היסטוריה קצרה של גילוי האלמנטים ניוביום וטנטלום

ניוביוםוטנטלום הם אלמנטים מהתקופות החמישית והשישית של קבוצת ה- VB של הטבלה המחזורית, עם סמלי אלמנטים NB ו- TA, מספרים אטומיים 41 ו 73, והמונים אטומיים יחסית 92.90638 ו- 180.9479, בהתאמה. Niobium ו- Tantalum הם מתכות נדירות של נקודת התכה גבוהה במתכות ברזליות שאינן -. ל- Niobium ו- Tantalum יש תכונות דומות מאוד ונקראות אלמנטים דומים.

תרשים מוצר Tantalum Niobium

 

קורוזיה - מוט ניוביום עמיד

צלחת ניוביום עמידה בטמפרטורה גבוהה

צינור ניוביום נוגד חמצון

מוט טנטלום טוהר גבוה

צלחת טנטלום עמידה בפני קורוזיה

צינור טנטלום עמיד בטמפרטורה גבוהה

גילוי ניוביום וטנטלום נבע מהיווצרות הכימיה כמדע באמצע המאה ה -18 והגידול לאחר מכן של כימיה אנליטית כנושא עצמאי במדע הכימי. ניוביום וטנטלום, כמו כמה אלמנטים אחרים, התגלו גם מעפרות חדשות שהתגלו באמצעות מחקר. בשל התכונות הדומות ביותר של ניוביום וטנטלום, קשה להפריד ביניהם לחלוטין. התגלית שלהם עברה תהליך מסתורי ומפותל, וכתוצאה מכך התגלתה התופעה המעניינת של ניוביום פעמיים ויש לה שני שמות במשך זמן רב.

בשנת 1650 התגלה מינרל המכונה עפרות ברזל ניוביום בקונטיקט, ארה"ב, שהיה שחור כהה, שקוף, ובעל מרקם זהוב. בשנת 1753, משפחתו של המושל הראשון של המדינה הכניסה את המינרל למוזיאון הבריטי בלונדון. בשנת 1801 השיג הכימאי הבריטי צ'ארלס האצ'ט (1765-1847) מינרל זה מהמוזיאון. הוא גילה תחמוצת חדשה מהמינרל בזמן שלמד אותה, והבין שהוא עומד בפני ההזדמנות לגלות אלמנט חדש. לפיכך, הוא עבד נגד הזמן כדי להשלים את הניסוי לקביעת המאפיינים השונים של תחמוצת החדשה בארבעה חודשים בלבד, והודיע ​​רשמית על גילוי האלמנט החדש בחברה המלכותית בלונדון ב- 26 בנובמבר של אותה שנה. בהנצחת גילויו של קולומבוס ביבשת אמריקה כמקורו של המינרל, הוא כינה אותו קולומביום וקרא לקולומביט המינרלי.

בשנת 1802 בידד הכימאי השבדי אנדר גוסטף אקברג (1767-1813) תחמוצת מתכת חדשה בזמן שלמד את המינרל המכונה כיום טנטלייט, שהתגלה בכפר קימיטו, פינלנד בשנת 1746, והמינרל המכונה כיום יטריט, התגלה בטיטרבי, שוודן. עם זאת, כל הניסיונות להמיס תחמוצת זו נכשלו, והתרכובת החדשה נקראה טנטלוס, בנו של זאוס במיתולוגיה היוונית, בגלל עקשנותו. הוא נענש על ידי זאוס על כך שחשף סוד: עומד בצוואר מים עמוקים אך לא יכול לשתות מים, והיה מתחת לעץ פרי. לא היה מסוגל לאכול פירות וסבל מרעב וצמא לנצח, אך הוא התמיד בעקשנות וקרא לעצמו טנטלום.

למרות שאקרברג האמין באמונה שלמה שמה שגילה הוא אלמנט חדש. עם זאת, בשל התיאור הלא מדויק שלו של תכונותיו של טנטלום, שתמיד מתקיימות יחד עם ניוביום ויש לו תכונות כה דומות עד שקשה להבחין בהן, זה היה מבלבל וגרם לכימאים מפורסמים רבים באותה תקופה להיות מעורבים בוויכוח בשאלה אם שני האלמנטים היו זהים. יש חוקרים אף מאמינים שאקברג רק חזר על גילויו של קולצ'יקום. ויכוח זה נמשך כמעט 40 שנה עד שהכימאי הגרמני היינריך רוז (1795-1864) החליט לראשונה בשנת 1844. הוא ניתח מינרלים שונים של טנטלום ניוביום וגילה שיש עוד אלמנט חדש מלבד מוליבדן בכל פעם. לאלמנט חדש זה יש שני מצבי ערכיות, +3 ו- +5, בעוד שלטנטלום יש רק מצב ערכי אחד, +5., אך הוא האמין שהוא אלמנט חדש נוסף ושמו אותו ניוביום על שם הבת של טנטלוס, ניוביה, אלת הדמעות, NB), כדי להעיד על דמותה. זה נותן לניוביום שני שמות אלמנטריים.

הפיתרון האולטימטיבי לוויכוח טמון ב- JCG Marignac (1817 - 1894, מגלה לראשונה של יסודות האדמה הנדירים yttrium ו- gadolinium), שגילה לראשונה במהלך 1865-1866 כי לחץ הפוטאון של פוטאציה של פוטאנויום של פוטסאום של פוטסאום של פוטסאום של פוטסאום של סולאציה. מדיה חומצה מדוללת הייתה שונה באופן משמעותי. הוא גם הפריד בהצלחה את טנטלום וניוביום לראשונה בשיטת התגבשות מלח פלואוריד. הישגיו הניח גם את הבסיס לייצור מאוחר יותר של מתכות ניוביום וטנטלום. בשנת 1907, הכימאי CW Balke (1880-1948) היה הראשון שקבע במדויק את המסה המולקולרית היחסית של ניוביום וטנטלום לאחר שלמד תרכובות שונות של ניוביום וטנטלום, ובסופו של דבר הוכיחו כי ניוביום וניוביום הם אותו אלמנט. המחקר של פולגר הוביל מאוחר יותר את קרל פפנסטיאל, אמריקאי, כדי להקים את מפעל הייצור הראשון של ניוביום וטנטלום בעולם - Pfanstiehl com. Ine. שמו של החברה שונה כמוצרי Fan Steel Com. INE בשנת 1918 והפסיק את הייצור בשנת 1989.

לאחר שקיבל יחד כמעט מאה שנה, האיחוד הבינלאומי לכימיה תיאורטית ויישומית (IU - PAC) החליט בשנת 1951 כדי לאחד את שמו (סמל) כניוביום (NB). אבל צפון אמריקה עדיין משתמשת בשם קולומביה עד היום.

בשנת 1866, המדען השבדי CB בלונסטרנד ייצר לראשונה ניוביום מתכתי על ידי הפחתת ניוביום כלוריד עם מימן. בסוף המאה ה -19 התגלתה שיטה לייצור ניוביום מתחמוצות: החברה הצרפתית M'ASA השתמשה בהפחתת פחמן של תחמוצת ניוביום בכבשן חשמלי לייצור ניוביום מתכתי; מדען אחר, גולדשמיט, השיג ניוביום מתכתי באמצעות הפחתת אלומיניום.

ייצור מתכת טנטלום היה מוקדם יותר מניוביום. בשנת 1825, ברזליוס הפחית את האשלגן פלוטנטנטלט עם אשלגן מתכתי כדי להשיג אבקת טנטלום טוהר נמוך. בשנת 1866, רוס הפחית את נתרן פלואורוטנטלט עם נתרן מתכתי כדי לייצר אבקת טנטלום גבוהה- טוהר