Nióbio (Nb), elemento químico, metal refratário do grupo 5 (Vb) da tabela periódica, utilizado em ligas, ferramentas e matrizes e ímãs supercondutores. O nióbio está intimamente associado ao tântalo nos minérios e nas propriedades.
Devido à grande similaridade química de nióbio e tântalo, o estabelecimento das identidades individuais dos dois elementos foi muito difícil. O nióbio foi descoberto (1801) em uma amostra de minério de Connecticut pelo químico inglês Charles Hatchett, que chamou o elemento columbium em homenagem ao país de origem, sendo Columbia um sinônimo para os Estados Unidos. Em 1844, um químico alemão, Heinrich Rose, descobriu o que considerava um novo elemento ocorrendo junto com o tântalo e o nomeou de nióbio em homenagem a Niobe, a deusa mitológica que era filha de Tântalo. Após considerável controvérsia, decidiu-se que columbium e nióbio eram o mesmo elemento. Eventualmente, chegou-se a um acordo internacional (por volta de 1950) para adotar o nome nióbio, embora o columbio persistisse na indústria metalúrgica dos EUA.
O nióbio é aproximadamente 10 vezes mais abundante na crosta terrestre do que o tântalo. O nióbio, mais abundante que o chumbo e menos abundante que o cobre na crosta terrestre, ocorre disperso, exceto por relativamente poucos minerais. Desses minerais, a série columbita-tantalita, na qual a columbita (FeNb 2 O 6) e a tantalita (FeTa 2 O 6) ocorrem em proporções altamente variáveis, é a principal fonte comercial. O pirocloro, um niobato de sódio e cálcio, também é a principal fonte comercial. O nióbio natural ocorre inteiramente como o isótopo estável nióbio-93.
Os procedimentos de produção de nióbio são complexos, o grande problema é sua separação do tântalo. A separação do tântalo, quando necessário, é realizada por extração com solvente em um processo líquido-líquido; o nióbio é então precipitado e torrado em pentóxido de nióbio, que é reduzido a pó de nióbio por meio de processos metalotérmicos e de hidratação. O pó é consolidado e purificado ainda mais por fusão por feixe de elétrons. A sinterização a vácuo de pó também é usada para consolidação. O nióbio também pode ser obtido por eletrólise de sais fundidos ou redução de complexos de flúor com um metal muito reativo, como o sódio. (Para obter informações sobre mineração, recuperação e aplicações de nióbio, consulte Processamento de nióbio.)
O metal puro é macio e dúctil; parece aço ou, quando polido, platina. Embora tenha excelente resistência à corrosão, o nióbio é suscetível à oxidação acima de cerca de 400 ° C (750 ° F). O nióbio pode ser melhor dissolvido em uma mistura de ácidos nítrico e fluorídrico. Completamente miscível com ferro, ele é adicionado na forma de ferronióbio a alguns aços inoxidáveis para proporcionar estabilidade na soldagem ou no aquecimento. O nióbio é usado como o principal elemento de liga em superligas à base de níquel e como um aditivo menor, porém importante, aos aços de alta resistência e baixa liga. Devido à sua compatibilidade com o urânio, resistência à corrosão por refrigerantes de metais alcalinos fundidos e seção transversal baixa de nêutrons térmicos, ele foi usado sozinho ou ligado com zircônio em revestimentos para núcleos de reatores nucleares. Os carbonetos cimentados usados como matrizes de prensagem a quente e ferramentas de corte tornam-se mais difíceis e mais resistentes a choques e erosão pela presença de nióbio. O nióbio é útil na construção de dispositivos eletrônicos criogênicos (baixa temperatura) de baixo consumo de energia. O nióbio-estanho (Nb 3 Sn) é um supercondutor abaixo de 18,45 Kelvins (K) e o próprio nióbio metálico, abaixo de 9,15 K.
Os compostos de nióbio são de importância relativamente menor. Os encontrados na natureza têm o estado de oxidação +5, mas compostos de estados de oxidação mais baixos (+2 a +4) foram preparados. O nióbio com carga quádrupla, por exemplo, na forma de carboneto, NbC, é usado na fabricação de carbonetos cimentados.
Propriedades do elemento
| número atômico | 41. |
|---|---|
| peso atômico | 92,906 |
| ponto de fusão | 2.468 ° C (4.474 ° F) |
| ponto de ebulição | 4.927 ° C (8.901 ° F) |
| Gravidade Específica | 8,57 (20 ° C) |
| estados de oxidação | +2, +3, +4, +5 |
| configuração eletrônica | [Kr] 4d 4 5s 1 |
