Niobium (Nb) is een zeldzaam metaal, een overgangselement en het 33e meest voorkomende element op de aardkorst. Niobium is belangrijk voor de moderne samenleving, omdat niobiumlegeringen veelvuldig worden gebruikt in zowel op staal gebaseerde constructie als wetenschappelijke apparatuur, met name apparatuur die is ontworpen om de aarde te verlaten.

Basisinformatie

Niobium is afgekort tot Nb en is element nummer 41 in het periodiek systeem. Het heeft een atoomgewicht van 92.90638 en een soortelijk gewicht van 8.57. Niobium heeft een smeltpunt van 2750 K (2477 ° C of 4491 ° F) en een kookpunt van 5017 K (4744 ° C of 8571 ° F). Niobium kan een valentie hebben van +2, +3, +4 of +5. Niobium is een zacht, zilvergrijs, ductiel metaal, dat bij kamertemperatuur (20 ° C) solide blijft.

Ontdekking

In 1734 ontdekte Connecticut gouverneur John Winthrop the Younger een nieuwe mineraal en noemde het Columbiet. Hij stuurde het naar het British Museum in Londen, waar het bleef tot 1801 toen Charles Hatchett het analyseerde en ontdekte dat de Columbite een onbekend element bevatte. Hatchett kon het element niet isoleren, maar noemde het columbium. Acht jaar later theoretiseerde William Hyde Wollaston dat columbium eigenlijk het element Tantalum was. (Dit was een gemakkelijke vergissing, aangezien tantalium en niobium sterk op elkaar lijken.)

Hernoemen van de naam

In 1844 werd Niobium herontdekt toen Heinrich Rose twee nieuwe zuren produceerde uit monsters van Columbite en Tantaliet. De zuren waren zeer vergelijkbaar, en daarom noemde Rose er een van hen, namelijk niobic acid en een van hen Pelopic acid. (Niobe en Pelops zijn de twee kinderen van Tantalus in de Griekse mythologie.) In 1864 slaagde Christian Wilhelm Blomstrand erin het element in nikkel-zuur te isoleren, en aldus was de metaalachtige vorm van Niobium uiteindelijk het bewijs van het element Niobium, de naam die werd gebruikt voor de element ooit genoemd columbium.

Chemische verbindingen

De twee belangrijkste verbindingen gemaakt van niobium zijn niobiumnitride en niobiumcarbide. Niobiumnitride is een combinatie van niobium en stikstof en is een verbinding die dient als een supergeleider bij lage temperaturen. Niobiumnitride wordt vaak gemengd met andere geleidende metalen, zoals aluminium, tin en titanium, om nog meer supergeleidend materiaal te maken. Niobiumcarbide is een combinatie van niobium en koolstof en is een hard materiaal met een hoge brekingsindex.

Functies

Niobiumcarbide wordt gebruikt in zeer sterke staal-legeringen om de sterkte en weerstand van de staal tegen hitte en corrosie. Niobiumnitride, en daaruit vervaardigde supergeleidende draden, worden vaak gebruikt om supergeleidende magneten te maken voor gebruik in MRI-apparatuur, massaspectrometers en andere wetenschappelijke toepassingen. Niobium wordt soms gebruikt als een beschermende coating, soms gebruikt in sieraden en soms gebruikt bij het maken van lenzen.

Potentieel

Eigenschappen van Niobium maken het een aantrekkelijk materiaal voor condensatoren en kunnen op een dag vervangen worden tantaal. De supergeleidende magneten gemaakt van Niobium hebben een aantal veelbelovende potentiële toepassingen, vooral op het gebied van energie-efficiëntie. Apparaten voor energieopslag en transformatoren kunnen effectiever worden gemaakt met niobium en zorgen voor een eenvoudigere overdracht van elektriciteit. Als we verder in de toekomst kijken, zijn elektrische motoren mogelijk die op magneten of zelfs magnetische levitatietoestellen kunnen draaien, waarvan de combinatie een Maglev-trein mogelijk maakt.