El niobio es un metal blanco brillante que típicamente forma una película en su superficie cuando se expone al aire, cambiando tonos de azul, verde o amarillo, según Chemicool. Tiene una amplia gama de usos, desde el uso en joyería hipoalergénica hasta motores a reacción e imanes superconductores.
Solo los hechos
- Número atómico (número de protones en el núcleo): 41
- Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Nb
- Peso atómico (masa promedio del átomo): 92.906
- Densidad: 8.57 gramos por centímetro cúbico
- Fase en la habitación temperatura: Sólido
- Punto de fusión: 4,491 grados Fahrenheit (2,477 grados Celsius)
- Punto de ebullición: 8,571 grados F (4,744 grados C)
- Número de isótopos ( átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones): 35
- Isótopos más comunes: Nb-93 (100 por ciento de abundancia natural)
Historia
El niobio tiene una historia complicada. John Winthrop descubrió un mineral en Massachusetts en 1734 y lo envió a Inglaterra. El mineral estuvo en la colección del Museo Británico durante años hasta que fue analizado en 1801 por Charles Hatchett. Descubrió un nuevo elemento en el mineral y lo llamó columbium en honor a Columbia, el nombre poético de América. En 1809, William Hyde Wollaston, un químico inglés comparó la columbita con otro mineral, la tantalita, y declaró que el columbio era en realidad el elemento tantalio. Los dos elementos son muy similares, siempre se encuentran juntos y son difíciles de aislar.
En 1844, Heinrich Rose, trabajando con muestras de columbita y tantalita, produjo dos nuevos ácidos separados, pero muy similares, que nombró ácido nióbico y ácido pelópico. Cambió el nombre del elemento niobio. Veinte años después, el químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac aisló el niobio metálico calentando el cloruro en una atmósfera de hidrógeno.
El elemento se llamó columbio (símbolo Cb) en los Estados Unidos durante unos 100 años, mientras que fue llamado niobio en Europa. En 1949, la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada comprometió y adoptó oficialmente el niobio como nombre del elemento, en deferencia al uso europeo. A su vez, la unión aceptó tungsteno en lugar de wolframio como el nombre del Elemento No. 74 (que todavía lleva el símbolo W), en deferencia al uso estadounidense. Sin embargo, muchos metalúrgicos y sociedades del metal todavía se refieren al niobio como columbio.
¿Quién sabía?
- El niobio se llama para la diosa griega de las lágrimas, Niobe, que era hija del rey Tántalo, según la Real Sociedad de Química, debido a las similitudes del elemento con el tántalo (llamado así por el rey).
- Niobio y el tantalio casi siempre se encuentran juntos en la naturaleza, según el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS).
- La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada adoptó oficialmente el nombre de niobio en 1950, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos. Sin embargo, el otro nombre del elemento, columbio, todavía se usa ampliamente en la actualidad.
- Según el USGS, casi todo el niobio se extrae en Brasil y Canadá. La cantidad estimada de niobio en la corteza terrestre se cree que durará los próximos cinco siglos.
- Según Lenntech, aunque algunos compuestos del polvo de niobio pueden causar irritación de los ojos y la piel, no se conocen casos de efectos graves por trabajar con niobio. Tampoco se conocen efectos ambientales del niobio.
- Según USGS, casi el 80 por ciento del niobio se usa en la industria del acero para crear aceros de baja aleación de alta resistencia. El uso de niobio en estas aleaciones aumenta la resistencia mecánica y a altas temperaturas, la tenacidad y la resistencia a la corrosión de los aceros.
- Otros usos del niobio, según Chemicool, incluyen la construcción de tuberías, superaleaciones para equipos resistentes al calor, incluidos motores a reacción y en joyería.
- El niobio, tungsteno, molibdeno, tantalio y renio se conocen como los cinco metales refractarios, según Chemicool. Todos estos metales tienen una resistencia muy alta al calor y al desgaste.
Investigación actual
El niobio, debido a su variedad de propiedades, se utiliza en varias áreas de investigación. Una de ellas es la creación de imanes. Uno de los imanes superconductores más fuertes en el world utiliza alambres de aleación de niobio, como niobio-estaño y niobio-titanio, según el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético. El imán de 2,3 toneladas está hecho de bobinas de tres tipos de alambre, dos con niobio, y alcanza intensidades de campo de 32 teslas. (la fuerza del campo magnético de la Tierra en el superficie del planeta varía de 30 a poco más de 60 microteslas o 30×10-6 a 60×10-6 teslas).
Uno de esos usos para un imán superconductor es en imágenes por resonancia magnética (MRI) o espectroscopía (MRS), según a una patente de 2018. El imán superconductor utiliza bobinas de alambre de niobio-titanio para crear un campo magnético inicial y bobinas adicionales de alambre de niobio-estaño para crear un campo magnético secundario. Los dos campos se combinan para crear un campo magnético más fuerte que el imán superconductor de niobio-titanio más tradicional.