Periodensystem 
Periodensystem |
|
|||
|
|
|||
|
| Eigenschaften:
Reines Niob ist ein hellgrau glänzendes und relativ weiches Schwermetall, das sich gut walzen und schmieden lässt. Durch geringe Verunreinigungen an Kohlenstoff erhöht sich die Härte und die Sprödigkeit erheblich. Dann kann es nur noch bei Rotglut verarbeitet werden. Die Schmelz- und Siedetemperaturen des Niobs sind sehr hoch. Bei sehr tiefen Temperaturen zeigt das Metall Supraleitfähigkeit. Niob ist ein relativ unedles Element und ähnelt in seinen chemischen Eigenschaften dem Tantal. Trotzdem ist es an der Luft sehr beständig, da sich eine schützende Oxidschicht bildet, die das Metall vor weiterer Korrosion schützt. Niobpulver kann sich von selbst entzünden. Oberhalb von 300°C oxidiert Niob zu Nioboxid. Mit reinem Sauerstoff reagiert es bei Rotglut heftig zu Niob(V)-oxid: 4 Nb + 5 O2 -----> 2 Nb2O5 DHR = -3802 kJ/mol Das kompakte Metall wird bei Zimmertemperatur von den meisten Säuren nicht angegriffen. Oberhalb von 200°C vermögen jedoch alle Säuren das Metall zu zersetzen. Bei höheren Temperaturen reagiert es auch mit den meisten Nichtmetallen wie Stickstoff oder Kohlenstoff, mit Wasserstoff und mit Chlor: 2 Nb + 5 Cl2 -----> 2 NbCl5 DHR = - 1596 kJ/mol |
| Vorkommen:
Das Metall steht in der Elementhäufigkeit mit einem Anteil von 0,0019% an 34. Stelle direkt vor Blei. Elementar kommt es in der Natur nicht vor. Das bedeutendste Niobmineral ist der Columbit, ein Mischmineral, in dem vor allem Eisen-, Niob- und Tantalverbindungen vorkommen. Die wichtigsten Vorkommen liegen in Kanada, den GUS-Staaten, Kongo, Nigeria, Uganda, Thailand, Malaysia und Australien.  |
| Geschichtliches:
Der englische Chemiker Charles Hatchett (1765-1847) entdeckte im Jahre 1801 in London in dem Mineral Columbit ein bisher unbekanntes Oxid, das er als neues Element ansah. Er benannte es zunächst Columbium. 33 Jahre später wies Heinrich Rose (1795-1864) nach, dass das Oxid zwei verschiedene Elemente enthielt. Das eine war das bereits von Gustaf Ekeberg entdeckte Tantal, das andere benannte Rose nach Niobe, einer Tochter des griechischen Sagenkönigs Tantalos. Im Jahre 1864 gelang Christian Wilhelm Blomstrand erstmals die Herstellung von elementarem Niob durch eine Reduktion von Niob(V)-chlorid mit Wasserstoff.  |
| Herstellung:
Der Columbit wird zunächst in Säuren oder Laugen aufgeschlossen. Nach der Zugabe von Wasser erhält man die unlöslichen Niob- und Tantaloxide. Nach dem Lösen der Oxide in Flusssäure gibt man Kaliumfluorid hinzu. Dabei entstehen die entsprechenden Fluoride K2TaF7 und K2NbOF5. Das Tantalfluorid ist schlechter löslich als das Niobfluorid und kann daher abgetrennt werden. Nach einer erneuten Überführung des Niobfluorids in Nioboxid wird letzteres mit Kohle bei ca. 2000°C reduziert, wobei Niob-Carbid (NbC) als Zwischenprodukt gebildet wird: Nb2O5 + 7 C -----> 2 NbC + 5 CO 5 NbC + Nb2O5 -----> 7 Nb + 5 CO Hochreines Niob erhält man durch Elektronenstrahlschmelzen. |
| Verwendung:
Niob dient vor allem als Ferroniob (Eisenlegierung mit 63-67% Niob, 28-33,5% Eisen und Zusätzen von Tantal, Aluminium und Silicium) als Legierungsbestandteil für rostfreie Stähle im Automobilbau, für Brücken, Hochspannungsmasten und Rohre. Hochtemperaturlegierungen auf der Basis von Niob, Eisen und Cobalt und Zusätzen anderer Metalle eignen sich für Gasturbinen und Triebwerke im Flugzeug- und Raketenbau. Niob-Zirkonium-Legierungen dienen zur Umhüllung von Kernbrennstäben, Legierungen mit Niob und Wolfram zur Herstellung von Thermometern im Hochtemperaturbereich. Niob-Titan-Legierungen werden für die Herstellung von Dauermagneten oder von großen Magneten in Teilchenbeschleunigern verwendet. |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
