O nióbio é um metal branco e brilhante que normalmente forma uma película em sua superfície quando exposto ao ar, transformando-se em tons de azul, verde ou amarelo, de acordo com a Chemicool. Ele tem uma ampla gama de usos, desde o uso em joias hipoalergênicas a motores a jato e ímãs supercondutores.
Apenas os fatos
- Número atômico (número de prótons no núcleo): 41
- Símbolo atômico (em a tabela periódica dos elementos): Nb
- Peso atômico (massa média do átomo): 92,906
- Densidade: 8,57 gramas por centímetro cúbico
- Fase na sala temperatura: Sólido
- Ponto de fusão: 4.491 graus Fahrenheit (2.477 graus Celsius)
- Ponto de ebulição: 8.571 graus F (4.744 graus C)
- Número de isótopos ( átomos do mesmo elemento com um número diferente de nêutrons): 35
- Isótopos mais comuns: Nb-93 (abundância natural de 100 por cento)
História
O nióbio tem uma história complicada. John Winthrop descobriu um minério em Massachusetts em 1734 e o enviou para a Inglaterra. O mineral permaneceu na coleção do Museu Britânico por anos, até que foi analisado em 1801 por Charles Hatchett. Ele descobriu um novo elemento no minério e o chamou de columbium em homenagem a Columbia, o nome poético da América. Em 1809, William Hyde Wollaston, um químico inglês comparou a columbita com outro mineral, a tantalita, e declarou que o columbium era na verdade o elemento tântalo. Os dois elementos são muito semelhantes, sempre se encontram juntos e são difíceis de isolar.
Em 1844, Heinrich Rose, trabalhando com amostras de columbita e tantalita, produziu dois novos ácidos separados, mas muito semelhantes, que ele nomeou ácido nióbico e ácido pelópico. Ele rebatizou o elemento nióbio. Vinte anos depois, o químico suíço Jean Charles Galissard de Marignac isolou o nióbio metálico aquecendo o cloreto em uma atmosfera de hidrogênio.
O elemento foi chamado de columbium (símbolo Cb) nos Estados Unidos por cerca de 100 anos, enquanto foi chamado de nióbio na Europa. Em 1949, a União Internacional de Química Pura e Aplicada comprometeu-se e adotou oficialmente nióbio como o nome do elemento, em deferência ao uso europeu. Por sua vez, a união aceitou tungstênio em vez de volfrâmio como o nome para o Elemento nº 74 (que ainda carrega o símbolo W), em deferência ao uso americano. Muitos metalúrgicos e sociedades de metal, no entanto, ainda se referem ao nióbio como columbium.
Quem diria?
- Nióbio é chamado para a deusa grega das lágrimas, Niobe, que era filha do rei Tântalo, de acordo com a Royal Society of Chemistry, devido às semelhanças do elemento com o tântalo (nomeado em homenagem ao rei).
- Nióbio e tântalo são quase sempre encontrados juntos na natureza, de acordo com o US Geological Survey (USGS).
- A União Internacional de Química Pura e Aplicada adotou oficialmente o nome nióbio em 1950, de acordo com o Laboratório Nacional de Los Alamos. No entanto, o outro nome do elemento, columbium, ainda é amplamente utilizado hoje.
- De acordo com o USGS, quase todo o nióbio é extraído no Brasil e no Canadá. A quantidade estimada de nióbio na crosta terrestre acredita-se que dure pelos próximos cinco séculos.
- De acordo com Lenntech, embora alguns compostos de poeira de nióbio possam causar irritação nos olhos e na pele, não há casos conhecidos de quaisquer efeitos graves do trabalho com nióbio. Também não há efeitos ambientais conhecidos do nióbio.
- De acordo com o USGS, quase 80 por cento do nióbio é usado na indústria do aço para criar aços de baixa liga de alta resistência. O uso de nióbio nessas ligas aumenta os aços “resistência mecânica e a alta temperatura, tenacidade e resistência à corrosão.
- Outros usos do nióbio, de acordo com Chemicool, incluem construção de dutos, superligas para equipamentos resistentes ao calor, incluindo motores a jato e em joalheria.
- Nióbio, tungstênio, molibdênio, tântalo e rênio são conhecidos como os cinco metais refratários, de acordo com Chemicool. Todos esses metais têm resistência muito alta ao calor e ao desgaste.
Pesquisa atual
O nióbio, devido à sua variedade de propriedades, é usado em várias áreas de pesquisa. Uma delas é a criação de ímãs. Um dos mais fortes ímãs supercondutores do mundo usa fios de liga de nióbio, como nióbio-estanho e nióbio-titânio, de acordo com o National High Magnetic Field Laboratory. O ímã de 2,3 toneladas é feito de bobinas de três tipos de fio, dois com nióbio, e atinge forças de campo de 32 teslas (a força do campo magnético da Terra no superfície do planeta varia de 30 a pouco mais de 60 microteslas ou 30×10-6 a 60×10-6 teslas).
Um desses usos para um ímã supercondutor é em imagens de ressonância magnética (MRI) ou espectroscopia (MRS), de acordo com a uma patente de 2018. O ímã supercondutor usa bobinas de fio de nióbio-titânio para criar um campo magnético inicial e bobinas adicionais de fio de nióbio-estanho para criar um campo magnético secundário. Os dois campos se combinam para criar um campo magnético mais forte do que o ímã supercondutor de nióbio-titânio mais tradicional.