Vanadij niobij in tantal

Elementi skupine Vanadij, niobij in tantal so za svoje fizikalne značilnosti, podobne jeklu. Imajo visoka tališča in vreliščain so zlitine z železom za izdelavo posebnih jekel. So precej odporni na kemično delovanje in se s kisikom kombinirajo le, če so ogreti na visoke temperature.

Čeprav imajo ti elementi a odkrito kovinski značajObičajno jih najdemo kot soli njihovih oksidnih kislin, to je kot vanadati (VO₄^-3), Niobioti (NbO₃^-1) in tantalati (TaO₃^-1).

Vanadij

The Vanadij je Kemični element atomske številke 23 in simbol V. Je med Prehodne kovine v drugi skupini v spremstvu niobija in tantala.

Njegov Atomska masa je 50,942 g / mol. Ima gostoto od 6110 Kg / m³. Njegov Tališče Je pri temperaturi 1902 ° C. Njegov Vrelišče je pri 3409 ° C.

Sposoben je voditi električni tok z a Električna prevodnost od 4,89x10⁶ S / m (Siemens vsak meter). Njegov Toplotna prevodnost enako 30,7 W / (K * m) (vatov na Kelvin-meter).

Zaradi raznolikih in intenzivnih barv svojih spojin je N. G. Sefström, ki jo je odkril leta 1830, je tej kovini dal ime

Vanadij v čast skandinavski boginji Vanadis. Element najdemo v vanadinitu [Pb₃(GLAS₄)₂* PbCl₂], v Carnotiti [K₂O * 2UO₃* V.₂ALI₅* 3H₂O] in v Patronita VS₃.

Tudi Najdemo ga v perujskem premogu, katerega pepel vsebuje do 48% vanadijevega pentoksida (V₂ALI₅).

Kovino dobimo z redukcijo oksida z ogljikom ali vodikom, pri čemer velike količine tega namenimo izdelavi posebnih jekel. Dodajanje 0,5% do 1% vanadija poveča natezno trdnost jeklenega vzorca z 1,16 na 2 toni na kvadratni centimeter.

Vanadij tvori različne okside, kisle narave. Soli različnih oksidov so obarvane: V₂ALI₂ na primer so modre od sivke (sivka); tiste iz V₂ALI₃ zelena; tiste iz V₂ALI₄ modra, in tiste iz V₂ALI₅ oranžna.

Vanadij pentoksid V₂ALI₅ in nekatere soli, pridobljene iz nje, se uporabljajo kot katalizatorji v kontaktni metodi pridobivanje žveplove kisline.

Niobij

The Niobij je Kemični element atomske številke 41 in simbola Nb. Je med Prehodne kovine v drugi skupini v spremstvu vanadija in tantala.

Prvotno imenovan Columbioin s simbolom Cb, je leta 1801 odkril C. Hatchett v mineralu Columbite Fe (CbO₃)₂. Ni znanih pomembnih uporab tega elementa ali njegovih spojin.

Njegov Atomska masa je 92,906 g / mol. Ima Gostota 8570 Kg / m³. Njegov Tališče se nahaja pri 2477 ° C in je Vrelišče Je pri izredno visoki temperaturi 4744 ° C.

Ima Električna prevodnost od 6,93x10⁶ S / m (Siemens vsak meter). Njegov Toplotna prevodnost je 53,7 W / (K * m) (vatov na Kelvin-meter).

Tantal

The Tantal je Kemični element atomske številke 73 in simbola Ta. Je med Prehodne kovine v drugi skupini v spremstvu vanadija in niobija.

Leta 1802 je A. G. Ekeberg je našel nov element v mineral s formulo Fe (TaO₃)₂, podobno kot Columbite, in mu dal ime Tantal, namigovanje na težave, ki jih je ponudilo raztapljanje minerala.

Njegov Atomska masa je 180,95 g / mol. Ima Gostota od 16650 Kg / m³, skoraj dvakrat večji od niobija. Njegov Tališče se nahaja pri temperaturi 3017 ° C in je Vrelišče doseže se pri 5458 ° C. To so temperature, ki jih dosežemo le v zelo nadzorovanih industrijskih okoliščinah.

Njegov Električna prevodnost ima vrednost 7,61x10⁶ S / m (Siemens vsak meter). Njegov Toplotna prevodnost enako 57,5 ​​W / (K * m) (vatov na Kelvin-meter).

Zaradi svoje duktilnosti, velike odpornosti na električni tok in zelo visokega tališča, uporabljali so ga kot žarilno nitko v žarnicah z žarilno nitko; vendar ga je v celoti nadomestil volfram, imenovan tudi volfram, zelo bogat in v čistem stanju ga je enostavno dobiti.

The Tantal lahko utrdi zlitina z majhnimi količinami drugih elementov. Iz takšnih zlitin se izdelujejo nerjavna orodja in instrumenti, ki jih je mogoče sterilizirati v plamenu, ne da bi pri tem poškodovali rez. Tantalov karbid je izredno trden in se uporablja kot rezalno orodje v strojih za obdelavo jekla.

Primeri spojin vanadija, niobija in tantala

Vanadij dioksid (V₂ALI₂)

Vanadij trioksid (V₂ALI₃)

Vanadijev tetroksid (V₂ALI₄)

Vanadij pentoksid (V₂ALI₅)

Vanadinit [Pb₃(GLAS₄)₂* PbCl₂]

Carnotite [K₂O * 2UO₃* V.₂ALI₅* 3H₂ALI]

Patronit (VS₃)

Kolumbit Fe (NbO₃)₂

Niobij monofosfid (NbP)

Niobijev oksid (NbO)

Niobij boride (NbB)

Niobijev karbid (NbC)

Železov tantalat [Fe (TaO₃)₂]

Tantalov karbid (Ta₂C)