Vanadium-niobium ja tantaali

Ryhmän elementit Vanadium, niobium ja tantaali ovat heidän puolestaan teräksen kaltaiset fyysiset ominaisuudet. Omistaa korkeat sulamis- ja kiehumispisteetja ne on seostettu rautalla erikoisterästen tuottamiseksi. Ne ovat melko vastustuskykyisiä kemialliselle vaikutukselle ja yhdistyvät hapen kanssa vain, jos ne kuumennetaan korkeisiin lämpötiloihin.

Vaikka näillä elementeillä on rehellisesti metallinen luonne, esiintyy yleensä oksihappojensa suoloina, toisin sanoen vanadaateina (VO₄^-3), Niobiaatit (NbO₃^-1) ja tantaatit (TaO₃^-1).

Vanadiini

Vanadiini se on Kemiallinen alkuaine numero 23 ja symboli V. Se on yksi Siirtymämetallit toisessa ryhmässä, mukana Niobium ja Tantaali.

Hänen Atomimassa on 50,942 g / mol. Onko a tiheys alkaen 6110 kg / m³. Hänen Sulamispiste Se on 1902 ° C: n lämpötilassa. Hänen Kiehumispiste se on 3409 ° C: ssa.

Se pystyy johtamaan sähkövirtaa a Sähkönjohtavuus alkaen 4,89x10⁶ S / m (Siemens joka metri). Hänen Lämmönjohtokyky on 30,7 W / (K * m) (wattia per Kelvin-metri).

Yhdisteiden vaihtelevien ja voimakkaiden värien ansiosta N. G. Sefström, joka löysi sen vuonna 1830, antoi tälle metallille nimen Vanadiini skandinaavisen jumalattaren Vanadiksen kunniaksi. Elementti löytyy Vanadiniitista [Pb₃(ÄÄNI₄)₂* PbCl₂], Carnotitassa [K.₂O * 2UO₃* V₂TAI₅* 3H₂O] ja Patronita VS: ssä₃.

Myös Se löytyy Perun kivihiilestä, jonka tuhka sisältää enintään 48% vanadiinipentoksidia (V₂TAI₅).

Metalli saadaan pelkistämällä oksidi hiilellä tai vedyllä jakamalla suuria määriä sitä erikoisterästen valmistukseen. 0,5 - 1% vanadiinin lisääminen kasvattaa teräksenäytteen vetolujuutta 1,16 - 2 tonniin neliösenttimetriä kohti.

Vanadiini muodostaa erilaisia ​​happamia luonteeltaan oksideja. Eri oksidien suolat ovat värillisiä: V: n suolat₂TAI₂ esimerkiksi ne ovat laventelin (laventeli) sinisiä; V: n₂TAI₃ vihreä; V: n₂TAI₄ sininen ja V₂TAI₅ oranssi.

Vanadiumpentoksidi V₂TAI₅ ja joitain siitä johdettuja suoloja käytetään katalyytit kosketusmenetelmässä rikkihapon saamiseksi.

Niobium

Niobium se on Kemiallinen alkuaine numero 41 ja symboli Nb. Se on yksi Siirtymämetallit toisessa ryhmässä, mukana vanadiini ja tantaali.

Alun perin kutsuttu Columbioja symbolilla Cb, löydettiin vuonna 1801 C. Hatchett mineraalissa Columbite Fe (CbO₃)₂. Tälle elementille tai sen yhdisteille ei ole tunnettuja tärkeitä sovelluksia.

Hänen Atomimassa on 92,906 g / mol. Onko a Tiheys 8570 kg / m³. Hänen Sulamispiste sijaitsee 2477 ° C: ssa ja sen Kiehumispiste Se on erittäin korkeassa lämpötilassa 4744 ° C.

Onko a Sähkönjohtavuus alkaen 6,93x10⁶ S / m (Siemens joka metri). Hänen Lämmönjohtokyky on 53,7 W / (K * m) (wattia / Kelvin-metriä).

Tantaali

Tantaali se on Kemiallinen alkuaine numero 73 ja symboli Ta. Se on yksi Siirtymämetallit toisessa ryhmässä, mukana vanadiini ja niobium.

Vuonna 1802 A. G. Ekeberg löysi uuden elementin mineraali, jolla on kaava Fe (TaO₃)₂, samanlainen kuin Columbite, ja antoi sille nimen Tantalus, viitaten vaikeuksiin, joita mineraalin liukeneminen tarjosi.

Hänen Atomimassa on 180,95 g / mol. Onko a Tiheys alkaen 16650 kg / m³, melkein kaksinkertainen niobiumiin verrattuna. Hänen Sulamispiste sijaitsee 3017 ° C: n lämpötilassa ja sen Kiehumispiste se saavutetaan 5458 ° C: ssa. Nämä lämpötilat saavutetaan vain erittäin kontrolloiduissa teollisissa olosuhteissa.

Hänen Sähkönjohtavuus on arvo 7,61x10⁶ S / m (Siemens joka metri). Hänen Lämmönjohtokyky on 57,5 ​​W / (K * m) (wattia per Kelvin-metri).

Sen sitkeyden, suuren sähkövirran kestävyyden ja erittäin korkean sulamispisteen ansiosta sitä käytettiin hehkulampuina hehkulampuissa; mutta se on kokonaan korvattu volframilla, jota kutsutaan myös volframiksi, erittäin runsas ja helppo saada puhtaana.

Tantaali voidaan kovettaa seoksella pienillä määrillä muita elementtejä. Tällaisista seoksista valmistetaan ruostumattomia työkaluja ja instrumentteja, jotka voidaan steriloida liekissä vahingoittamatta leikkausta. Tantaalikarbidi on erittäin kovaa, ja sitä käytetään teräksen työstökoneiden leikkaustyökaluna.

Esimerkkejä vanadiini-, niobium- ja tantaaliyhdisteistä

Vanadiinidioksidi (V₂TAI₂)

Vanadiinitrioksidi (V₂TAI₃)

Vanadiinitetroksidi (V₂TAI₄)

Vanadiumpentoksidi (V₂TAI₅)

Vanadiniitti [Pb₃(ÄÄNI₄)₂* PbCl₂]

Karnotiitti [K.₂O * 2UO₃* V₂TAI₅* 3H₂TAI]

Patroniitti (VS₃)

Columbite Fe (NbO₃)₂

Niobiummonofosfidi (NbP)

Niobiumoksidi (NbO)

Niobiumboridi (NbB)

Niobiumkarbidi (NbC)

Rautatantaatti [Fe (TaO₃)₂]

Tantaalikarbidi (Ta₂C)