El descubrimiento del Columbio, perdón… del Niobio.

El 26 de noviembre de 1801, el químico británico Charles Hatchett (Londres, 2 de enero de 1765 – idem, 10 de marzo de 1847) , anuncia en la Royal Society en Londres, el descubrimiento de un nuevo elemento, el columbio.
niobio5El niobio (o columbio) es un elemento químico de número atómico 41 situado en el grupo 5 de la tabla periódica de los elementos. Se simboliza como Nb.
Es un metal de transición dúctil, gris, blando y poco abundante. Se encuentra en el mineral niobita, también llamado columbita, y se utiliza en aleaciones.
En 1801 mientras trabajaba para el Museo Británico en Londres, Hatchett analizó una pieza de columbita perteneciente a la colección del museo y que había sido enviada por John Winthrop, gobernador de Connecticut.. La Columbita resultó ser un mineral muy complejo, y Hachett descubrió que contenía una “nueva tierra”, que implicaba la existencia de un nuevo elemento
En 1809, el químico William Hyde Wollaston inglés creyó que el tántalo y el columbio eran idénticos (de hecho son dfíciles de distinguir y sus propiedades son muy similares). En 1846 el químico alemán Heinrich Rose demostró que los minerales de tántalo contienen dos elementos. Al segundo de ellos lo nombró niobio en honor a Niobe, la huja de Tántalo en la mitología griega. Entre 1864 y 1865,se demostró que el niobio y columbio eran el mismo elemento (a diferencia del tantalio), y desde hace un siglo se utilizaron ambos nombres indistintamente.
Hatchett sabía que existía el niobio, pero fue incapaz de aislarlo. Blomstrand lo preparó por primera vez en 1864 por reducción: calentando el cloruro en atmósfera de hidrógeno.
niobio4El nombre de niobio se adoptó por la IUPAC en 1950, pero el nombre de columbio sigue siendo de uso corriente en los paises anglosajones en la metalurgia en los Estados Unidos.
El niobio es un metal gris, dúctil, y paramagnético que se encuentra en el grupo 5 de la Tabla Periódica. Su peso atómico es 92.906 .
Tiene un isótopo natural el 93-Nb y treinta y dos inestables, uno de ellos con un período de semidesintegración de 3,47×107 años (92-Nb); el resto de los inestables tiene un período de semidesintegración que oscila entre 0,17 segundos (110-Nb) y 20300 años (94-Nb). El modo de desintegración principal de los isótopos más ligeros que el estable Nb-93 es la captura electrónica y de los más pesados que el estable la emisión beta y, en el caso de los isótopos Nb-104, 109 y 110, también la emisión neutrónica.
Se estima que el niobio es el 33 º elemento más común en la superficie de la Tierra, con 20 ppm lo que representa el 2·10-3% en peso de la corteza terrestre.
El elemento no se encuentra libre en la naturaleza , pero el niobio se produce en combinación con otros elementos minerales. Los minerales que contienen niobio a menudo también contienen tántalo. Los ejemplos incluyen la columbita ( (Fe , Mn ) ( Nb, Ta) 2O6 ) y columbita – tantalita (coltan o , (Fe , Mn ) ( Ta, Nb) 2O6 ).
La obtención del metal implica una primera etapa de separación del tántalo mediante disolventes y la transformación en Nb2O5. Éste se reduce en dos etapas con carbón; en la primera, a 800 °C, se forma NbC, que en la segunda, a 2000 °C, actúa como reductor del óxido y se produce el metal.
niobioEl niobio se convierte en un superconductor a temperaturas criogénicas. A presión atmosférica, que tiene la temperatura crítica más alta de los superconductores elementales, el niobio tiene mayor profundidad de penetración magnética que cualquier elemento. Además, es uno de los superconductores de tipo tres elemental II, junto con vanadio y tecnecio.
Las propiedades superconductoras son fuertemente dependientes de la pureza del niobio metal. Cuando es muy puro, es relativamente más blando y dúctil, pero las impurezas hacen que sea más duro. El metal tiene una baja sección transversal para los neutrones térmicos; por lo que se utiliza en las industrias nucleares.
El metal adquiere un tinte azulado cuando se expone al aire a temperatura ambiente durante largos períodos de tiempo. A pesar de presentar un alto punto de fusión, en forma elemental (2468 °C), tiene una baja densidad en comparación con otros metales refractarios. Además, es resistente a la corrosión, presenta propiedades de superconductividad, y forma capas de óxido dieléctrico.
Es insoluble en ácidos e incluso en agua regia.Es muy inerte a todos los ácidos, menos el fluorhídrico. El niobio metálico se oxida lentamente en solución alcalina. Reacciona con el oxígeno y los halógenos en caliente para formar los halogenuros y el óxido en estado de oxidación V, con nitrógeno para formar NbN y con carbono para formar NbC, así como con otros elementos como arsénico, antimonio, teluro y selenio.
La mayor parte del niobio se usa en aceros inoxidables especiales, en aleaciones de alta temperatura y en aleaciones superconductoras como Nb3Sn.
En soldadura se emplea el niobio para ligar los componentes de acero inoxidable. Los fabricantes de acero agregan pequeñas cantidades de un compuesto de niobio-hierro conocido como ferroniobio para aumentar la fortaleza de sus productos, así como la resistencia a las temperaturas y a la corrosión. El acero combinado con niobio es utilizado en las industrias aeroespacial (se emplea en la construcción de sistemas de distribución de aire de cápsulas espaciales), química, de energía eléctrica y automotriz.
niobio3Existen aleaciones superconductoras de estanio-niobio y aluminio-niobio. Los metales encuentran su uso en giroscopios para navegación aeroespacial, así como para artefactos de imágenes por resonancia magnética.
En aleación con titanio, se puede extrusionar el niobio en un alambre superconductor que luego se puede moldear para formar imanes que no pierden la superconductividad al ser colocados en campos magnéticos externos. Se utiliza como capa protectora para condensadores cerámicos.
Algunos aceleradores de partículas incluyen cámaras moldeadas de niobio puro o aleado. Cuando se enfrían a una temperatura cercana al cero absoluto, estas cámaras de niobio se vuelven altamente magnéticas y superconductoras, lo cual permite aumentar la velocidad de las partículas subatómicas.
También se utiliza en pilas nucleares recubriendo las barras de combustible nuclear.

 

 

Anuncios

Publicado el 26 noviembre, 2015 en Materiales, Química. Añade a favoritos el enlace permanente. Deja un comentario.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

A %d blogueros les gusta esto: