Niobium

1 skal 2
2 skal 8
3 skal 18
4 skal 12
5 skal 1
6 skal  
7 skal  
Navn på Engelsk
Niobium
Navn på Tysk
Niob
Navn på Fransk
Niobium
Navn
Niobium
Symbol
Nb
Atomnummer
41
Atommasse
92,91
Smeltepunkt
2468°C
Kogepunkt
4742°C
Massefylde
8,57 g/cm3
Elektronnegativitet
1,6
Oxidationstrin
+5
Isotopmasseområde
81 - 113
Klassifikation
Metal
 

Opdagelse
I 1801 var den engelske kemiker C. Hatchett beskæftiget med at undersøge et stykke af et sort mineral, som var blevet fundet i Nordamerika. Mineralet var sendt til grundlæggeren af British Museum, H. Sloane, af et barnebarn til den amerikanske alkymist, læge og guvernør J. Winthrop den Yngre, som havde fundet det nær sit hjem i New London i Connecticut. Efter et møjsommeligt analysearbejde kundgjorde Hatchett i afhandlingen 'Analysis of a Mineral from North America containing a Metal hitherto Unknown', at han havde påvist eksistensen af et nyt metal (grundstof) i det sorte mineral. Han kaldte mineralet columbit og grundstoffet for columbium. Desværre lykkedes det aldrig for Hatchett at isolere columbium fra columbit. I 1802 analyserede den svenske kemiker og mineralog A. G. Ekeberg to mineralprøver fra henholdsvis Åbo i Finland og Ytterby i Sverige. Han mente, at begge mineraler indeholdt samme nye grundstof, som han kaldte tantalium, medens mineralerne fik henholdsvis navnet tantalit og yttrotantal. Den engelske læge W. H. Wollaston fik i 1809 tilladelse til at analysere endnu et lille stykke af columbitmineralet fra Amerika, og han konkluderede fejlagtigt, at Hatchetts columbium og Ekebergs tantalium var identiske grundstoffer. Denne opfattelse holdt i mange år, indtil den tyske kemiker H. Rose og den svejtsiske kemiker J. C. G. de Marignac i 1844 endeligt fastslog, at Hatchetts columbium var forskelligt fra Ekebergs tantalium, som det dog har stor lighed med. Både columbium og tantalium (tantal) findes således i mineralet columbit. Først i 1864 lykkedes det den svenske kemiker C. W. Blomstrand at fremstille forholdsvist rent metallisk niobium ved under kraftig opvarmning at reducere niobiumchlorid med hydrogen:

2NbCl
5 + 5H2 —> 2Nb + 10HCl

Navn
Hatchetts columbium var opkaldt efter Amerikas opdager Christoffer Columbus. Rose kaldte det for niobium efter den græske sagnskikkelse Niobe, som var datter af Tantalos og gift med Thebens konge Amfion. Ekebergs tantalium havde fået sit navn efter Tantalos. Herefter kaldtes Hatchetts grundstof for columbium i Amerika og niobium i Europa, indtil 1949, hvor det internationalt blev besluttet, at navnet skulle være niobium. Dette kan i nogen grad undre, når man betænker, at Hatchett havde prioriteten til opdagelsen. Det tyske navn 'niob' anvendes mange steder også blandt danske kemikere, og i Amerika har man langt fra opgivet anvendelsen af navnet columbium.

Egenskaber
Niobium er et lysegråt blødt metal, som ret let lader sig valse. I luften overtrækkes metallet hurtigt af en beskyttende oxidhinde, således at det er ret bestandigt i syre. Ved opvarmning til over 300°C. reagerer niobium med oxygen fra luften og bliver sprødt, hvorved det taber i værdi som konstruktionsmateriale. I Det Periodiske System står niobium i 3. undergruppe.

Forekomst
I naturen findes niobium i flere mineraler og ofte sammen med grundstoffet tantalium. Columbit er egentlig en samlebetegnelse for en mineralblandingsserie, der går fra niobit, (Fe,Mn)Nb2O6 til tantalit, (Fe,Mn)Ta2O6.

Udvinding
Niobium udvindes fra columbit ved anvendelse af flere metoder, hvor man ender med niobiumoxid, Nb2O5. Når dette bringes til at reagere med niobiumcarbid, NbC i vakuum og ved høj temperatur (1600 - 1800°C.), fås metallisk niobium:

Nb
2O5 + 5NbC —> 7Nb + 5CO

En anden metode går ud på at reducere vandfrit niobiumchlorid med natrium:

NbCl
5 + 5Na —> Nb + 5NaCl

Anvendelse
Niobium bruges som legeringskomponent i stål og højtemperaturbestandige legeringer. Niobiumindholdet øger stålets slidstyrke og varmefasthed, og der sættes mindre end 0,5% niobium til sådanne legeringer. Enkelte intermetalliske forbindelser som Nb3Sn og Nb3Zr virker som superledere ved meget lave temperaturer, og de beholder denne egenskab selv i kraftige magnetfelter.

Miljø og Helse
Niobium anses ikke for i nævneværdig grad at have indflydelse på miljø og helse.