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terça-feira, 8 de maio de 2012

Nióbio Nb







Nióbio

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Pix.gifNióbioStylised Lithium Atom.svg
Zircônio ← Nióbio → Molibdênio
V
Cubic-body-centered.png


41
Nb
Nb
Ta
Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
cinza metálico, mas azulado quando oxidado



Um cubo de 1cm3 de nióbio anodizado de alta pureza (99,95%) e cristais de nióbio de alta pureza (99,995%), feitos eletrolitamente, para efeito de comparação.
Informações gerais
NomesímbolonúmeroNióbio, Nb, 41
Série químicaMetal de transição
Grupoperíodobloco5B, 5, d
Densidadedureza8570 kg/m3, 6,0
Número CAS7440-03-1
Propriedade atómicas
Massa atômica92,90638 u
Raio atómico (calculado)146 pm
Raio covalente164±6 pm
Configuração electrónica[Kr] 4d4 5s1
Elétrons (por nível de energia)2, 8, 18, 12, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação5, 4, 3, 2, -1 (óxido levemente ácido)
Estrutura cristalinacúbica centrada no corpo
Propriedades físicas
Estado da matériasólido
Ponto de fusão2750 K
Ponto de ebulição5017 K
Entalpia de fusão30 kJ/mol
Entalpia de vaporização689,9 kJ/mol
Pressão de vaporPa a 2942 K
Velocidade do som3480 m/s a 20 °C
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)1,6
Calor específico265 J/(kg·K)
Condutividade térmica53,7 W/(m·K)
1º Potencial de ionização652,1 kJ/mol
2º Potencial de ionização1380 kJ/mol
3º Potencial de ionização2416 kJ/mol
4º Potencial de ionização3700 kJ/mol
5º Potencial de ionização4877 kJ/mol
6º Potencial de ionização9847 kJ/mol
7º Potencial de ionização12100 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
isoANMeia-vidaMDEdPD
MeV
91Nbsintético6,8×102 aε-91Zr
91mNbsintético60,86 dIT0,10491Nb
92Nbsintético10,15 dε
γ
-
0,934
92Zr
-
92Nbsintético3,47×107 aε
γ
-
0,561, 0,934
92Zr
-
93Nb100%estável com 52 neutrões
93mNbsintético16,13 aTI0,03193Nb
94Nbsintético2,03×104 aβ-
γ
0,471
0,702, 0,871
94Mo
-
95Nbsintético34,991 dβ-
γ
0,159
0,765
95Mo
-
95mNbsintético3,61 dTI0,23595Nb
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.
O nióbio é um elemento químico, de símbolo Nbnúmero atômico 41 (41 prótons e 41 elétrons) e massa atómica 92,9 u. É um elemento de transição pertencente ao grupo 5 ou VB da classificação periódica dos elementos. O nome deriva da deusa gregaNíobe, filha de Tântalo — que por sua vez deu nome a outro elemento da família 5B, o tântalo. É usado principalmente em ligas deaço para a produção de tubos condutores de fluidos. Em condições normais, é sólido. Foi descoberto em 1801 pelo inglês Charles Hatchett.
O Brasil é o maior produtor mundial de nióbio e ferronióbio, uma liga de nióbio e ferro.[1]

Índice

  [esconder

Características principais

O nióbio é um metal dúctil, cinza brilhante, que passa a adquirir uma coloração azulada quando em contato com o ar em temperatura ambiente após um longo período. Suas propriedades químicas são muito semelhantes às do tântalo (elemento químico), que está situado no mesmo grupo.
O metal começa a oxidar-se com o ar a 201 °C e seus estados de oxidação mais comuns são +3 e +5.

Aplicações

O nióbio apresenta numerosas aplicações. É usado em alguns aços inoxidáveis e em outras ligas de metais não ferrosos. Estas ligas devido à resistência são geralmente usadas para a fabricação de tubos transportadores de água e petróleo a longas distâncias.
  • Usado em indústrias nucleares devido a sua baixa captura de nêutrons termais.
  • Usado em soldas elétricas.
  • Devido a sua coloração é utilizado, geralmente na forma de liga metálica, para a produção de joias como, por exemplo, ospiercings.
  • Quantidades apreciáveis de nióbio são utilizados em superligas para fabricação de componentes de motores de jatos , subconjuntos de foguetes , ou seja, equipamentos que necessitem altas resistências a combustão. Pesquisas avançadas com este metal foram utilizados no programa Gemini.
  • O nióbio está sendo avaliado como uma alternativa ao tântalo para a utilização em capacitores.
O nióbio se converte num supercondutor quando reduzido a temperaturas criogênicas. Na pressão atmosférica (e quando puro) , tem a mais alta temperatura crítica entre os elementos supercondutores de tipo I, 9.3 K. Além disso, é um elemento presente em ligas de supercondutores que são do tipo II (como o vanádio e o tecnécio ), significando que atinge a temperatura crítica a temperaturas bem mais altas que os supercondutores de tipo I (30K, por exemplo).

[editar]História

O nióbio (mitologia gregaNíobe, filha de Tântalo) foi descoberto por Charles Hatchett em 1801. Hatchett encontrou o elemento nomineral columbita enviado para a Inglaterra em torno de 1750 por John Winthrop, que foi o primeiro governador de Connecticut. Devido à semelhança, havia uma grande confusão entre os elementos nióbio e tântalo que só foi resolvida em 1846 por Heinrich Rose e Jean Charles Galissard de Marignac que redescobriram o elemento. Desconhecendo o trabalho de Hatchett Since denominou o elemento de nióbio. Em 1864Christian Blomstrand foi o primeiro a preparar o elemento pela redução do cloreto de nióbio, por aquecimento, numa atmosfera de hidrogênio.
“Columbium” foi o nome dado originalmente ao elemento nióbio por Hatchet, porém, a IUPAC adotou oficialmente o nome “niobium" em 1950, após 100 anos de controvérsias. Muitas sociedades químicas e organizações governamentais referem-se ao elemento 41 pelo nome IUPAC. Entretanto, a maioria dos metalúrgicos e produtores comerciais do metal, principalmente estadunidenses, adota o seu nome original colúmbio.
Recentemente, o professor Luiz Roberto Martins de Miranda, da COPPEUFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), em orientação a diversas teses de mestrado e doutorado, descobriu ser o óxido de nióbio um poderoso agente anticorrosivo, capaz de suportar a ação de ácidos extremamente agressivos, como os naftênicos, hoje muito comuns no dia-a-dia da indústria de petróleo. Tal descoberta gerou patentes de processos e produtos, hoje já em uso por indústrias de petróleo e aciarias com o nome comercial de Niobização.[2]

[editar]Ocorrência


O elemento nunca foi encontrado livre na natureza. É encontrado em minerais tais comoniobita (columbita) (FeMn)(Nb, Ta)2O6niobita-tantalita [(Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6], pirocloro(NaCaNb2O6F ), e euxenita [(Y, Ca, CeUTh) (Nb, Ta, Ti)2O6]. Minerais que contêm nióbio geralmente contêm também o tântalo.
Grandes depósitos de nióbio foram encontrados associados a rochas de carbono –silicatos, e como constituinte do pirocloro.
Brasil detém 98% das reservas mundiais exploráveis de nióbio no mundo, e mais de 90% do total do minério presente no Planeta Terra. As Jazidas estão presentes em 3 cidades brasileiras: 61% proveniente de Araxá - MG, 21% das reservas em Catalão - GO e outros 12% em São Gabriel da Cachoeira - AM.
Outra reserva importante de minerais de nióbio é do Canadá.[3]

[editar]Isótopos

O nióbio apresenta um único isótopo estável: Nb-93. Os radioisótopos mais estáveis são o Nb-92 com meia-vida de 34,7 milhões de anos, Nb-94 ( meia-vida de 20300 anos ) e o Nb-91 com meia-vida de 680 anos. Existe também um metaestável ( 0,031 megaelétron-volts ) com meia-vida de 16,13 anos
Outros vinte e três radioisótopos foram caraterizados. A maioria com meias-vida abaixo de duas horas, exceto o Nb-95 ( 35 dias ), o Nb-96 ( 23,4 horas ) e o Nb-90 ( 14,6 horas ).
O modo preliminar de decaimento dos isótopos com massas abaixo do isótopo estável Nb-93 é do tipo captura eletrônica e após este através de emissão beta , com casos de emissão de nêutrons como ocorre com os radioisótopos Nb-104, 109 e 110.

[editar]Precauções

Compostos que contêm nióbio raramente são encontrados pelas pessoas. Porém, em sua maioria, são altamente tóxicos. O pó metálico deste elemento irrita os olhos e a pele, e pode apresentar riscos de entrar em combustão.
Para o nióbio não se conhece nenhum papel biológico.

Referências

  1.  [1]
  2.  Tinta anticorrosividade de nióbio rende à COPPE patente internacional. Disponível em: <http://www.planeta.coppe.ufrj.br/artigo.php?artigo=710>. Acesso em: 15 jan. 2009.
  3.  Mineral USGS

[editar]Bibliografia

[editar]Ligações externas

Commons
Commons possui multimídias sobre Nióbio
Pix.gifNióbioStylised Lithium Atom.svg
Zircônio ← Nióbio → Molibdênio
V
Cubic-body-centered.png

41
Nb
Nb
Ta
Tabela completa • Tabela estendida
Aparência
cinza metálico, mas azulado quando oxidado


Um cubo de 1cm3 de nióbio anodizado de alta pureza (99,95%) e cristais de nióbio de alta pureza (99,995%), feitos eletrolitamente, para efeito de comparação.
Informações gerais
NomesímbolonúmeroNióbio, Nb, 41
Série químicaMetal de transição
Grupoperíodobloco5B, 5, d
Densidadedureza8570 kg/m3, 6,0
Número CAS7440-03-1
Propriedade atómicas
Massa atômica92,90638 u
Raio atómico (calculado)146 pm
Raio covalente164±6 pm
Configuração electrónica[Kr] 4d4 5s1
Elétrons (por nível de energia)2, 8, 18, 12, 1 (ver imagem)
Estado(s) de oxidação5, 4, 3, 2, -1 (óxido levemente ácido)
Estrutura cristalinacúbica centrada no corpo
Propriedades físicas
Estado da matériasólido
Ponto de fusão2750 K
Ponto de ebulição5017 K
Entalpia de fusão30 kJ/mol
Entalpia de vaporização689,9 kJ/mol
Pressão de vaporPa a 2942 K
Velocidade do som3480 m/s a 20 °C
Diversos
Eletronegatividade (Pauling)1,6
Calor específico265 J/(kg·K)
Condutividade térmica53,7 W/(m·K)
1º Potencial de ionização652,1 kJ/mol
2º Potencial de ionização1380 kJ/mol
3º Potencial de ionização2416 kJ/mol
4º Potencial de ionização3700 kJ/mol
5º Potencial de ionização4877 kJ/mol
6º Potencial de ionização9847 kJ/mol
7º Potencial de ionização12100 kJ/mol
Isótopos mais estáveis
isoANMeia-vidaMDEdPD
MeV
91Nbsintético6,8×102 aε-91Zr
91mNbsintético60,86 dIT0,10491Nb
92Nbsintético10,15 dε
γ
-
0,934
92Zr
-
92Nbsintético3,47×107 aε
γ
-
0,561, 0,934
92Zr
-
93Nb100%estável com 52 neutrões
93mNbsintético16,13 aTI0,03193Nb
94Nbsintético2,03×104 aβ-
γ
0,471
0,702, 0,871
94Mo
-
95Nbsintético34,991 dβ-
γ
0,159
0,765
95Mo
-
95mNbsintético3,61 dTI0,23595Nb
Unidades do SI & CNTP, salvo indicação contrária.

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