Vanadiumniobium en tantaal

De elementen van de groep Vanadium, Niobium en Tantaal zijn voor hun staalachtige fysieke kenmerken. Hebben hoge smelt- en kookpunten, en zijn gelegeerd met ijzer om speciaal staal te produceren. Ze zijn vrij goed bestand tegen chemische inwerking en combineren alleen met zuurstof als ze tot hoge temperaturen worden verwarmd.

Hoewel deze elementen een eerlijk gezegd metalen karakter, worden meestal gevonden als zouten van hun oxyzuren, dat wil zeggen als Vanadates (VO₄^-3), Niobiaten (NbO₃^-1) en Tantalaten (TaO₃^-1).

Vanadium

De Vanadium het is een Chemish element van atoomnummer 23 en symbool V. Het is een van de Overgangsmetalen in de tweede groep, vergezeld van Niobium en Tantalum.

Zijn Atoom massa bedraagt ​​50,942 g/mol. Heeft een dichtheid vanaf 6110 kg/m³. Zijn Smeltpunt Het is bij een temperatuur van 1902 ° C. Zijn Kookpunt het is 3409°C.

Het is in staat om elektrische stroom te geleiden, met a Elektrische geleidbaarheid vanaf 4.89x10⁶ S/m (Siemens elke meter). Zijn Warmtegeleiding is gelijk aan 30,7 W / (K * m) (Watt per Kelvin-meter).

Vanwege de gevarieerde en intense kleuren van de verbindingen, N. G. Sefström, die het in 1830 ontdekte, gaf dit metaal de naam Vanadium ter ere van de Scandinavische godin Vanadis. Het element wordt gevonden in Vanadiniet [Pb₃(VO₄)₂* PbCl₂], in Carnotita [K₂O * 2UO₃* V₂OF₅* 3H₂O] en in de Patronita VS₃.

Ook Het wordt gevonden in de steenkool van Peru, waarvan de as tot 48% vanadiumpentoxide (V₂OF₅).

Het metaal wordt verkregen door het oxide te reduceren met koolstof of waterstof, en grote hoeveelheden ervan toe te wijzen aan de vervaardiging van speciaal staal. Het toevoegen van 0,5% tot 1% vanadium verhoogt de treksterkte van een staalmonster van 1,16 tot 2 ton per vierkante centimeter.

Vanadium vormt verschillende oxiden, zuur van aard. De zouten van de verschillende oxiden zijn gekleurd: die van V₂OF₂ ze zijn bijvoorbeeld blauw van lavendel (lavendel); die van V₂OF₃ groen; die van V₂OF₄ blauw, en die van V₂OF₅ oranje.

Vanadiumpentoxide V₂OF₅ en sommige van de zouten die ervan zijn afgeleid, worden gebruikt als katalysatoren in de contactmethode zwavelzuur te verkrijgen.

Niobium

De Niobium het is een Chemish element van atoomnummer 41 en symbool Nb. Het is een van de Overgangsmetalen in de tweede groep, vergezeld van Vanadium en Tantalum.

oorspronkelijk genoemd Columbiaen met symbool Cb, werd in 1801 ontdekt door C. Hatchett in het mineraal Columbite Fe (CbO₃)₂. Er zijn geen belangrijke toepassingen van dit element of zijn verbindingen bekend.

Zijn Atoom massa bedraagt ​​92,906 g/mol. Heeft een Dichtheid van 8570 kg/m³. Zijn Smeltpunt bevindt zich op 2477 ° C, en zijn Kookpunt Het is bij een extreem hoge temperatuur van 4744 ° C.

Heeft een Elektrische geleidbaarheid vanaf 6.93x10⁶ S/m (Siemens elke meter). Zijn Warmtegeleiding is 53,7 W / (K * m) (Watt per Kelvin-meter).

Tantaal

De Tantaal het is een Chemish element van atoomnummer 73 en symbool Ta. Het is een van de Overgangsmetalen in de tweede groep, vergezeld van Vanadium en Niobium.

In 1802, A. G. Ekeberg vond een nieuw element in een mineraal met de formule Fe (TaO₃)₂, vergelijkbaar met Columbite, en gaf het de naam Tantalus, verwijzend naar de moeilijkheden die de ontbinding van het mineraal bood.

Zijn Atoom massa bedraagt ​​180,95 g/mol. Heeft een Dichtheid vanaf 16650 Kg/m³, bijna het dubbele van die van Niobium. Zijn Smeltpunt bevindt zich op een temperatuur van 3017 ° C, en zijn Kookpunt het wordt bereikt bij 5458 ° C. Dit zijn temperaturen die alleen worden bereikt in sterk gecontroleerde industriële omstandigheden.

Zijn Elektrische geleidbaarheid heeft een waarde van 7.61x10⁶ S/m (Siemens elke meter). Zijn Warmtegeleiding is gelijk aan 57,5 ​​W / (K * m) (Watt per Kelvin-meter).

Door zijn taaiheid, grote weerstand tegen elektrische stroom en zeer hoog smeltpunt, het werd gebruikt als gloeidraad in gloeilampen; maar het is volledig vervangen door Tungsten, ook wel Tungsten genoemd, zeer overvloedig en gemakkelijk te verkrijgen in zijn pure staat.

De Tantaal kan worden gehard door een legering; met kleine hoeveelheden andere elementen. Dergelijke legeringen worden gebruikt om roestvrijstalen gereedschappen en instrumenten te maken, die in een vlam kunnen worden gesteriliseerd zonder de snede te beschadigen. Tantaalcarbide is extreem hard en wordt gebruikt als snijgereedschap in staalbewerkingsmachines.

Voorbeelden van vanadium-, niobium- en tantaalverbindingen

Vanadiumdioxide (V₂OF₂)

Vanadiumtrioxide (V₂OF₃)

Vanadiumtetroxide (V₂OF₄)

Vanadiumpentoxide (V₂OF₅)

Vanadiniet [Pb₃(VO₄)₂* PbCl₂]

Carnotiet [K₂O * 2UO₃* V₂OF₅* 3H₂OF]

Patronite (VS₃)

Columbiet Fe (NbO₃)₂

Niobiummonofosfide (NbP)

Niobiumoxide (NbO)

Niobiumboride (NbB)

Niobiumcarbide (NbC)

IJzertantalaat [Fe (TaO₃)₂]

Tantaalcarbide (Ta₂C)