

Kõrge temperatuuriga vastupidav niobiumplaat

Antioksüdantne niobiumtoru

Kõrge puhtus tantaalvarras

Korrosioonikindel tantaalplaat

Kõrge temperatuuriga vastupidav tantaaltoru

Nioobiumi ja tantaaluse avastamine oli tingitud keemia kui teaduse moodustumisest 18. sajandi keskel ja sellele järgnenud analüütilise keemia kasv kui sõltumatu subjekt keemiateaduses. Nioobium ja tantaal, nagu ka mõned muud elemendid, avastati ka uute avastatud maakide kaudu uuringute kaudu. Nioobiumi ja tantaalmi äärmiselt sarnaste omaduste tõttu on neid keeruline täielikult eraldada. Nende avastus läbis salapärase ja piinliku protsessi, mille tulemusel avastati kaks korda Nioobiumi ja pikka aega kaks nime.

Aastal 1650 avastati USA -s Connecticutis Niobium rauamaagi nime all tuntud mineraal, mis oli tume must, läbipaistev ja millel oli kuldne tekstuur. Aastal 1753 kinkis riigi esimese kuberneri perekond Londoni Briti muuseumile. 1801. aastal hankis Briti keemik Charles Hatchett (1765-1847) selle mineraali muuseumist. Ta avastas mineraalilt uue oksiidi ja mõistis, et ta seisab silmitsi võimalusega avastada uus element. Seetõttu töötas ta aja vastu eksperimendi lõpuleviimiseks, et teha kindlaks uue oksiidi erinevad omadused vaid nelja kuu jooksul, ja teatas ametlikult uue elemendi avastamisest Londoni kuninglikus seltsis sama aasta 26. novembril. Columbuse ameeriklaste avastamise kui mineraali päritolu mälestuseks nimetas ta seda Columbiumiks ja nimetas mineraal Columbidiks.

Aastal 1802 eraldas Rootsi keemiku Ander Gustaf Ekeberg (1767-1813) uue metalloksiidi, uurides samal ajal kui tantaliiti tuntud mineraali, mis avastati 1746. aastal Soomes Kimito külas, ja nüüd yttriidina tuntud mineraal, mida avastati Ytterby's, Swedenis. Kuid kõik katsed seda oksiidi lahustada ebaõnnestusid ja uus ühend nimetati Kreeka mütoloogias Zeusi pojaks Tantalus. Zeus karistas teda saladuse paljastamise eest: seistes kaelas sügavas vees, kuid ei suutnud vett juua ja puuviljapuu all olla. Ei suutnud puuvilju süüa ja nälga ja janu kannatada igavesti, kuid ta püsis kangekaelselt ja nimetas end tantaaliks.

Ehkki Eckberg uskus kindlalt, et see, mida ta oli avastanud, oli uus element. Kuna ta on ebatäpse kirjelduse tõttu Tantalumi omaduste kohta, mis eksisteerivad alati Niobiumiga ja millel on omadused nii sarnased, et neid on keeruline eristada, oli see segane ja põhjustas sel ajal palju kuulsaid keemikud, et osaleda arutelus selle üle, kas need kaks elementi olid samad. Mõned teadlased usuvad isegi, et Eckberg kordas ainult Colchicumi avastamist. See arutelu kestis ligi 40 aastat, kuni Saksamaa keemiku Heinrich Rose (1795-1864) lahendas selle esmakordselt 1844. aastal. Ta analüüsis erinevaid Tantalumi niobiumi mineraale ja leidis, et iga kord oli lisaks Molybdenumile veel üks uus element. Sellel uuel elemendil on kaks valentsiseisundit, +3 ja +5, samas kui Tantalumil on ainult üks valentsusseisund, +5., kuid ta uskus, et see on veel üks uus element ja nimetas seda Niobium pärast Tantaluse tütart, Niobe, pisarate jumalanna, NB -ga), mis on sarnane AST -ga. See annab niobiumile kaks elementaarset nime.

Arutelu lõplik lahendus seisneb JCG Marignacis (1817-1894, haruldaste muldmetallide elementide yttrium ja gadoliinium), kes avastas esmakordselt 1865-1866, et niobiumi ja tantaalumi pentakloriidide aururõhk oli erinev, mis oli erinev, mis oli oluline kaaliumi fluoriidide lahustuvus. Samuti eraldas ta esimest korda edukalt tantaal ja niobium, kasutades fluoriidi soola järkjärgulist kristallimismeetodit. Tema saavutus pani aluse ka hilisemaks tootmiseks Niobiumi ja tantaalmetallide tootmiseks. 1907. aastal oli keemik CW Balke (1880–1948) esimene, kes määras täpselt nioobiumi ja tantaalumi suhtelise molekulmassi pärast nioobiumi ja tantalumi erinevate ühendite uurimist, tõestades lõpuks, et nioobium ja niobium on sama element. Polgeri uurimistöö viis hiljem ameeriklase Carl Pfanstiehl, et luua maailma esimene Niobium ja Tantalumi tootmistehas - Pfanstiehl com. Ine. Ettevõte nimetati ümber Fan Steel Products com. INE 1918. aastal ja lõpetas tootmise 1989. aastal.

Pärast peaaegu sada aastat koos eksisteerimist otsustas rahvusvaheline teoreetilise ja rakendatud keemia liit (IU-PAC) 1951. aastal oma nime (sümbol) ühendada Niobium (NB). Kuid Põhja -Ameerika kasutab nime Columbia tänapäevani.

Aastal 1866 tootis Rootsi teadlane CB Blonstrand kõigepealt metallist nioobiumi, redutseerides vesinikuga nioobiumkloriidi. 19. sajandi lõpus avastati oksiididest nioobiumi tootmise meetod: Prantsuse ettevõte M'ASA kasutas metallilise nioobiumi tootmiseks elektriahjus niobiumoksiidi süsiniku süsiniku vähendamist; Teine teadlane, Goldschmit, sai alumiiniumi vähendamise kaudu metallilise nioobiumi.

Tantaami metalli tootmine oli varem kui niobium. Aastal 1825 vähendas Berzelius kaaliumi fluotantalaadi metallilise kaaliumiga, et saada madal puhtus tantaalpulber. Aastal 1866 vähendas Ross metallilise naatriumiga naatriumfluorotantaati, et saada kõrge puhtusarja tantaalpulber