تاريخ موجز لاكتشاف العناصر niobium و tantalum

نيوبيومو tantalum هي عناصر من الفترتين الخامسة والسادسة من مجموعة VB من الجدول الدوري ، مع رموز العناصر NB و TA ، والأعداد الذرية 41 و 73 ، والكتل الذرية النسبية 92.90638 و 180.9479 ، على التوالي. النيوبيوم والتنتالوم هما معادن نادرة انصهار عالية في المعادن غير الحديدية. Niobium و tantalum لهما خصائص متشابهة للغاية وتسمى عناصر مماثلة.

مخطط منتج Tantalum niobium

 

قضيب نيوبيوم مقاوم للتآكل

لوحة النيوبيوم المقاومة لدرجات الحرارة العالية

أنبوب نيوبيوم مضادات الأكسدة

ارتفاع نقاء قضيب tantalum

لوحة تانتالوم مقاومة للتآكل

أنبوب تانتالوم مقاوم للدرجات

كان اكتشاف النيوبيوم والتنتالوم بسبب تشكيل الكيمياء كعلم في منتصف القرن الثامن عشر والنمو اللاحق للكيمياء التحليلية كموضوع مستقل في العلوم الكيميائية. تم اكتشاف النيوبيوم والتانتالوم ، مثل بعض العناصر الأخرى ، من الخامات المكتشفة حديثًا من خلال البحث. نظرًا لخصائص Niobium و Tantalum المتشابهة للغاية ، من الصعب فصلها تمامًا. مرت اكتشافهم بعملية غامضة ومضطربة ، مما أدى إلى اكتشاف الظاهرة المثيرة للاهتمام من نيوبيوم مرتين ولديه اسمين لفترة طويلة.

في عام 1650 ، تم اكتشاف معدنية تُعرف باسم Niobium Iron Ore في ولاية كونيتيكت ، الولايات المتحدة الأمريكية ، والتي كانت أسود مظلم ، شفاف ، وكان له نسيج ذهبي. في عام 1753 ، قدمت عائلة الحاكم الأول للدولة المعدنية للمتحف البريطاني في لندن. في عام 1801 ، حصل الكيميائي البريطاني تشارلز هاتشيت (1765-1847) على هذا المعدن من المتحف. اكتشف أكسيد جديد من المعدن أثناء دراسته ، وأدرك أنه يواجه الفرصة لاكتشاف عنصر جديد. لذلك ، عمل مع الوقت لإكمال التجربة لتحديد خصائص الأكسيد الجديد في أربعة أشهر فقط ، وأعلن رسميًا اكتشاف العنصر الجديد في الجمعية الملكية في لندن في 26 نوفمبر من ذلك العام. في ذكرى اكتشاف كولومبوس للأمريكتين كأصل للمعادن ، أطلق عليه اسم كولومبيوم وأطلق عليه اسم المعدنية.

في عام 1802 ، عزل الكيميائي السويدي أندر غوستاف إيكبرغ (1767-1813) أكسيد معدني جديد أثناء دراسة المعادن المعروف الآن باسم تانتاليت ، في قرية كيميتو ، فنلندا في عام 1746 ، والمعدنية المعروفة الآن باسم Yttrite ، التي تم اكتشافها في Ytterby ، Sweden. ومع ذلك ، فشلت جميع المحاولات لحل هذا الأكسيد ، وتم تسمية المجمع الجديد Tantalus ، ابن زيوس في الأساطير اليونانية ، لمثابته. وقد عوقب من قبل زيوس للكشف عن سر: الوقوف في الماء العميق ولكن غير قادر على شرب الماء ، والوجود تحت شجرة الفاكهة. غير قادر على تناول الفاكهة والمعاناة من الجوع والعطش إلى الأبد ، لكنه ثابر بعناد وأطلق عليه اسم tantalum.

على الرغم من أن Eckberg اعتقد بشدة أن ما اكتشفه كان عنصرًا جديدًا. ومع ذلك ، نظرًا لوصفه غير الدقيق لخصائص Tantalum ، التي تتعايش دائمًا مع النيوبيوم ولديها خصائص متشابهة لدرجة أنه من الصعب التمييز ، كان الأمر مربكًا وتسبب في العديد من الكيميائيين المشهورين في ذلك الوقت للمشاركة في النقاش حول ما إذا كان العنصرين هو نفسه. حتى أن بعض العلماء يعتقدون أن إيكبرج كرر فقط اكتشاف كولشيكوم. استمر هذا النقاش منذ ما يقرب من 40 عامًا حتى قام الكيميائي الألماني Heinrich Rose (1795-1864) بحله لأول مرة في عام 1844. وقد تحليل العديد من معادن Tantalum niobium ووجد أن هناك عنصرًا جديدًا آخر إلى جانب الموليبدينوم في كل مرة. يحتوي هذا العنصر الجديد على حالتين للتكافؤ ، +3 و +5 ، في حين أن Tantalum له فقط حالة تكافؤ واحدة ، +5. لكنه اعتقد أنه عنصر جديد آخر ويطلق عليه اسم niobium بعد ابنة Tantalus ، niobe ، The Gates of Chake ، nb) ، للتنافس على ذلك مع tantalum. هذا يعطي niobium اسمين عنصريين.

يكمن الحل النهائي في النقاش مع JCG Marignac (1817-1894 ، اكتشاف العناصر الأرضية النادرة Yttrium و Gadolinium) ، الذين اكتشفوا لأول مرة خلال عام 1865-1866 أن ضغط البخار من البنتاك كلوبيوم كان مختلطًا. قام أيضًا بفصل tantalum و niobium لأول مرة باستخدام طريقة بلورات ملح الفلورايد. وضع إنجازه أيضًا الأساس للإنتاج اللاحق للمعادن Niobium و Tantalum. في عام 1907 ، كان الكيميائي CW Balke (1880-1948) أول من يحدد بدقة الكتلة الجزيئية النسبية للنيوبيوم والتنتالوم بعد دراسة مركبات مختلفة من النيوبيوم والتنتالوم ، مما يثبت في النهاية أن النيوبيوم والنيوبيوم هما نفس العنصر. قادت أبحاث بولجر في وقت لاحق كارل بفانستيل ، وهو أمريكي ، لإنشاء أول مصنع لإنتاج نيوبيوم وتنتالوم في العالم - pfanstiehl com. ine. تمت إعادة تسمية الشركة باسم Fan Steel Products Com. INE في عام 1918 وتوقف الإنتاج في عام 1989.

بعد التعايش منذ ما يقرب من مائة عام ، قرر الاتحاد الدولي للكيمياء النظرية والتطبيقية (IU-PAC) في عام 1951 توحيد اسمه (الرمز) باسم Niobium (NB). لكن أمريكا الشمالية لا تزال تستخدم اسم كولومبيا حتى يومنا هذا.

في عام 1866 ، أنتج العالم السويدي CB Blonstrand أولاً نيوبيوم المعدني عن طريق تقليل كلوريد النيوبيوم مع الهيدروجين. في نهاية القرن التاسع عشر ، تم اكتشاف طريقة لإنتاج النيوبيوم من الأكاسيد: استخدمت الشركة الفرنسية M'asa تخفيض الكربون من أكسيد النيوبيوم في فرن كهربائي لإنتاج النيوبيوم المعدني ؛ حصل عالم آخر ، Goldschmit ، على النيوبيوم المعدني من خلال الحد من الألومنيوم.

كان إنتاج المعدن التانتالوم في وقت أبكر من النيوبيوم. في عام 1825 ، قلل بيرزيليوس من الأنفلوتالات البوتاسيوم مع البوتاسيوم المعدني للحصول على مسحوق tantalum نقاء منخفض. في عام 1866 ، خفض روس الفلوروتات الصوديوم مع الصوديوم المعدني لإنتاج مسحوق التانتالوم عالي النقاء