Istorija otkrića niobija

Feb 27, 2024

Dok je 1801. ispitivao rude u Britanskom muzeju, Charles Hatchett je bio zaintrigiran uzorkom označenim kao kolumbit. Pretpostavio je da sadrži novi metal i bio je u pravu. Zagrijao je komadić uzorka kalijum karbonatom, rastvorio proizvod u vodi i nakon dodavanja kiseline dobio talog. Međutim, daljnji tretman također nije uspio proizvesti sam element, koji je nazvao kolumbijum (koltan - stari prijevod elementa niobijuma), poznat dugi niz godina.
Drugi su bili skeptični prema Kolumbiju, posebno nakon otkrića tantala sljedeće godine. Ovi metali se u prirodi javljaju zajedno i teško ih je razdvojiti. Godine 1844. njemački hemičar Heinrich Rose je dokazao da kolumbit sadrži oba elementa, te je nazvao kolumbij (koltan) po niobijumu (niobijumu). "Kolumbijum" (kolumbijum, simbol Cb) je bilo najranije ime koje je Hatchett dao novom elementu. Ime je naširoko korišteno u Sjedinjenim Državama, gdje je Američko kemijsko društvo objavilo posljednji rad s "columbium" u naslovu 1953.; "niobijum" se koristio u Evropi, a 15. sastanak ICC-a u Amsterdamu 1949. konačno je odlučio da se koristi "niobijum". Na 15. sastanku ICC-a u Amsterdamu 1949. godine konačno je odlučeno da "niobijum" bude zvanični naziv elementa 41. Sledeće godine, Međunarodna unija čiste i primenjene hemije (IUPAC) je takođe usvojila ovu oznaku, čime je okončan jedan vek. neslaganja oko imenovanja, iako se "kolumbijum" ranije koristio. Ovo je bio kompromis: IUPAC je odabrao "Tungsten" u odnosu na evropski "Wolfram" za volfram, u skladu sa upotrebom u Sjevernoj Americi, i dao prednost evropskoj upotrebi za niobijum. Autoritativna hemijska društva i vladine agencije uglavnom koriste IUPAC kao službeni naziv, ali Geološki zavod SAD-a, kao i organizacije kao što su Metalurški institut i Institut za metale, još uvijek koriste stari naziv "columbium".

Niobium RodNiobium RodNiobium Rod

 

 

U to vrijeme naučnici nisu bili u stanju da efikasno razlikuju kolumbijum (niobijum) od tantala, koji je po prirodi veoma sličan. 1809. godine, britanski hemičar William Hyde Wollaston uporedio je okside Kolumbija i tantala i otkrio da su gustoće njih 5,918 g/cm3 i više od 16,6 g/cm3; uprkos ogromnoj razlici u vrednostima gustine, on ih je i dalje smatrao identičnim. i dalje ih je smatrao identičnim supstancama. Drugi njemački hemičar, Heinrich Rose, opovrgnuo je ovaj zaključak 1846. godine, tvrdeći da su u originalnom uzorku tantalita bila prisutna još dva elementa. Nazvao ih je "Niobium" po Tantalovoj kćeri Niobi, boginji suza, i svom sinu Pelopsu, prema grčkim mitovima o "Niobiju" (niobiju) i "Pelopiju". Razlika između tantala i niobija bila je suptilna, a rezultirajući novi "elementi" Pelopium, Ilmenium i Dianium zapravo su bili samo mješavine niobija ili niobijuma i tantala.
Godine 1864. Christian Wilhelm Blomstrand, Henri Edin St. Clair de Ville i Louis Joseph Troost su definitivno dokazali da su tantal i niobijum dva različita hemijska elementa i odredili hemijske formule za neka od srodnih jedinjenja. Švicarski hemičar Jean Charles Galissard de Marignac dodatno je dokazao 1866. da ne postoje drugi elementi osim tantala i niobija. Međutim, tek 1871. naučnici su objavili članke o Ilmenijumu.
Godine 1864. de Marignac je napravio prvi metal niobijum redukcijom niobijum hlorida u gasovitom vodoniku. Iako je 1866. bio u mogućnosti da pripremi metalni niobijum bez tantala, tek početkom 20. veka niobij je počeo da se koristi komercijalno: u nitima električnih sijalica. Niobij je ubrzo ukinut volframom, koji je imao višu tačku topljenja od niobija i bio je pogodniji za žarulje lampe, a 1920-ih je otkriveno da se niobij može koristiti za jačanje čelika, što je dugo bila njegova glavna upotreba. Eugene Kunzler iz Bell Labs-a i drugi otkrili su da je niobij-kalaj ostao supravodljiv pod jakim električnim i magnetskim poljima, što ga je učinilo prvom supstancom koja je mogla izdržati velike struje i magnetska polja, te se mogla koristiti u magnetima velike snage i električnim mašinama. Ovo otkriće dovelo je do proizvodnje višežilnih dugih kablova 20 godina kasnije. Ovi kablovi, kada su namotani u zavojnice, formirali su velike, snažne elektromagnete koji se koriste u rotirajućim mašinama, pedalama za čestice gasa i detektorima čestica.
Čisti uzorak metala proizveo je 1864. Christian Blomstrand, koji je ostvario redukciju niobijum hlorida zagrijavanjem sa vodonikom.