НЭС/Ниобий

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ниобий
Новый энциклопедический словарь
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Нарушевич — Ньютон. Источник: т. 28: Нарушевич — Ньютон (1916), стлб. 663—665 ( скан ) • Другие источники: МЭСБЕ : ЭСБЕ


Ниобий или ниоб — химический элемент с атомным весом 93,5, помещающийся в V группе и 6 ряду периодической системы; близкий аналог тантала. Открытый Гатчеттом в 1801 г. под именем колумбия [1], ближе исследован Розе, Бломстрандом и особенно Мариньяком. Встречается в различных редких минералах, по большей части, вместе с танталом, при чем оба элемента находятся в виде солей ниобовой и танталовой кислот. Свободный Н. изолирован давно (Роско и др.), но только в последнее время получен в совершенно чистом состоянии. Для этого (Вернер фон-Больтон) накаливают в пустоте в жару пламенной дуги окисел Nb2O4, или же сплав Nb с Al, получаемый алюминотермически из Al и Nb2O5. Серый металл, уд. в. 12,7, с темп. пл. 1950°, отличается тягучестью; по твердости уступает стали. С трудом окисляется на воздухе даже при накаливании, но соед. при высокой температуре с водородом, образуя гидрюр NbH и с хлором (горение), образуя NbCl5. Кислоты, даже царская водка, на него не действуют, HF медленно растворяет, быстрее — в присутствии платины (гальван. пара). В соответствии с положением Н. в период. системе он в своих соединениях не проявляет в резкой форме ни металлических, ни металлоидных свойств (положение в V группе с одной стороны и в одном из четных рядов с другой создает два влияния, взаимно парализующих друг друга). В своих важнейших соединениях, отвечающих типу NbX5, Н. является пятивалентным. Пятиокись Н. Nb2O5 получается прокаливанием соответствующего гидрата в виде белого микрокристаллического порошка, обладающего уд. в. 4,53, нерастворимого в минеральных кислотах, за исключением смеси HF с крепкой H2SO4; может быть переведен в раствор сплавлением с кислыми щелочными сульфатами (напр., KHSO4). При сплавлении с углекислыми щелочами Nb2O5 дает соли ниобовых и полиниобовых кислот (ниобаты и полиниобаты), растворимые в воде. Так, при сплавлении окиси Н. с содой по извлечении сплава холодной водой получается соль метаниобовой кислоты NaNbO3.3H2O, а при сплавлении Nb2O5 с поташем, с последующим извлечением водой и испарением раствора над серной кислотой, получаются крупные моноклинические призмы калийной соли гексаниобовой кислоты K8Nb6O19.16H2O. Растворы этих ниобатов и полиниобатов в растворе подвергаются глубокому гидролизу, о котором можно судить по появлению щелочной реакции, а также по постепенному выделению гидрата окиси Н. Nb2O5.nH2O в коллоидальном состоянии. Это выделение ускоряется прибавлением разбавленных кислот (серной или сернистой). Однако, гидрат окиси Н. имеет большую склонность оставаться в растворе в виде гидрозоля. Гидрат окиси Н. образуется также при действии воды на пятихлористый Н. или на сплав Nb2O5 с KHSO4. Пятихлористый Н. NbCl5 всего удобнее получается пропусканием паров четыреххлористого углерода над накаленной окисью Н. Желтое кристаллическое вещество с темп. пл. 194°, темп. кип. 240,5°; легко сублимируется, водой энергично с шипением разлагается по уравнению 2NbCl5 + 5H2O = Nb2O5 + 10HCl, при чем Nb2O5 выделяется в форме гидрата. Пятифтористый Н. NbF5 в свободном виде неизвестен, но образует ряд весьма характерных комплексных соединений с плавиковой кислотой и ее солями, благодаря этому Nb2O5 растворяется в избытке HF. Из такого раствора KF осаждает комплексную соль K2[NbF7], постоянную лишь в присутствии избытка плавиковой кислоты. Из менее кислых растворов выделяется характерная оксосоль K2[NbOF5].Н2О, кристаллизующаяся в листочках (1 ч. раств. в 12—13 ч. воды при обыкн. темп.). В этой соли 2 атома фтора замещены 1 атомом кислорода. Тантал образует с фтором аналогичные соединения (K2[TaF7], отличающиеся значительно большим постоянством), но гораздо менее растворимые в воде (1 ч. K2[TaF7] раств. в 200 ч. воды, слегка подкисленной HF при 15°), а потому фракционированной кристаллизацией этих соединений можно с удобством отделять столь близкие между собой элементы, как Nb и Та (Мариньяк). Известны также соли и других фторниобовых кислот, а также кристаллическая фторокись Н. состава NbOF3. Перекись водорода при действии на K2[NbOF5] дает калийную соль фторо-надниобовой кислоты K2[NbO2F5], обладающей всеми характерными свойствами надкислот (см. Перекиси и Надкислоты). Кроме соединений пятивалентного Н., существуют еще соединения низших типов, напр., окислы Nb2O3 и Nb2O4, образующиеся при восстановлении Nb2O5 в различных условиях. Так, Nb2O4 получается накаливанием Nb2O5 (предварительно сформированного в палочки с помощью параффина) в угольном порошке до 1700°. При сплавлении Nb2O5 с магнием образуется Nb2O3. Валентность Н. в этих соединениях в точности неизвестна. Для распознавания Н. в присутствии тантала всего лучше пользоваться реакцией Меликова. Раствор испытуемого окисла в плавиковой кислоте, с прибавкой KF, выпаривается досуха и обрабатывается разбавленной перекисью водорода для превращения Nb и Ta в соотв. фторнадкислоты, раствор вновь выпаривается досуха, и остаток смачивается крепкой серной кислотой. В присутствии Nb выступает желтое окрашивание даже в том случае, если примесь его к Ta не превосходит 0,1%.

Л. Ч.

Примечания[править]

  1. Под именем колумбия Н. и до сих пор часто слывет в английской и американской литературе.