Τρίτη 26 Νοεμβρίου 2019

Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ : 26 Νοεμβρίου

Ο Άγγλος χημικός Charles Hatchett ανακοίνωσε την ανακάλυψη του κολόμβιου (Cb) στην Royal Society σαν σήμερα το 1801

Εικόνα ελληνιστικής γλυπτικής που αντιπροσωπεύει
τη Νιόβη από τον Giorgio Sommer
Τώρα είναι γνωστό ως Νιόβιο (Nb). Αυτό το μεταλλικό στοιχείο είναι πολύ ίδιο με το ταντάλιο (Ta), και συνέχεια συγχέεται με αυτό καθ' όλη τη διάρκεια του πρώτου μισού του 19ου αιώνα. Αυτό οδήγησε στη μετονομασία του σε Νιόβιο σύμφωνα με την κόρη του Τάνταλου στην ελληνική μυθολογία.

Το νιόβιο εντοπίστηκε από τον αγγλικό χημικό Charles Hatchett το 1801. Βρήκε ένα νέο στοιχείο σε ένα δείγμα ορυκτών που είχε σταλεί στην Αγγλία από το Κοννέκτικατ, στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1734 από τον John Winthrop F.R.S. (εγγονός του John Winthrop the Young) και ονόμασε το ορυκτό κολομβίτη και το νέο στοιχείο κολόμβιο κατά το Κολομβία, το ποιητικό όνομα για τις Ηνωμένες Πολιτείες. Το κολόμβιο που ανακαλύφθηκε από τον Hatchett ήταν πιθανώς ένα μείγμα του νέου στοιχείου με το ταντάλιο.

Στη συνέχεια, υπήρξε σημαντική σύγχυση σχετικά με τη διαφορά μεταξύ κολομβίου (νιόβιου) και του στενά συνδεδεμένου ταντάλιου. Το 1809, ο Άγγλος χημικός William Hyde Wollaston συνέκρινε τα οξείδια που προέκυψαν από κολόμβιο -κολομβίτη με πυκνότητα 5.918 g / cm3 και ταντάλιου τανταλίτη με πυκνότητα άνω των 8 g / cm3 και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα δύο οξείδια, παρά τη σημαντική διαφορά στην πυκνότητα, ήταν πανομοιότυπα, διατηρώντας έτσι το όνομα ταντάλιο. Το συμπέρασμα αυτό αμφισβητήθηκε το 1846 από τον Γερμανό χημικό Heinrich Rose, ο οποίος ισχυρίστηκε ότι υπήρχαν δύο διαφορετικά στοιχεία στο δείγμα τανταλίτη και τα ονόμασε από τα παιδιά του Τάνταλου: νιόβιο (από Νιόβη) και πελόπιο (από τον Πέλοπα).  Αυτή η σύγχυση προέκυψε από τις ελάχιστες παρατηρούμενες διαφορές μεταξύ τανταλίου και νιοβίου. Τα τρία νέα στοιχεία πελόπιο , ιλμένιο και διάνιο ήταν στην πραγματικότητα το ίδιο το νιόβιο ή τα μείγματα νιοβίου και ταντάλιο.

Οι διαφορές μεταξύ ταντάλιου και νιοβίου απεδείχθησαν ξεκάθαρα το 1864 από τους Christian Wilhelm Blomstrand και τον Henri Etienne Sainte-Claire Deville, καθώς και τον Louis J. Troost, ο οποίος καθορίζει τους τύπους ορισμένων ενώσεων το 1865 και τέλος από τον ελβετό χημικό Jean Charles Galissard de Marignac το 1866, που όλοι απέδειξαν ότι υπήρχαν μόνο δύο στοιχεία. Τα άρθρα για το ilmenium συνέχισαν να εμφανίζονται μέχρι το 1871. Ο De Marignac ήταν ο πρώτος που παρήγαγε το μέταλλο το 1864, όταν έκανε αναγωγή στο χλωριούχο νιόβιο, θερμαίνοντάς το σε ατμόσφαιρα υδρογόνου.

Παρόλο που ο De Marignac ήταν σε θέση να παρασκευάσει νιόβιο απαλλαγμένο από ταντάλιο σε μεγάλη κλίμακα ήδη από το 1866, δεν χρησιμοποιήθηκε μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα. Η πρώτη εμπορική εφαρμογή του νιόβιου ήταν στα νημάτια στους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Η χρήση αυτή γρήγορα κατέστη άνευ αντικειμένου με την αντικατάσταση του νιοβίου με το βολφράμιο, το οποίο έχει υψηλότερο σημείο τήξης. Το ότι το νιόβιο βελτιώνει την αντοχή του χάλυβα για πρώτη φορά ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του 1920 και η εφαρμογή αυτή παραμένει η κυρίαρχη χρήση του. Το 1961, ο Αμερικανός φυσικός Eugene Kunzler και οι συνεργάτες του στο Bell Labs ανακάλυψαν ότι το κράμα νιοβίου-κασσίτερου εξακολουθεί να παρουσιάζει υπεραγωγιμότητα παρουσία ισχυρών ηλεκτρικών ρευμάτων και μαγνητικών πεδίων, καθιστώντας το πρώτο υλικό για την υποστήριξη των υψηλών ρευμάτων και πεδίων που απαιτούνται για μαγνήτες υψηλής ισχύος και μηχανήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η ανακάλυψη ενεργοποιήθηκε - δύο δεκαετίες αργότερα - η παραγωγή μεγάλων πολυκλωνικών καλωδίων τυλιγμένων σε πηνία για τη δημιουργία μεγάλων, ισχυρών ηλεκτρομαγνητών για περιστρεφόμενα μηχανήματα, επιταχυντές σωματιδίων και ανιχνευτές σωματιδίων.

Το Columbium (με σύμβολο "Cb") ήταν το όνομα που προσέδωσε αρχικά ο Hatchett κατά την ανακάλυψή του για το μέταλλο το 1801. Το όνομα αντικατόπτριζε ότι το δείγμα του μεταλλεύματος προέρχεται από την Αμερική (Κολούμπια). Αυτό το όνομα παρέμεινε σε χρήση στα αμερικανικά περιοδικά - το τελευταίο άρθρο που δημοσίευσε η Αμερικανική Χημική Εταιρεία με το όνομα κολόμβιο στον τίτλο της χρονολογείται από το 1953 -ωστόσο το όνομα νιόβιο χρησιμοποιήθηκε στην Ευρώπη. Για να τερματιστεί αυτή η σύγχυση, το όνομα niobium επελέγη για το στοιχείο 41 στο 15ο Συνέδριο της Ένωσης Χημείας στο Άμστερνταμ το 1949.  Ένα χρόνο αργότερα, το όνομα αυτό υιοθετήθηκε επίσημα από τη Διεθνή Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) μετά από 100 χρόνια διαμάχης, παρά τη χρονολογική προτεραιότητα του ονόματος columbium. Το τελευταίο όνομα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται μερικές φορές στη βιομηχανία των ΗΠΑ. Αυτός ήταν ένας συμβιβασμός: η IUPAC δέχθηκε το αμερικάνικο όνομα tungsten αντί του ευρωπαικού βολφραμίο και το ευρωπαικό όνομα νιόβιο αντί του αμερικάνικου  κολομβιο. Δεν συμφώνησαν όλοι  και ενώ πολλές κορυφαίες χημικές εταιρείες και κυβερνητικές οργανώσεις χρησιμοποιούν το επίσημο όνομα IUPAC, πολλοί κορυφαίοι μεταλλουργοί, μεταλλευτικές εταιρείες και η Γεωλογική Έρευνα των Ηνωμένων Πολιτειών εξακολουθούν να χρησιμοποιούν την αρχική αμερικανική ονομασία "columbium"

Από τη: Royal Society of Chemistry (RSC)
Εικόνα: By Giorgio Sommer - scan, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1603662 

Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ :  26 Νοεμβρίου

Η προηγούμενη μέρα                      Όλο το Φθινόπωρο                     Η επόμενη μέρα