Niobis (Nb): kas tai yra, kam jis skirtas ir kur jis randamas

Niobis (Nb) yra cheminis atomo skaičiaus 41 elementas, priklausantis periodinės lentelės 5 grupei.

Tai natūraliai prieinamas kietojo kūno pereinamasis metalas, kurį 1801 metais atrado britų chemikas Charlesas Hatchettas.

Mineralai, kuriuose yra niobio, yra reti pasaulyje, tačiau jų gausu Brazilijoje, šalyje, kurioje yra didžiausios šio metalo atsargos.

Dėl savo savybių, didelio laidumo ir atsparumo korozijai šis elementas turi daugybę paskirčių, pradedant plieno gamyba ir baigiant raketų gamyba.

Toliau pristatysime šį cheminį elementą ir jo svarbą charakteristikas.

Kas yra niobis?

Niobis yra ugniai atsparus metalas, tai yra, jis yra labai atsparus karščiui ir nusidėvėjimui.

Šios klasės metalai yra: niobis, volframas, molibdenas, tantalas ir renis, o niobis yra pats lengviausias.

Niobio gamtoje yra mineraluose, paprastai susietuose su kitais elementais, daugiausia su tantalu, nes šie du turi labai panašias fizikines ir chemines savybes.

Šis cheminis elementas periodinėje lentelėje klasifikuojamas kaip pereinamasis metalas. Jis yra ryškus, mažo kietumo, mažai atsparus praeinančiai elektros srovei ir atsparus korozijai.

Fizikinės niobio savybės

fizinė būklė	kietas kambario temperatūroje
spalva ir išvaizda	metalo pilka
Tankis	8,570 g / cm^3
Susiliejimo taškas	2468 ° C
Virimo taškas	4742 ° C
Kristalinė struktūra	Kūno centrinis kubinis - CCC
šilumos laidumas	54,2 W m^-1 K.^-1

Cheminės niobio savybės

klasifikacija	pereinamasis metalas
atominis skaičius	41
Blokuoti	d
Grupė	5
Laiko kursas	5
atominė masė	92,90638 u
atominis spindulys	1,429 Å
paplitę jonai	Nb^5^+ ir Nb^3^+
elektronegatyvumas	1.6 Paulingas

Pagrindinis šio metalo naudojimo pranašumas yra tas, kad gali būti tik šio elemento kiekis gramais modifikuoti toną geležies, kad metalas taptų lengvesnis, atsparus korozijai ir dar daugiau efektyvus.

Kur yra Niobio?

Lyginant su kitomis gamtoje esančiomis medžiagomis, niobio koncentracija yra maža - 24 milijoninės dalys.

Šis metalas randamas šiose šalyse: Brazilijoje, Kanadoje, Australijoje, Egipte, Kongo Demokratinėje Respublikoje, Grenlandijoje, Rusijoje, Suomijoje, Gabone ir Tanzanijoje.

Niobis Brazilijoje

1950-aisiais Brazilijos geologė Djalma Guimarães atrado didžiausią pirochloros rūdos telkinį, kuriame buvo šis metalas.

Didelis rūdų kiekis, kuriame yra niobio, yra Brazilijoje - didžiausioje pasaulio gamintojų vietoje, kuriai priklauso daugiau kaip 90% metalo atsargų.

Ištirti draustiniai yra Minas Žeraiso, Amazonos, Goja ir Rondonos valstijose.

niobio rūdos

Niobis gamtoje yra visada susijęs su kitais cheminiais elementais. Gamtoje jau yra žinoma daugiau kaip 90 mineralinių rūšių, turinčių niobio ir tantalo.

Žemiau esančioje lentelėje galime pamatyti kai kurias rūdas, kuriose yra niobio, pagrindines savybes ir niobio kiekį kiekvienoje medžiagoje.

kolumbito tantalitas
Sudėtis:	(Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6
Niobio kiekis (didžiausias):	76% Nb2O5
Funkcijos:	Ortorombinis mineralas Kintamas santykinis tankis nuo 5,2 iki 8,1 g / cm^3 Jis suformuoja panašias struktūras, kuriose tantalas ir niobis pakeičia vienas kitą visomis proporcijomis.

Pirochloritas
Kompozicija:	(At2, Čia)2(Nb, Ti) (O, F)7
Niobio kiekis (didžiausias):	71% Nb2O5
funkcijos:	Izometrinis oktaedrinio įpročio mineralas Santykinis tankis 4,5 g / cm^3 Jis turi bariopirchloro veislę, kurios sudėtyje yra bario elemento.

Loparitas
Sudėtis:	(C, Na, C)2(Ti, Nb)2O6
Niobio kiekis (didžiausias):	20% Nb2O5
Funkcijos:	Granuliuotas ar trapus mineralas Tankis 4,77 g / cm^3 Kristalizuojasi izometrinėje sistemoje

niobio žvalgyba

Niobio rūdos transformuojasi tol, kol susiformuos produktai, kurie bus parduodami.

Proceso veiksmus galima apibendrinti taip:

1. Kasyba
2. Niobio koncentracija
3. Niobio rafinavimas
4. Niobio produktai

Kasyba vyksta ten, kur yra rūdos atsargų, kurios išgaunamos naudojant sprogmenis ir diržais gabenamos ten, kur vyksta koncentracijos etapas.

Koncentracija įvyksta suardžius rūdą, šlifuojant rūdos kristalai tampa daug smulkesni ir naudojant magnetinis atskyrimas geležies frakcijos pašalinamos iš rūdos.

Rafinuojant niobį pašalinamas sieras, vanduo, fosforas ir švinas.

Vienas iš produktų, kuriuose yra niobio, yra geležies-niobio lydinys, gaminamas pagal šią lygtį:

Šis procesas vadinamas aliumotermija, kai rūdos koncentratas reaktoriuose sumaišomas su geležies laužu ar geležies oksidu.

Metalo oksidai reaguoja su aliuminiu esant aukštai temperatūrai, susidaro dominantis produktas.

Labiausiai parduodami niobio produktai:

• Niobio koncentratai: bazė, kurioje yra 58% Nb₂O₅.
• Geležies-niobio lydinys: yra 65% niobio.
• Didelio grynumo oksidas: naudojamas specialių medžiagų gamybai.

Kam skirtas niobis?

Dėl niobio savybių šis elementas tampa vis labiau pageidaujamas ir nesuskaičiuojamas.

Nuo pat atradimo 1905 m. Pradėtos tirti paraiškos gauti niobį, kai vokiečių chemikas Werneris von Boltonas gamino elementą gryna forma.

50-ieji buvo puikus niobio panaudojimo ieškojimas, nes iki tol jis nebuvo gaminamas masiškai.

Šiuo laikotarpiu šaltasis karas sukėlė susidomėjimą šiuo metalu, naudojamu aviacijos ir kosmoso komponentuose.

Žemiau pateikiamas niobio vartojimo būdų sąrašas.

Metalo lydiniai

Į lydinį pridėjus niobio, padidėja jo sukietėjimas, tai yra, galimybė sukietėti veikiant karščiui ir tada atvėsus. Taigi medžiagai, kurioje yra niobio, gali būti atliekamas specialus terminis apdorojimas.

Niobio afinitetas su anglimi ir azotu skatina lydinio mechanines savybes, padidindamas, pavyzdžiui, mechaninį stiprumą ir atsparumą dilimui.

Šis poveikis yra naudingas, nes gali išplėsti lydinio pramoninę paskirtį.

Pavyzdžiui, plienas yra metalinis lydinys, kurį sudaro geležis ir anglis. Niobio pridėjimas prie šio lydinio gali turėti pranašumų:

• Automobilių pramonė: gaminamas lengvesnis ir atsparesnis susidūrimui automobilis.
• Statyba: pagerina plieno suvirinamumą ir suteikia plastiškumą.
• Transporto vamzdynų pramonė: Leidžia daryti konstrukcijas su plonesnėmis sienomis ir didesniu skersmeniu, nepakenkiant saugumui.

super lydiniai

Super lydinys yra metalinis lydinys, pasižymintis dideliu atsparumu aukštai temperatūrai ir mechaniniam stiprumui. Lydiniai, kuriuose yra niobio, daro šią medžiagą naudingą orlaivių turbinų gamybai ar energijos gamybai.

Privalumas veikti aukštoje temperatūroje verčia super lydinius sudaryti didelio našumo reaktyvinius variklius.

superlaidūs magnetai

Dėl niobio superlaidumo niobio-germanio, niobio-skandio ir niobio-titano junginiai bus naudojami:

• MRT aparatų skaitytuvas.
• Dalelių greitintuvai, tokie kaip „Large Hadron Collider“.
• Elektromagnetinės spinduliuotės nustatymas ir kosminės spinduliuotės tyrimas medžiagomis, turinčiomis niobio nitrito.

Oksidai

Kitos niobio naudojimo galimybės yra oksidai, daugiausia Nb₂O₅. Pagrindiniai naudojimo būdai yra šie:

• optiniai lęšiai
• Keraminiai kondensatoriai
• pH jutikliai
• variklio dalys
• Papuošalai

Niobio istorija ir atradimai

1734 m. Kai kurios rūdos, priklausančios asmeninei Johno Winthropo kolekcijai, buvo išvežtos iš Amerikos į Angliją ir šie daiktai buvo Britų muziejaus Londone kolekcijos dalis.

Prisijungęs prie Karališkosios draugijos, britų chemikas Charlesas Hatchettas sutelkė dėmesį į muziejuje esančių rūdų sudėties tyrimą. Taip 1801 m. Jis išskyrė cheminį elementą oksido pavidalu ir pavadino kolumbiumu bei rūdos, iš kurio jis buvo išgautas, kolumbitu.

1802 m. Švedų chemikas Andersas Gustafas Ekebergas pranešė apie naujo cheminio elemento atradimą ir pavadino jį tantalu, remdamasis Dzeuso sūnumi graikų mitologijoje.

1809 m. Anglų chemikas ir fizikas Williamas Hyde'as Wollastonas išanalizavo šiuos du elementus ir pastebėjo, kad jie turi labai panašias savybes.

Dėl šio fakto nuo 1809 iki 1846 metų kolumbis ir tantalas buvo laikomi tuo pačiu elementu.

Vėliau vokiečių mineralogas ir chemikas Heinrichas Rose'as, tyrinėdamas kolumbito rūdą, pažymėjo, kad yra ir tantalo.

Rose nustatė, kad yra dar vienas elementas, panašus į tantalą, ir pavadino Niobiu, remdamasis Tantalo dukra Niobe iš graikų mitologijos.

1864 m. Švedui Christianui Bromstrandui pavyko išskirti niobį iš vandenilio atmosferoje pašildyto chlorido mėginio.

1950 m. Grynosios ir taikomosios chemijos sąjunga (IUPAC) oficialiai pavadino niobį, o ne kolumbį, nes jie buvo tas pats cheminis elementas.

Niobio santrauka

Cheminis elementas: Niobis
Simbolis	Nb	Atradėjas	Charlesas Hatchettas
atominis skaičius	41	atominė masė	92 906 t
Grupė	5	Laiko kursas	5
klasifikacija	pereinamasis metalas	Eletroninis pasiskirstymas	[Kr] 4d^35s^2
funkcijos	ugniai atsparus metalas Tvirtas, plastiškas ir kalus didelis laidumas Atsparus korozijai
Pagrindinės rūdos	Kolumbito-tantalito: 76% Nb kiekis2O5 Pirochloritas: 71% Nb kiekis2O5 Loparitas: 20% Nb kiekis2O5
Pagrindiniai produktai	Niobio koncentratas Geležies-niobio lydinys Didelio grynumo niobio oksidas
programos	Metalo lydiniai: civilinė statyba ir transportas Super lydiniai: orlaivių ir raketų turbinos Superlaidūs magnetai: magnetinio rezonanso mašinos Oksidai: įvairių spalvų papuošalai
Pasitaikymas	Pasaulyje	Brazilija Kanada Australija Egiptas Kongo Demokratinė Respublika Grenlandija Rusija Suomija Gabonas Tanzanija.
Brazilijoje	Minas Geraisas Amazonės Goiás Rondona

Priešo pratimai ir stojamieji egzaminai

1. (Enem / 2018) Graikų mitologijoje Niobia buvo Tantalo, dviejų veikėjų, žinomų dėl savo kančių, dukra. Cheminis elementas, kurio atomo skaičius (Z) yra lygus 41, turi cheminių ir fizinių savybių, kurios yra panašios į elementą, kurio atomo numeris 73, kad jie buvo supainioti.

Todėl pagerbiant šiuos du graikų mitologijos veikėjus šiems elementams buvo suteikti niobio (Z = 41) ir tantalo (Z = 73) pavadinimai. Šie du cheminiai elementai įgijo didelę ekonominę svarbą metalurgijoje, gaminant metalą superlaidininkų ir kitose aukščiausios klasės pramonės srityse, būtent dėl ​​cheminių ir fizinių savybių būdinga abiem.

_{KEAN, S. Dingstantis šaukštas: ir kitos tikros beprotybės, meilės ir mirties istorijos dėl cheminių elementų. Rio de Žaneiras: Zaharas, 2011 (pritaikytas).}

Ekonominė ir technologinė šių elementų svarba dėl jų cheminių ir fizinių savybių panašumo yra dėl

a) f pakopoje turi elektronus.
b) būti vidinio perėjimo elementais.
c) priklauso tai pačiai periodinės lentelės grupei.
d) jų atokiausi elektronai turi atitinkamai 4 ir 5 lygius.
e) būti atitinkamai šarminių žemių ir šarminių šeimose.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: c) priklauso tai pačiai periodinės lentelės grupei.

Periodinė lentelė yra suskirstyta į 18 grupių (šeimų), kur kiekviena grupė sujungia panašių savybių cheminius elementus.

Šie panašumai įvyksta todėl, kad grupės elementai valentiniame apvalkale turi tą patį elektronų skaičių.

Atlikdami elektroninį paskirstymą ir pridėdami elektronus iš energingiausio pakopos į tolimiausią, mes randame grupę, kuriai priklauso du elementai.

Niobis
Paskirstymas elektronika	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^65s^2 4d^3
suma elektronai	energingesnis + labiau išorinis 4d^3 + 5s^2= 5 elektronai
Grupė	5

Tantalas
Paskirstymas elektronika	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6 5s^2 4d^10 5p^66s^2 4f^145d^3
suma elektronai	energingesnis + labiau išorinis 5d^3 + 6s^2 = 5 elektronai
Grupė	5

Elementai niobis ir tantalas:

• Jie priklauso tai pačiai periodinės lentelės grupei.
• Jie turi savo tolimiausius elektronus atitinkamai 5 ir 6 lygiuose, todėl yra 5 ir 6 laikotarpyje.
• Jie turi elektronus d pakopoje ir todėl yra pereinamieji elementai išorėje.

2. (IFPE / 2018) Brazilija yra didžiausia pasaulyje niobio gamintoja, kuriai tenka daugiau kaip 90% šio metalo atsargų. Niobis, simbolis Nb, naudojamas gaminant specialius plienus ir yra vienas atspariausių metalams korozijai ir ekstremalioms temperatūroms. Nb junginys₂O₅ tai yra beveik visų lydinių ir niobio junginių pirmtakas. Pažymėkite alternatyvą su reikiama Nb mase₂O₅ gauti 465 gramus niobio. Duota: Nb = 93 g / mol ir O = 16 g / mol.

a) 275 g
b) 330 g
c) 930 g
d) 465 g
e) 665 g

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: e) 665 g

Pirminis niobio junginys yra Nb oksidas₂O₅ o lydiniuose naudojamas niobis yra elementinės formos Nb.

Todėl mes turime tokį stechiometrinį ryšį:

1 mol Nb₂O₅ susidaro 2 moliai Nb, nes niobio oksidas susidaro iš 2 šio metalo atomų.

1 žingsnis: apskaičiuokite pagaminto niobio molių skaičių, kuris atitinka 465 g.

Jei apskaičiavę pamatėme, kad niobio masė atitinka 5 molius, tai Nb molių skaičius₂O₅ naudojama pusė šios vertės, nes:

2 žingsnis: apskaičiuokite niobio oksido molinę masę.

3 žingsnis: apskaičiuokite niobio oksido masę, kuri atitinka 2,5 mol.

3. (UECE / 2015) Brazilija turi 98% pasaulio niobio atsargų, kuri yra daugybė pramonės sričių, pavyzdžiui, juvelyrikos gamyba, hiperalerginiai implantai, elektrokeramika, superlaidūs magnetai, magnetinio rezonanso mašinos, metalo lydiniai, specialios monetos ir gaminant plienas. Dėl niobio peržiūrėkite toliau pateiktus teiginius ir pažymėkite vienintelę tikrąją alternatyvą.

a) Jo diferencialinis elektronas yra priešpaskutiniame apvalkale.
b) Tai yra reprezentatyvus elementas.
c) Jo elektronegatyvumas yra mažesnis nei vanadžio.
d) jis priklauso ketvirtam periodinės lentelės periodui.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: a) jo diferencialinis elektronas yra priešpaskutiniame apvalkale.

Atliekant elektroninį niobio platinimą, galima pamatyti, kad jo diferencinis elektronas yra priešpaskutiniame apvalkale.

Kadangi jis turi diferencialinį elektroną d pakopoje, tai yra išorinis perėjimo elementas.

Kadangi jo išorinis lygis yra penktame sluoksnyje, niobis yra penktame lentelės laikotarpyje.

Elektroneigiamumas yra savybė, susijusi su elemento galimybe pritraukti elektronus, ir ji skiriasi priklausomai nuo atominis spindulys: kuo mažesnis atomo spindulys, tuo didesnė traukos jėga elektronams, taigi, tuo didesnis elektronegatyvumas.

Pasidomėjus lentele su elektronegatyvumo vertėmis, galima pastebėti, kad niobio ir vanadžio vertės yra artimos 1,6 Paulingo.

4. Natūralus niobio izotopas yra (UEA / 2014) ⁹³Nb. Neutronų skaičius šiame izotope yra

a) 41.
b) 52.
c) 93.
d) 134.
e) 144.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: b) 52.

Izotopai yra skirtingo masės skaičiaus cheminio elemento atomai.

Atominė masė atitinka elemento protonų ir neutronų sumą.

Protonų skaičius reiškia cheminio elemento atominį skaičių, o izotopams jis nesikeičia.

Taigi izotopų masės kitimas atsiranda dėl skirtingo neutronų skaičiaus.

Jei niobio atominis skaičius yra 41, tada neutronų skaičius nurodomas apskaičiuojant:

5. (IFMG / 2015) Cheminis elementas niobis, Nb, pavadintas graikų deivės Niobės vardu. Brazilija yra didžiausia pasaulyje metalo gamintoja, kuriai tenka 75% produkcijos. Dėl savo lydinių šiluminio stabilumo niobis naudojamas gaminant specialius didelio stiprio plieno lydinius varikliams, varymo įrangai ir įvairioms superlaidžioms medžiagoms. Stebint niobio padėtį periodinėje lentelėje, teisinga teigti, kad:

a) energingiausias jūsų pakopos lygis bus d.
b) yra elementas, priklausantis šarminių metalų šeimai.
c) su kitais metalais sudaro joninius junginius.
d) jos katijonų atomo spindulys bus didesnis nei gryno elemento.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: a) jūsų energingiausias pakopos lygis bus d.

Pažvelgę ​​į periodinę lentelę galime pastebėti, kad niobis apibūdinamas kaip išorinis pereinamasis elementas, priklausantis periodinės lentelės 5 grupei, nes jo energingiausias pakopas yra d.

Šią informaciją taip pat galime gauti platindami ją elektroniniu būdu.

Kadangi tai yra metalas, šis elementas, kaip ir lydinyje, užmezga metalinius ryšius su kitais metalais geležies-niobio arba taip pat kovalentinių ryšių, dalijantis elektronais, kaip ir niobio okside Nb₂O₅.

6. (UFSC / 2003) Niobį 1801 m. Atrado anglų chemikas Charlesas Hatchettas. Brazilijoje užima apie 93% viso pasaulio niobio koncentrato. Didžiausi telkiniai yra Minas Gerais, Goiás ir Amazonas valstijose. Metalas daugiausia naudojamas gaminant geležies-niobio lydinius ir kitus sudėtingesnius lydinius, kurie buvo naudojami statant reaktyvinių variklių turbinas, raketas ir erdvėlaivius. Jo oksidai naudojami lengviems akinių, fotoaparatų ir kitos optinės įrangos lęšiams gaminti. Duota (Z = 41). Kalbant apie niobį, pažymėkite TEISINGĄ pasiūlymą (-us).

(01) Niobis, praradęs 3 elektronus, prisiima kriptono konfigūraciją.
(02) Niobis gali sudaryti M tipo metalo oksidus₂O₅ į₂O₃.
(04) Cheminis niobio simbolis yra Ni.
(08) Niobis yra pereinamasis metalas.
(16) Geležies-niobio lydinys yra kieto tirpalo pavyzdys.

Žr. Atsakymas

Teisingos alternatyvos: 02 + 08 + 16 = 26.

(01) NETEISINGA.

Elementai	Eletroninis pasiskirstymas
36Kr	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6
41Nb 41Nb^3+	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^65s^2 4d^3 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^10 4p^6 4p^6 4d^2

(02) TEISINGA

Atsižvelgiant į niobio oksidacijos skaičius 3+ ir 5+, jis gali sudaryti junginius:

Oksidacijos skaičius 5+	Oksidacijos numeris 3+
Nb2O5	Nb2O3

(04) NETEISINGA

Ni yra elemento nikelis simbolis. Niobio simbolis yra Nb.

(08) TEISINGA

Niobis yra išorinis pereinamasis metalas, priklausantis 5 periodinės lentelės grupei.

(16) TEISINGA

Kietas tirpalas atitinka dviejų ar daugiau komponentų mišinį toje pačioje fazėje, kuris yra kietas, būdingas metalams.

7. (UERJ / 2013) Niobis yra metalas, randamas gamtinėse nuosėdose, daugiausia oksidų pavidalu.
Indelyje, kuriame yra niobio, kurio oksidacijos skaičius yra +5, vyraujančio šio metalo oksido formulė atitinka:

a) NbO₅
b) Nb₅O
c) Nb₅O₂
d) Nb₂O₅

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: d) Nb₂O₅

Deguonis užmezga dvi jungtis ir turi fiksuotą oksidacijos skaičių, kuris yra 2-.

Todėl, kad susidarytų niobio oksidas, deguonis turi prisijungti prie 2 šio metalo atomų.

Niobis turi skirtingas oksidacijos būsenas. Su oksidacijos skaičiumi 3+ jis jungiasi su 3 oksigenais, o su Nox 5+ sudaro junginį: Nb₂O₅ kur 2 niobio atomai jungiasi su 5 deguonies atomais.

Perskaitykite tekstą, kad atsakytumėte į 8–10 klausimus.

Niobis yra labai svarbios technologijos metalas, kurio pagrindiniai pasaulio rezervai yra
Brazilija pirochloros rūdos pavidalu, susidedanti iš Nb₂O₅. Viename iš jo ekstraktyviosios metalurgijos procesų aliumotermija naudojama esant Fe oksidui₂O₃, gaunamas niobio ir geležies bei aliuminio oksido lydinys kaip šalutinis produktas. Šio proceso reakcija pavaizduota lygtyje:

Gamtoje niobis pasirodo stabilaus izobio niobio-93 pavidalu, tačiau yra žinomi keli nestabilūs sintetiniai izotopai, kurie skyla spinduliuote. Vienas iš jų yra niobis-95, kuris skyla į elementą molibdenas-95.
_{(Systems.dnpm.gov.br; Technologija Metalas. Mater. Miner., San Paulas, v. 6, Nr. 4, p. 185–191, balandžio – birželio mėn. 2010 ir G. Audi ir kt. / Branduolinė fizika A 729 (2003) 3–128. Pritaikyta)}

8. (FGV / 2019) Aluminotermijos reakcijoje gaunant niobio ir geležies lydinį, atsižvelgiant į subalansuotoje lygtyje pateiktą stechiometriją, bendras procese dalyvaujančių elektronų skaičius yra

a) 6.
b) 12.
c) 18.
d) 24.
e) 36.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: e) 36.

Redokso reakcija įvyksta su elektronų praradimu ir padidėjimu.

Kai elementas sumažėja, jis gauna elektronus, o kai elementas yra oksiduojamas, jis praranda elektronus.

Kai elementas sumažėja, jis yra oksiduojantis agentas, o kai elementas oksiduojasi, jis yra reduktorius.

Tokiu būdu elektronų, kuriuos prarado vienas elementas ir atidavė kiti, skaičius yra lygus.

Elementas	NOX	Reakcija	elektronai
Niobis	+5 3Nb2O5	0 6Nb	Redukcija	3.2.5 = 30 ir^- pelnas
Geležis	+3 Tikėjimas2O3	0 2Fe	Redukcija	2,3 = 6 ir^- pelnas
Aliuminis	0 12Al	+3 6Al2O3	Oksidacija	6.2.3 = 36 ir^- pasimetęs

Aliuminio oksido gaminio aliuminio krūvis yra 3+, tai yra, kiekvienas aliuminis prarado 3 elektronus.

Tačiau gaminiuose turime 12 aliuminio atomų, o tai sudaro bendrą procese dalyvaujančių elektronų skaičių:

12. 3 = 36 elektronai.

9. (FGV / 2019) Vykdant aliumoterminę niobio ir geležies lydinio su stechiometriniu Nb kiekiu gamybą₂O₅ ir Fe₂O₃ ir naudojant metalinio aliuminio perteklių, susidarė 6,12 tonų Al.₂O₃. Apskaičiuota, kad atliekant šią operaciją gaunama niobio ir geležies suma, išreikšta moliais, yra

a) 6 × 10⁴
b) 6 × 10⁶
c) 8 × 10³
d) 8 × 10⁴
e) 8 × 10⁶

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: d) 8 × 10⁴.

1 žingsnis: apskaičiuokite molinę molinę masę₂O₃

2 žingsnis: apskaičiuokite Al molių skaičių₂O₃

3 žingsnis: atlikite stechiometrinius santykius.

Cheminėje lygtyje matome, kad yra ryšys: 6 moliai niobio, 6 moliai aliuminio ir 2 moliai geležies.

Pagal susidariusių molių skaičių santykį turime:

Niobio ir geležies kiekis, išreikštas moliais, yra:

10. (FGV / 2019) Paveikslėlyje parodyta niobio-95 mėginio, kuris skyla į molibdeną-95, radiacinio skilimo kreivė.

Vykstant niobio-95 radioizotopų skilimo procesui, laikas, per kurį šio mėginio veikla sugenda iki 25 MBq, ir išskiriamų rūšių pavadinimas

a) 140 dienų ir neutronai.
b) 140 dienų ir protonai.
c) 120 dienų ir protonai.
d) 120 dienų ir dalelių ß^–.
e) 140 dienų ir dalelių ß^–.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: e) 140 dienų ir dalelių ß^–.

Pusinės eliminacijos laikas yra laikas, kurio reikia, kad radioaktyvusis mėginys sumažintų jo aktyvumą perpus.

Grafike matome, kad radioaktyvusis aktyvumas prasideda nuo 400 MBq, taigi pusinės eliminacijos laikas yra laikas, per kurį veikla sugedo iki 200 MBq, o tai yra pusė pradinio.

Grafike analizuojame, kad šis laikas buvo 35 dienos.

Kad veikla vėl sumažėtų perpus, praėjo dar 35 dienos, o veikla praėjo nuo 200 MBq iki 100 MBq, kai praėjo dar 35 dienos, tai yra, nuo 400 iki 100 MBq 70 dienų.

Kad mėginys suirtų iki 25 MBq, reikėjo 4 pusinės eliminacijos laiko.

Kas atitinka:

4 x 35 dienos = 140 dienų

Radioaktyviojo skilimo metu emisija gali būti alfa, beta arba gama.

Gama spinduliuotė yra elektromagnetinė banga.

Alfa emisija turi teigiamą krūvį ir sumažina 4 masės vienetus ir 2 vienetus sunykusio elemento atomo skaičiumi, paversdama jį kitu elementu.

Beta emisija yra didelės spartos elektronas, kuris padidina sunykusio elemento atominį skaičių vienu vienetu, paversdamas jį kitu elementu.

Niobio-95 ir molibdeno-95 masė yra tokia pati, todėl beta emisija įvyko, nes: