Niób (Nb): čo to je, na čo to je a kde sa nachádza

Niób (Nb) je chemický prvok atómového čísla 41 patriaci do skupiny 5 periodickej tabuľky.

Je to prirodzene dostupný prechodný kov v tuhom stave, ktorý objavil v roku 1801 britský chemik Charles Hatchett.

Minerály, ktoré obsahujú niób, sú na svete zriedkavé, ale hojne sa vyskytujú v Brazílii, krajine s najväčšími zásobami tohto kovu.

Vďaka svojim vlastnostiam, vysokej vodivosti a odolnosti proti korózii má tento prvok mnoho aplikácií od výroby ocele po výrobu rakiet.

Ďalej si predstavíme tento chemický prvok a vlastnosti, vďaka ktorým je taký dôležitý.

Čo je niób?

Niób je žiaruvzdorný kov, to znamená, že je veľmi odolný voči teplu a opotrebovaniu.

Kovy v tejto triede sú: niób, volfrám, molybdén, tantal a rénium, pričom niób je najľahší zo všetkých.

Niób sa v prírode vyskytuje v mineráloch, zvyčajne spojených s inými prvkami, hlavne s tantalom, pretože tieto dva majú veľmi podobné fyzikálno-chemické vlastnosti.

Tento chemický prvok je na periodickej tabuľke klasifikovaný ako prechodný kov. Je svetlý, s nízkou tvrdosťou, s nízkou odolnosťou proti prechodu elektrického prúdu a odolný proti korózii.

Fyzikálne vlastnosti nióbu

fyzický stav	tuhá látka pri izbovej teplote
farba a vzhľad	sivá metalíza
Hustota	8,570 g / cm^3
Bod fúzie	2468 ° C
Bod varu	4742 ° C
Kryštalická štruktúra	Body Centered Cubic - CCC
tepelná vodivosť	54,2 W m^-1 K^-1

Chemické vlastnosti nióbu

Klasifikácia	prechodný kov
atómové číslo	41
Blokovať	d
Skupina	5
Časový priebeh	5
atómová hmotnosť	92 90638 u
atómový lúč	1,429 Å
bežné ióny	Pozn^5^+ a Nb^3^+
elektronegativita	1.6 Pauling

Hlavnou výhodou použitia tohto kovu je, že iba množstvo tohto prvku môže byť v gramoch upravte tonu železa, aby bol kov ľahší, odolný proti korózii a ďalšie efektívne.

Kde sa nachádza niób?

V porovnaní s inými látkami prítomnými v prírode má niób nízku koncentráciu v pomere 24 častí na milión.

Tento kov sa nachádza v nasledujúcich krajinách: Brazília, Kanada, Austrália, Egypt, Demokratická republika Kongo, Grónsko, Rusko, Fínsko, Gabon a Tanzánia.

Niób v Brazílii

V 50. rokoch minulého storočia objavil v Brazílii najväčšie nálezisko pyrochlórnej rudy obsahujúcej tento kov brazílsky geológ Djalma Guimarães.

Veľké množstvo rúd, ktoré obsahujú niób, sa nachádza v Brazílii, ktorá je najväčším producentom na svete a ktorá vlastní viac ako 90% zásob kovu.

Preskúmané rezervy sa nachádzajú v štátoch Minas Gerais, Amazonas, Goiás a Rondônia.

nióbne rudy

Niób sa v prírode nachádza vždy spojený s inými chemickými prvkami. Je známych už viac ako 90 minerálnych druhov obsahujúcich niób a tantal v prírode.

V tabuľke nižšie vidíme niektoré z rúd, ktoré obsahujú niób, hlavné charakteristiky a obsah nióbu dostupný v každom materiáli.

kolumbit tantalit
Zloženie:	(Fe, Mn) (Nb, Ta)2O6
Obsah nióbu (maximum):	76% Nb2O5
Vlastnosti:	Ortorombický minerál Variabilná relatívna hustota od 5,2 do 8,1 g / cm^3 Tvorí podobné štruktúry, v ktorých sa vo všetkých pomeroch navzájom nahrádzajú tantal a niób.

Pyrochlorit
Zloženie:	(O2,Tu)2(Nb, Ti) (O, F)7
Obsah nióbu (maximum):	71% Nb2O5
Vlastnosti:	Izometrický minerál oktaedrického zvyku Relatívna hustota 4,5 g / cm^3 Má odrodu bariopylorid, ktorá do svojho zloženia zahŕňa prvok bárium.

Loparit
Zloženie:	(C, Na, C)2(Ti, Nb)2O6
Obsah nióbu (maximum):	20% Nb2O5
Vlastnosti:	Zrnitý až krehký minerál Hustota 4,77 g / cm^3 Kryštalizuje v izometrickom systéme

prieskum nióbu

Nióbne rudy prechádzajú transformáciami, kým sa nevytvoria produkty, ktoré budú uvedené na trh.

Kroky procesu možno zhrnúť ako:

1. Ťažba
2. Koncentrácia nióbu
3. Zušľachťovanie nióbu
4. Nióbové výrobky

Ťažba sa uskutočňuje tam, kde sú zásoby rudy, ktoré sa ťažia pomocou výbušnín a dopravujú sa pomocou pásov do miesta, kde sa uskutočňuje koncentrácia.

Koncentrácia nastáva pri rozpade rudy, mletím sa kryštály rudy stávajú oveľa jemnejšími a pri použití magnetická separácia železné frakcie sa odstránia z rudy.

Pri rafinácii nióbu sa odstraňuje síra, voda, fosfor a olovo.

Jedným z výrobkov obsahujúcich niób je zliatina železo-niób, ktorá sa vyrába podľa tejto rovnice:

Tento proces sa nazýva aluminotermia, pri ktorej sa rudný koncentrát mieša v reaktoroch so železným šrotom alebo oxidom železa.

Oxidy kovov reagujú s hliníkom pri vysokých teplotách a vytvárajú požadovaný produkt.

Najobchodovanejšie produkty nióbu sú:

• Koncentráty nióbu: báza, ktorá obsahuje 58% Nb₂O₅.
• Zliatina železo-niób: obsahuje 65% nióbu.
• Oxid vysokej čistoty: používa sa pri výrobe špeciálnych materiálov.

Na čo je niób?

Vďaka vlastnostiam nióbu je tento prvok čoraz žiadanejší a má nespočetné množstvo aplikácií.

Od jeho objavu v roku 1905 sa začali skúmať aplikácie nióbu, keď tento prvok vyrobil v čistej forme nemecký chemik Werner von Bolton.

50. roky predstavovali veľké hľadanie aplikácií nióbu, pretože sa dovtedy nevyrábali vo veľkom.

V tomto období vyvolala studená vojna záujem o použitie tohto kovu v kozmických komponentoch.

Ďalej je uvedený zoznam spôsobov, ako sa niób používa.

Zliatiny kovov

Prídavok nióbu k zliatine zvyšuje jeho tvrditeľnosť, tj. Schopnosť tvrdnúť pri pôsobení tepla a následnom ochladení. Materiál obsahujúci niób teda môže byť podrobený špecifickému tepelnému spracovaniu.

Afinita nióbu k uhlíku a dusíku uprednostňuje mechanické vlastnosti zliatiny, zvyšuje napríklad mechanickú pevnosť a odolnosť proti abrazívnemu opotrebeniu.

Tieto účinky sú prospešné, pretože môžu rozšíriť priemyselné využitie zliatin.

Napríklad oceľ je kovová zliatina tvorená železom a uhlíkom. Pridanie nióbu k tejto zliatine môže mať výhody pre:

• Automobilový priemysel: výroba automobilu ľahšieho a odolnejšieho voči nárazom.
• Konštrukcia: zlepšuje zvárateľnosť ocele a poskytuje tvárnosť.
• Odvetvie transportných potrubí: Umožňuje konštrukcie s tenšími stenami a väčšími priemermi bez toho, aby to malo vplyv na bezpečnosť.

superzliatiny

Superzliatina je kovová zliatina s vysokou odolnosťou voči vysokým teplotám a mechanickou pevnosťou. Vďaka zliatinám obsahujúcim niób je tento materiál užitočný pri výrobe leteckých turbín alebo výrobe energie.

Výhodou prevádzky pri vysokých teplotách je to, že zliatiny vytvárajú vysoko výkonné prúdové motory.

supravodivé magnety

Supravodivosť nióbu spôsobuje, že sa zlúčeniny niób-germánia, nióbu-škandia a nióbu-titánu používajú v:

• Skener prístrojov MRI.
• Urýchľovače častíc, ako napríklad Veľký hadrónový urýchľovač.
• Detekcia elektromagnetického žiarenia a štúdium kozmického žiarenia materiálmi obsahujúcimi dusičnan nióbu.

Oxidy

Ďalšie aplikácie nióbu sú vo forme oxidov, hlavne Nb₂O₅. Hlavné použitia sú:

• optické šošovky
• Keramické kondenzátory
• senzory pH
• časti motora
• Šperky

História a objav nióbu

V roku 1734 boli niektoré rudy patriace do osobnej zbierky Johna Winthropa prevezené z Ameriky do Anglicka a tieto predmety boli súčasťou zbierky Britského múzea v Londýne.

Po vstupe do Kráľovskej spoločnosti sa britský chemik Charles Hatchett zameral na skúmanie zloženia rúd dostupných v múzeu. Takto izoloval v roku 1801 chemický prvok vo forme oxidu a nazval ho kolumbium a ruda, z ktorej sa extrahoval, columbit.

V roku 1802 švédsky chemik Anders Gustaf Ekeberg informoval o objave nového chemického prvku a pomenoval ho tantal, čo je odkaz na syna Dia v gréckej mytológii.

V roku 1809 anglický chemik a fyzik William Hyde Wollaston analyzoval tieto dva prvky a zistil, že majú veľmi podobné vlastnosti.

Z tohto dôvodu sa od roku 1809 do roku 1846 columbium a tantal považovali za rovnaký prvok.

Neskôr nemecký mineralóg a chemik Heinrich Rose, ktorý vyšetroval kolumbitskú rudu, poznamenal, že je tu aj tantal.

Rose zistila prítomnosť iného prvku podobného tantalu a nazvala ho Niobius v súvislosti s Niobe, dcérou Tantala, z gréckej mytológie.

V roku 1864 sa Švédovi Christianovi Bromstrandovi podarilo izolovať niób zo vzorky chloridu zahriateho v atmosfére vodíka.

V roku 1950 Únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) schválila niób ako oficiálny názov, a nie kolumbium, pretože išlo o rovnaký chemický prvok.

Zhrnutie nióbu

Chemický prvok: niób
Symbol	Pozn	Objaviteľ	Charles Hatchett
atómové číslo	41	atómová hmotnosť	92 906 u
Skupina	5	Časový priebeh	5
Klasifikácia	prechodný kov	Elektronická distribúcia	[Kr] 4d^35 s^2
Vlastnosti	žiaruvzdorný kov Pevné, tvárné a tvárne vysoká vodivosť Odolný proti korózii
Hlavné rudy	Columbit-tantalit: obsah 76% Nb2O5 Pyrochlorit: obsah 71% Nb2O5 Loparit: obsah 20% Nb2O5
Hlavné produkty	Koncentrát nióbu Zliatina železo-niób Vysoko čistý oxid nióbitý
aplikácie	Zliatiny kovov: stavebné konštrukcie a doprava Superzliatiny: lietadlá a raketové turbíny Supravodivé magnety: stroje na magnetickú rezonanciu Oxidy: šperky v rôznych farbách
Výskyt	Vo svete	Brazília Kanada Austrália Egypt Konžská demokratická republika Grónsko Rusko Fínsko Gabon Tanzánia.
V Brazílii	Minas Gerais Amazonky Goiás Rondônia

Cvičenia pre klystír a prijímacie skúšky

1. (Enem / 2018) V gréckej mytológii bola Niobia dcérou Tantala, dvoch postáv známych pre svoje utrpenie. Chemický prvok s atómovým číslom (Z) rovným 41 má chemické a fyzikálne vlastnosti tak podobné prvku s atómovým číslom 73, že boli zmätené.

Preto na počesť týchto dvoch postáv v gréckej mytológii dostali tieto prvky názvy niób (Z = 41) a tantal (Z = 73). Tieto dva chemické prvky získali veľký ekonomický význam v metalurgii, vo výrobe supravodiče a v iných špičkových priemyselných aplikáciách, práve kvôli chemickým a fyzikálnym vlastnostiam spoločné pre oboch.

_{KEAN, S. Miznúca lyžica: a ďalšie skutočné príbehy šialenstva, lásky a smrti z chemických prvkov. Rio de Janeiro: Zahar, 2011 (prispôsobené).}

Ekonomický a technologický význam týchto prvkov je spôsobený podobnosťou ich chemických a fyzikálnych vlastností

a) majú elektróny na podúrovni f.
b) byť prvkami vnútorného prechodu.
c) patria do rovnakej skupiny v periodickej tabuľke.
d) majú svoje krajné elektróny na úrovniach 4, respektíve 5.
e) byť umiestnené v rodine alkalických zemín, respektíve alkalických kovov.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: c) patrí do rovnakej skupiny v periodickej tabuľke.

Periodická tabuľka je rozdelená do 18 skupín (skupín), kde každá skupina združuje chemické prvky s podobnými vlastnosťami.

Tieto podobnosti sa stávajú, pretože prvky skupiny majú rovnaký počet elektrónov vo valenčnom plášti.

Keď urobíme elektronickú distribúciu a pridáme elektróny z najenergickejšej podúrovne do najvzdialenejšej podúrovne, nájdeme skupinu, do ktorej patria tieto dva prvky.

Niób
Distribúcia elektronika	1 s^2 2 s^2 2 s^6 3 s^2 3s^6 4 s^2 3d^10 4s^65 s^2 4d^3
súčet elektróny	energickejší + viac vonkajší 4d^3 + 5 s^2= 5 elektrónov
Skupina	5

Tantalom
Distribúcia elektronika	1 s^2 2 s^2 2 s^6 3 s^2 3s^6 4 s^2 3d^10 4s^6 5 s^2 4d^10 5s^66s^2 4f^145d^3
súčet elektróny	energickejší + viac vonkajší 5d^3 + 6 s^2 = 5 elektrónov
Skupina	5

Prvky niób a tantal:

• Patria do rovnakej skupiny na periodickej tabuľke.
• Majú svoje najvzdialenejšie elektróny na úrovniach 5, respektíve 6, a tak sa nachádzajú v 5. a 6. perióde.
• Majú elektróny na podúrovni d, a preto sú vonku prechodnými prvkami.

2. (IFPE / 2018) Brazília je najväčším svetovým producentom nióbu a predstavuje viac ako 90% rezervy tohto kovu. Niób, symbol Nb, sa používa na výrobu špeciálnych ocelí a je jedným z najodolnejších kovov proti korózii a extrémnym teplotám. Nb zlúčenina₂O₅ je predchodcom takmer všetkých zliatin a nióbových zlúčenín. Označte alternatívu s požadovanou hmotnosťou Nb₂O₅ aby sa získalo 465 gramov nióbu. Dané: Nb = 93 g / mol a O = 16 g / mol.

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: e) 665 g

Prekurzorovou zlúčeninou nióbu je oxid Nb₂O₅ a niób použitý v zliatinách je v elementárnej forme Nb.

Preto máme nasledujúci stechiometrický vzťah:

1 mol Nb₂O₅ generuje 2 móly Nb, pretože oxid nióbný je tvorený 2 atómami tohto kovu.

1. krok: vypočítajte počet mólov vyprodukovaného nióbu, čo zodpovedá 465 g.

Ak sme výpočtom videli, že hmotnosť nióbu zodpovedá 5 mólom, potom počet mólov Nb₂O₅ použitá je polovica z tejto hodnoty, pretože:

2. krok: vypočítajte molárnu hmotnosť oxidu nióbu.

3. krok: vypočítajte hmotnosť oxidu nióbu zodpovedajúcu 2,5 mol.

3. (UECE / 2015) Brazília vlastní 98% svetových zásob nióbu, ktoré majú množstvo priemyselných aplikácií, napríklad vo výrobe šperkov, hyperalergénne implantáty, elektrokeramika, supravodivé magnety, stroje na magnetickú rezonanciu, zliatiny kovov, špeciálne mince a pri výrobe oceľ. Pokiaľ ide o niób, prečítajte si nasledujúce vyhlásenia a začiarknite jedinú skutočnú alternatívu.

a) Jeho diferenciálny elektrón sa nachádza v predposlednom obale.
b) Je to reprezentatívny prvok.
c) Jeho elektronegativita je nižšia ako elektrónovosť vanádu.
d) Patrí do štvrtej periódy periodickej tabuľky.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: a) Jeho diferenciálny elektrón sa nachádza v predposlednom obale.

Pri vykonávaní elektronickej distribúcie nióbu je možné vidieť, že jeho diferenciálny elektrón sa nachádza v predposlednom obale.

Pretože má diferenciálny elektrón v podúrovni d, je to vonkajší prechodový prvok.

Pretože jeho vonkajšia úroveň je v piatej vrstve, niób sa nachádza v piatej perióde tabuľky.

Elektronegativita je vlastnosť súvisiaca so schopnosťou prvku priťahovať elektróny a líši sa podľa atómový polomer: čím menší je atómový polomer, tým väčšia je príťažlivosť pre elektróny, a tým je teda väčší elektronegativita.

Podľa tabuľky s hodnotami elektronegativity je možné vidieť, že niób a vanád majú hodnoty blízke 1,6 Paulingovi.

4. (UEA / 2014) Prirodzeným izotopom nióbu je ⁹³Pozn. Počet neutrónov v tomto izotope je

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: b) 52.

Izotopy sú atómy chemického prvku s rôznymi číslami hmotností.

Atómová hmotnosť zodpovedá súčtu protónov a neutrónov prvku.

Počet protónov predstavuje atómové číslo chemického prvku a pre izotopy sa nemení.

Masová variácia izotopov teda nastáva v dôsledku rozdielneho počtu neutrónov.

Ak je atómové číslo nióbu 41, potom je počet neutrónov daný výpočtom:

5. (IFMG / 2015) Chemický prvok niób, Nb, je pomenovaný po gréckej bohyni Niobe. Brazília je najväčším svetovým producentom kovu, ktorý predstavuje 75% produkcie. Z dôvodu tepelnej stability svojich zliatin sa niób používa na výrobu špeciálnych vysokopevnostných zliatin ocele pre motory, pohonné zariadenia a rôzne supravodivé materiály. Pri sledovaní polohy nióbu na periodickej tabuľke je správne konštatovať, že:

a) vaša najenergickejšia podúrovňa bude podúrovňou d.
b) je prvok patriaci do rodiny alkalických kovov.
c) vytvára iónové zlúčeniny s inými kovmi.
d) jeho katióny budú mať atómový polomer väčší ako čistý prvok.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: a) vaša najenergickejšia podúrovňa bude podúrovňou d.

Pri pohľade na periodickú tabuľku vidíme, že niób je charakterizovaný ako vonkajší prechodový prvok, ktorý patrí do skupiny 5 periodickej tabuľky, pretože jeho najenergickejšou podúrovňou je d.

Tieto informácie môžeme získať aj ich elektronickou distribúciou.

Pretože ide o kov, tento prvok vytvára kovové spojenie s inými kovmi, ako je to v zliatine železo-niób alebo tiež kovalentné väzby zdieľaním elektrónov, ako v prípade oxidu nióbu Pozn₂O₅.

6. (UFSC / 2003) Niob objavil v roku 1801 anglický chemik Charles Hatchett. Brazília vlastní asi 93% svetovej produkcie nióbového koncentrátu. Najväčšie náleziská sa nachádzajú v štátoch Minas Gerais, Goiás a Amazonas. Kov sa používa hlavne na výrobu železo-nióbových zliatin a iných zložitejších zliatin, ktoré sa používajú pri stavbe turbín, rakiet a kozmických lodí s prúdovým pohonom. Jeho oxidy sa používajú pri výrobe svetelných šošoviek pre okuliare, fotografické fotoaparáty a iné optické zariadenia. Dané (Z = 41). Pokiaľ ide o niób, označte SPRÁVNE návrhy.

(01) Niób pri strate 3 elektrónov predpokladá konfiguráciu kryptónu.
(02) Niób môže vytvárať oxidy kovov typu M.₂O₅ v₂O₃.
(04) Chemický symbol pre niób je Ni.
(08) Niób je prechodný kov.
(16) Zliatina železo-niób je príkladom tuhého roztoku.

Pozri odpoveď

Správne alternatívy: 02 + 08 + 16 = 26.

(01) NESPRÁVNE.

Prvky	Elektronická distribúcia
36Kr	1 s^2 2 s^2 2 s^6 3 s^2 3s^6 4 s^2 3d^10 4s^6
41Pozn 41Pozn^3+	1 s^2 2 s^2 2 s^6 3 s^2 3s^6 4 s^2 3d^10 4s^65 s^2 4d^3 1 s^2 2 s^2 2 s^6 3 s^2 3s^6 4 s^2 3d^10 4s^6 4s^6 4d^2

(02) SPRÁVNE

Ak vezmeme do úvahy oxidačné čísla 3+ a 5+ pre niób, môže vytvárať tieto zlúčeniny:

Oxidačné číslo 5+	Oxidačné číslo 3+
Pozn2O5	Pozn2O3

(04) NESPRÁVNE

Ni je symbol pre prvok nikel. Symbol pre niób je Nb.

(08) SPRÁVNE

Niób je externý prechodný kov patriaci do skupiny 5 periodickej tabuľky.

(16) SPRÁVNE

Tuhý roztok zodpovedá zmesi dvoch alebo viacerých zložiek v tej istej fáze, ktorá je tuhá a je bežná medzi kovmi.

7. (UERJ / 2013) Niób je kov, ktorý sa nachádza v prírodných ložiskách, hlavne vo forme oxidov.
Na ložisku obsahujúcom niób s oxidačným číslom +5 zodpovedá vzorec pre prevažujúci oxid tohto kovu:

a) NbO₅
b) Pozn₅O
c) Pozn₅O₂
d) Pozn₂O₅

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: d) Pozn₂O₅

Kyslík vytvára dve väzby a má pevné oxidačné číslo, ktoré je 2.

Preto, aby sa vytvoril oxid nióbný, musí sa kyslík viazať na 2 atómy tohto kovu.

Niób má rôzne oxidačné stavy. S oxidačným číslom 3+ sa viaže na 3 kyslíky a s Noxom 5+ vytvára zlúčeninu: Nb₂O₅ pričom 2 atómy nióbu sa viažu s 5 atómami kyslíka.

Prečítajte si text, aby ste odpovedali na otázky 8 až 10.

Niób je kov s veľkým technologickým významom a jeho hlavné svetové rezervy sa nachádzajú v
Brazília vo forme pyrochlórnej rudy pozostávajúca z Nb₂O₅. V jednom z procesov extrakčnej metalurgie sa používa aluminotermia v prítomnosti oxidu železitého₂O₃, ktorého výsledkom je zliatina nióbu a železa a oxidu hlinitého ako vedľajší produkt. Reakcia tohto procesu je vyjadrená rovnicou:

V prírode sa niób objavuje vo forme stabilného izotopu nióbu-93, ale je známych niekoľko nestabilných syntetických izotopov, ktoré sa rozpadajú emisiou žiarenia. Jedným z nich je niób-95, ktorý sa rozpadá na prvok molybdén-95.
_{(Systems.dnpm.gov.br; Technológie Kov. Mater. Miner., São Paulo, v. 6, č. 4, s. 185-191, apríl-jún. 2010 a G. Audi a kol. / Nuclear Physics A 729 (2003) 3–128. Prispôsobené)}

8. (FGV / 2019) Pri aluminotermickej reakcii na získanie zliatiny nióbu a železa je vzhľadom na stechiometriu uvedenú vo vyváženej rovnici celkový počet elektrónov zapojených do procesu

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: e) 36.

Redoxná reakcia nastáva so stratou a ziskom elektrónov.

Keď prvok redukuje, získava elektróny a keď je prvok oxidovaný, stráca elektróny.

Keď prvok redukuje, je to oxidačné činidlo, zatiaľ čo keď prvok oxiduje, je to redukčné činidlo.

Týmto spôsobom je počet elektrónov, ktoré stratil jeden prvok a ktoré sa odovzdali druhému, rovnaký.

Element	NOX	Reakcia	elektróny
Niób	+5 3Pozn2O5	0 6Nb	Zníženie	3,2,5 = 30 a^- zisky
Žehliť	+3 Viera2O3	0 2Fe	Zníženie	2,3 = 6 a^- zisky
Hliník	0 12Al	+3 6Al2O3	Oxidácia	6,2,3 = 36 a^- stratený

Hliníkový náboj na produkte oxidu hlinitého je 3+, to znamená, že každý hliník stratil 3 elektróny.

Ale vo výrobkoch máme 12 atómov hliníka, čo činí celkový počet elektrónov zapojených do procesu:

12. 3 = 36 elektrónov.

9. (FGV / 2019) V aluminotermickej prevádzke na výrobu nióbu a zliatiny železa so stechiometrickými množstvami Nb₂O₅ a Fe₂O₃ a použitím nadbytočného kovového hliníka sa vytvorilo 6,12 ton Al.₂O₃. Súčet celkových množstiev nióbu a železa v moloch, ktoré sa odhadujú na účely tejto operácie, je

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

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: d) 8 × 10⁴.

1. krok: vypočítajte molárnu hmotnosť Al₂O₃

2. krok: vypočítajte počet mólov Al₂O₃

3. krok: vykonajte stechiometrické vzťahy.

V chemickej rovnici vidíme, že existuje vzťah: 6 mólov nióbu, 6 mólov hliníka a 2 móly železa.

Pomerom počtu vytvorených mólov máme:

A súčet množstiev nióbu a železa v moloch je:

10. (FGV / 2019) Na obrázku je znázornená krivka radiačného rozpadu vzorky nióbu-95, ktorá sa rozpadá na molybdén-95.

V procese rozpadu rádioizotopu nióbu-95 je čas potrebný na to, aby sa aktivita tejto vzorky rozpadla na 25 MBq, a názov emitovaného druhu sú

a) 140 dní a neutróny.
b) 140 dní a protóny.
c) 120 dní a protóny.
d) 120 dní a častice ß^–.
e) 140 dní a častice ß^–.

Pozri odpoveď

Správna alternatíva: e) 140 dní a častice ß^–.

Polčas je čas potrebný na to, aby rádioaktívna vzorka znížila svoju aktivitu na polovicu.

Na grafe vidíme, že rádioaktívna aktivita začína na 400 MBq, takže polčas je čas, ktorý trvá, kým sa aktivita rozpadne na 200 MBq, čo je polovica pôvodnej.

V grafe analyzujeme, že tento čas bol 35 dní.

Aby aktivita opäť poklesla na polovicu, uplynulo ďalších 35 dní a aktivita prešla z 200 MBq na 100 MBq, keď uplynulo ďalších 35 dní, teda od 400 do 100 MBq uplynulo 70 dní.

Aby sa vzorka rozpadla až na 25 MBq, boli potrebné 4 polčasy rozpadu.

Čo zodpovedá:

4 x 35 dní = 140 dní

Pri rádioaktívnom rozpade môžu byť emisie alfa, beta alebo gama.

Gama žiarenie je elektromagnetické vlnenie.

Emisia alfa má kladný náboj a zmenšuje 4 jednotky hmotnosti a 2 jednotky v atómovom čísle rozpadnutého prvku a mení ho na ďalší prvok.

Beta emisia je vysokorýchlostný elektrón, ktorý zvyšuje atómové číslo rozpadnutého prvku o jednu jednotku a mení ho na ďalší prvok.

Niób-95 a molybdén-95 majú rovnakú hmotnosť, takže došlo k emisii beta, pretože: