Niyobyum (Nb): nedir, ne işe yarar ve nerede bulunur?

Niyobyum (Nb), periyodik tablonun 5. grubuna ait atom numarası 41 olan kimyasal elementtir.

1801 yılında İngiliz kimyager Charles Hatchett tarafından keşfedilen, katı halde doğal olarak bulunan bir geçiş metalidir.

Niyobyum içeren mineraller dünyada nadirdir, ancak bu metalin en büyük rezervlerine sahip ülke olan Brezilya'da bol miktarda bulunur.

Özellikleri, yüksek iletkenliği ve korozyon direnci nedeniyle bu element, çelik üretiminden roket imalatına kadar birçok uygulamaya sahiptir.

Daha sonra, bu kimyasal elementi ve onu bu kadar önemli kılan özelliklerini tanıtacağız.

niyobyum nedir?

Niyobyum refrakter bir metaldir, yani ısıya ve aşınmaya karşı çok dayanıklıdır.

Bu sınıftaki metaller şunlardır: niyobyum, tungsten, molibden, tantal ve renyum, niyobyum en hafifidir.

Niyobyum doğada minerallerde bulunur, genellikle diğer elementlerle, özellikle de tantalla bağlantılıdır, çünkü ikisi çok benzer fizikokimyasal özelliklere sahiptir.

Bu kimyasal element, periyodik tabloda bir geçiş metali olarak sınıflandırılır. Parlak, düşük sertlikte, elektrik akımının geçişine karşı düşük dirençli ve korozyona karşı dirençlidir.

Niyobyumun Fiziksel Özellikleri

fiziksel durum	oda sıcaklığında katı
renk ve görünüm	metalik gri
Yoğunluk	8.570 gr/cm3^3
füzyon noktası	2468°C
Kaynama noktası	4742 °C
Kristal yapı	Vücut Merkezli Kübik - CCC
termal iletkenlik	54,2 Wm^-1 K^-1

Niyobyumun Kimyasal Özellikleri

sınıflandırma	Geçiş metali
atomik numara	41
Blok	d
Grup	5
zaman kursu	5
atom ağırlığı	92.90638 u
atom ışını	1,429 Å
ortak iyonlar	not^5^+ ve Nb^3^+
elektronegatiflik	1.6 Pauling

Bu metali kullanmanın temel avantajı, bu elementin yalnızca gram cinsinden bir miktarının bir ton demiri değiştirerek metali daha hafif, korozyona dayanıklı ve daha fazlasını yapın verimli.

Niyobyum nerede bulunur?

Doğada bulunan diğer maddelerle karşılaştırıldığında, niyobyum milyonda 24 parça oranında düşük bir konsantrasyona sahiptir.

Bu metal şu ​​ülkelerde bulunur: Brezilya, Kanada, Avustralya, Mısır, Demokratik Kongo Cumhuriyeti, Grönland, Rusya, Finlandiya, Gabon ve Tanzanya.

Brezilya'da niyobyum

1950'lerde, bu metali içeren en büyük piroklor cevheri yatağı Brezilya'da Brezilyalı jeolog Djalma Guimarães tarafından keşfedildi.

Niyobyum içeren büyük miktarda cevher, metal rezervlerinin %90'ından fazlasını elinde tutan dünyanın en büyük üreticisi olan Brezilya'da bulunmaktadır.

Keşfedilen rezervler Minas Gerais, Amazonas, Goiás ve Rondônia eyaletlerinde bulunmaktadır.

niyobyum cevherleri

Niyobyum doğada her zaman diğer kimyasal elementlerle bağlantılı olarak bulunur. Doğada niyobyum ve tantal içeren 90'dan fazla mineral türü zaten bilinmektedir.

Aşağıdaki tabloda, niyobyum içeren cevherlerden bazılarını, ana özelliklerini ve her bir malzemede bulunan niyobyum içeriğini görebiliriz.

Kolumbit tantalit
Kompozisyon:	(Fe, Mn)(Nb, Ta)2Ö6
Niyobyum içeriği (maksimum):	Nb'nin %76'sı2Ö5
Özellikleri:	ortorombik mineral 5,2 ila 8,1 g/cm arasında değişken bağıl yoğunluk^3 Tantal ve niyobyumun her oranda birbirinin yerini aldığı benzer yapılar oluşturur.

piroklorit
Kompozisyon:	(2,Buraya)2(Nb, Ti)(O, F)7
Niyobyum içeriği (maksimum):	Nb'nin %71'i2Ö5
Özellikleri:	Oktahedral alışkanlığın izometrik minerali 4,5 g/cm2'lik bağıl yoğunluk^3 Bileşiminde baryum elementini içeren bariopiroklor çeşidine sahiptir.

Loparit
Kompozisyon:	(C, Na, C)2(Ti, Nb)2Ö6
Niyobyum içeriği (maksimum):	Nb'nin %20'si2Ö5
Özellikleri:	Granülden kırılgan minerale Yoğunluk 4,77 g/cm^3 İzometrik sistemde kristalleşir

niyobyum keşfi

Niyobyum cevherleri, pazarlanacak ürünler oluşana kadar dönüşüme uğrar.

İşlem adımları şu şekilde özetlenebilir:

1. madencilik
2. niyobyum konsantrasyonu
3. niyobyum arıtma
4. Niobyum Ürünleri

Madencilik, cevher rezervlerinin bulunduğu yerde, patlayıcılarla çıkarılan ve bantlarla konsantrasyon aşamasının gerçekleştiği yere taşınan yerde gerçekleşir.

Cevherin parçalanması ile konsantrasyon oluşur, öğütme cevher kristallerini çok daha ince hale getirir ve manyetik ayırma demir fraksiyonları cevherden çıkarılır.

Niyobyumun rafinasyonunda kükürt, su, fosfor ve kurşunun uzaklaştırılması söz konusudur.

Niyobyum içeren ürünlerden biri, aşağıdaki denkleme göre üretilen demir-niyobyum alaşımıdır:

Bu işleme, cevher konsantresinin reaktörlerde demir hurdası veya demir oksit ile karıştırıldığı alüminotermi denir.

Metal oksitler, yüksek sıcaklıklarda alüminyum ile reaksiyona girerek ilgilenilen ürünü oluşturur.

En ticarileştirilmiş niyobyum ürünleri şunlardır:

• Niyobyum konsantreleri: %58 Nb içeren bir baz₂Ö₅.
• Demir-niyobyum alaşımı: %65 niyobyum içerir.
• Yüksek saflıkta oksit: Özel malzemelerin üretiminde kullanılır.

niyobyum ne için?

Niyobyumun özellikleri, bu elementi sayısız uygulamada giderek daha fazla arzu edilir kılmaktadır.

1905'teki keşfinden bu yana, Alman kimyager Werner von Bolton elementi saf biçimde ürettiğinde, niyobyum uygulamaları araştırılmaya başlandı.

50'ler, o zamana kadar büyük ölçekte üretilmediği için niyobyum uygulamaları için büyük bir araştırmayı temsil ediyordu.

Bu dönemde, soğuk savaş, bu metalin havacılık bileşenlerinde kullanılmasına olan ilgiyi artırdı.

Aşağıda niyobyumun kullanıldığı yolların bir listesi bulunmaktadır.

Metal alaşımları

Bir alaşıma niyobyumun eklenmesi, onun sertleşebilirliğini, yani ısıya maruz kaldığında ve sonra soğutulduğunda sertleşme kabiliyetini arttırır. Böylece niyobyum içeren malzeme özel ısıl işlemlere tabi tutulabilir.

Niyobyumun karbon ve nitrojen ile afinitesi, alaşımın mekanik özelliklerini destekler, örneğin mekanik mukavemeti ve aşındırıcı aşınmaya karşı direnci arttırır.

Bu etkiler, bir alaşımın endüstriyel uygulamalarını genişletebildikleri için faydalıdır.

Örneğin çelik, demir ve karbondan oluşan metalik bir alaşımdır. Bu alaşıma niyobyumun eklenmesi aşağıdaki avantajlara sahip olabilir:

• Otomotiv endüstrisi: daha hafif ve çarpmaya karşı daha dayanıklı bir araba üretmek.
• İnşaat: Çeliğin kaynaklanabilirliğini iyileştirir ve dövülebilirlik sağlar.
• Ulaştırma boru hattı endüstrisi: Güvenliği etkilemeden daha ince duvarlı ve daha büyük çaplı yapılara izin verir.

süper alaşımlar

Süper alaşım, yüksek sıcaklıklara ve mekanik mukavemete karşı yüksek dirençli metalik bir alaşımdır. Niyobyum içeren alaşımlar, bu malzemeyi uçak türbinlerinin imalatında veya enerji üretiminde faydalı kılar.

Yüksek sıcaklıklarda çalışmanın avantajı, süper alaşımların yüksek performanslı jet motorları oluşturmasını sağlar.

süper iletken mıknatıslar

Niyobyumun süper iletkenliği, niyobyum-germanyum, niyobyum-skandiyum ve niyobyum-titanyum bileşiklerinin şu alanlarda kullanılmasına neden olur:

• MRI makinelerinin tarayıcısı.
• Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi parçacık hızlandırıcıları.
• Elektromanyetik radyasyonun tespiti ve niyobyum nitrit içeren malzemelerle kozmik radyasyonun incelenmesi.

oksitler

Niyobyum için diğer uygulamalar, başta Nb olmak üzere oksitler biçimindedir.₂Ö₅. Başlıca kullanımları şunlardır:

• optik lensler
• Seramik Kondansatörler
• pH sensörleri
• motor parçaları
• Takı

Niyobyum Tarihi ve Keşfi

1734'te John Winthrop'un kişisel koleksiyonuna ait bazı cevherler Amerika'dan İngiltere'ye götürüldü ve bu parçalar Londra'daki British Museum koleksiyonunun bir parçasıydı.

İngiliz kimyager Charles Hatchett, Royal Society'ye katıldıktan sonra müzede bulunan cevherlerin kompozisyonunu araştırmaya odaklandı. 1801'de bir kimyasal elementi oksit formunda bu şekilde izole etti ve ona columbium ve çıkarıldığı cevheri columbite olarak adlandırdı.

1802'de İsveçli kimyager Anders Gustaf Ekeberg yeni bir kimyasal element keşfettiğini bildirdi ve Yunan mitolojisindeki Zeus'un oğluna atıfta bulunarak ona tantalum adını verdi.

1809 yılında İngiliz kimyager ve fizikçi William Hyde Wollaston bu iki elementi analiz etmiş ve çok benzer özelliklere sahip olduklarını gözlemlemiştir.

Bu nedenle, 1809'dan 1846'ya kadar, columbium ve tantal aynı element olarak kabul edildi.

Daha sonra, kolombit cevherini araştıran Alman mineralog ve kimyager Heinrich Rose, tantalın da mevcut olduğunu kaydetti.

Rose, Yunan mitolojisinden Tantalus'un kızı Niobe'ye atıfta bulunarak, tantalum benzeri başka bir elementin varlığını buldu ve ona Niobius adını verdi.

1864'te İsveçli Christian Bromstrand, hidrojen atmosferinde ısıtılan bir klorür numunesinden niyobyumu izole etmeyi başardı.

1950'de, Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), aynı kimyasal element oldukları için kolumbiyum yerine niyobyumu resmi isim olarak onayladı.

Niobyum Özeti

Kimyasal element: Niyobyum
Sembol	not	keşfedici	Charles Hatchett
atomik numara	41	atom kütlesi	92.906 u
Grup	5	zaman kursu	5
sınıflandırma	Geçiş metali	elektronik dağıtım	[Kr]4d^35s^2
Özellikleri	ateşe dayanıklı metal Katı, sünek ve dövülebilir yüksek iletkenlik Korozyona dayanıklı
Ana cevherler	Columbite-tantalite: %76 Nb içeriği2Ö5 Piroklorit: %71 Nb içeriği2Ö5 Loparit: %20 Nb içeriği2Ö5
Ana Ürünler	niyobyum Konsantresi Demir-niyobyum alaşımı Yüksek saflıkta niyobyum oksit
uygulamalar	Metal alaşımları: sivil inşaat ve nakliye Süper alaşımlar: Uçak ve Roket Türbinleri Süper iletken mıknatıslar: manyetik rezonans makineleri Oksitler: farklı renklerde mücevherler
oluşum	Dünyada	Brezilya Kanada Avustralya Mısır Kongo Demokratik Cumhuriyeti Grönland Rusya Finlandiya Gabon Tanzanya.
Brezilya'da	Minas Gerais Amazonlar Goiás Rondônia

Enem egzersizleri ve giriş sınavları

1. (Enem/2018) Yunan mitolojisinde Niobia, çektikleri acılarla tanınan iki karakter Tantalos'un kızıydı. 41'e eşit kimyasal element atom numarası (Z), element atom numarası 73'e o kadar benzer kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir ki, karıştırıldılar.

Bu nedenle, Yunan mitolojisindeki bu iki karakterin onuruna, bu elementlere niyobyum (Z = 41) ve tantal (Z = 73) isimleri verildi. Bu iki kimyasal element metalurjide, üretimde büyük ekonomik önem kazanmıştır. tam olarak kimyasal ve fiziksel özellikler nedeniyle süper iletkenler ve diğer üst düzey endüstri uygulamalarında ikisinde de ortak.

_{KEAN, S. Kaybolan kaşık: ve kimyasal elementlerden kaynaklanan diğer gerçek delilik, aşk ve ölüm hikayeleri. Rio de Janeiro: Zahar, 2011 (uyarlama).}

Kimyasal ve fiziksel özelliklerinin benzerliğinden dolayı bu elementlerin ekonomik ve teknolojik önemi,

a) f alt seviyesinde elektronları vardır.
b) İç geçiş unsurları olmak.
c) Periyodik cetvelde aynı gruba aittir.
d) en dıştaki elektronları sırasıyla 4. ve 5. seviyelerde bulunur.
e) Sırasıyla toprak alkali ve alkali ailesinde yer almalıdır.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: c) Periyodik cetvelde aynı gruba aittir.

Periyodik tablo, her grubun benzer özelliklere sahip kimyasal elementleri bir araya getirdiği 18 grup (aileler) halinde düzenlenmiştir.

Bu benzerlikler, bir grubun elemanlarının değerlik kabuğunda aynı sayıda elektrona sahip olması nedeniyle oluşur.

Elektronik dağılımı yaparak ve en enerjik alt seviyeden en dış alt seviyeye elektronları ekleyerek iki elementin ait olduğu grubu buluruz.

niyobyum
dağıtım elektronik	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3 boyutlu^10 4p^65s^2 4d^3
toplamı elektronlar	daha enerjik + daha dışsal 4d^3 + 5s^2= 5 elektron
Grup	5

Tantal
dağıtım elektronik	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3 boyutlu^10 4p^6 5s^2 4d^10 5p^66s^2 4f^145d^3
toplamı elektronlar	daha enerjik + daha dışsal 5d^3 + 6s^2 = 5 elektron
Grup	5

Niyobyum ve tantal elementleri:

• Periyodik cetvelde aynı gruba aittirler.
• En dıştaki elektronları sırasıyla 5. ve 6. seviyelerdedir ve dolayısıyla 5. ve 6. periyotta bulunurlar.
• D alt seviyesinde elektronları vardır ve bu nedenle dışarıda geçiş elementleridir.

2. (IFPE/2018) Brezilya, bu metalin rezervinin %90'ından fazlasını oluşturan dünyanın en büyük niyobyum üreticisidir. Sembol Nb olan niyobyum, özel çeliklerin üretiminde kullanılır ve korozyona ve aşırı sıcaklıklara karşı en dayanıklı metallerden biridir. Nb bileşiği₂Ö₅ hemen hemen tüm alaşımların ve niyobyum bileşiklerinin öncüsüdür. Gerekli Nb kütlesine sahip alternatifi işaretleyin₂Ö₅ 465 gram niyobyum elde etmek için. Verilen: Nb = 93 g/mol ve O = 16 g/mol.

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: e) 665 g

Niyobyumun öncü bileşiği Nb oksittir.₂Ö₅ ve alaşımlarda kullanılan niyobyum, Nb element formundadır.

Bu nedenle, aşağıdaki stokiyometrik ilişkiye sahibiz:

1 mol Nb₂Ö₅ 2 mol Nb üretir, çünkü bu metalin 2 atomu niyobyum oksit oluşturur.

1. adım: 465 g'a karşılık gelen üretilen niyobyumun mol sayısını hesaplayın.

Hesaplama ile niyobyum kütlesinin 5 mol'e karşılık geldiğini gördüysek, o zaman Nb mol sayısı₂Ö₅ kullanılan bu değerin yarısıdır, çünkü:

2. adım: niyobyum oksidin molar kütlesini hesaplayın.

3. adım: 2.5 mol'e karşılık gelen niyobyum oksit kütlesini hesaplayın.

3. (UECE/2015) Brezilya, örneğin mücevher imalatı gibi çok sayıda endüstriyel uygulamaya sahip olan dünyadaki niyobyum rezervlerinin %98'ine sahiptir. hiperalerjenik implantlar, elektroseramikler, süper iletken mıknatıslar, manyetik rezonans makineleri, metal alaşımları, özel madeni paralar ve üretiminde çelik. Niyobyum için aşağıdaki ifadeleri inceleyin ve tek doğru alternatifi işaretleyin.

a) Diferansiyel elektronu sondan bir önceki kabukta bulunur.
b) Temsili bir unsurdur.
c) Elektronegatifliği vanadyumunkinden daha düşüktür.
d) Periyodik tablonun dördüncü periyoduna aittir.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: a) Diferansiyel elektronu sondan bir önceki kabukta bulunur.

Niyobyumun elektronik dağılımını gerçekleştirirken, diferansiyel elektronunun sondan bir önceki kabukta bulunduğunu görmek mümkündür.

D alt seviyesinde diferansiyel elektrona sahip olduğu için bir dış geçiş elemanıdır.

En dıştaki seviyesi beşinci katmanda olduğu için, niyobyum tablonun beşinci periyodunda yer almaktadır.

Elektronegatiflik, elementin elektronları çekme yeteneği ile ilgili özelliktir ve bulunduğu ortama göre değişir. atom yarıçapı: atom yarıçapı ne kadar küçükse, elektronlar için çekim o kadar büyük ve bu nedenle, o kadar büyük elektronegatiflik.

Elektronegatiflik değerleri ile tabloya bakıldığında niyobyum ve vanadyumun 1,6 Pauling'e yakın değerlere sahip olduğunu görmek mümkündür.

4. (UEA/2014) Niyobyumun doğal izotopu, ⁹³Not. Bu izotoptaki nötron sayısı

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: b) 52.

İzotoplar, farklı kütle numaralarına sahip bir kimyasal elementin atomlarıdır.

Atom kütlesi, bir elementin proton ve nötronlarının toplamına karşılık gelir.

Proton sayısı, kimyasal elementin atom numarasını temsil eder ve izotoplar için değişmez.

Böylece, farklı nötron sayıları nedeniyle izotopların kütle değişimi meydana gelir.

Eğer niyobyumun atom numarası 41 ise, o zaman hesaplama ile nötron sayısı verilir:

5. (IFMG/2015) Kimyasal element niyobyum, Nb, adını Yunan tanrıçası Niobe'den almıştır. Brezilya, üretimin %75'ini oluşturan dünyanın en büyük metal üreticisidir. Alaşımlarının termal kararlılığı nedeniyle, niyobyum, motorlar, tahrik ekipmanları ve çeşitli süper iletken malzemeler için özel yüksek mukavemetli çelik alaşımlarının üretiminde kullanılır. Niyobyumun periyodik tablodaki konumuna bakıldığında şunu söylemek doğrudur:

a) en enerjik alt seviyeniz alt seviye olacaktır d.
b) Alkali metal ailesine ait bir elementtir.
c) Diğer metallerle iyonik bileşikler oluşturur.
d) katyonlarının atom yarıçapı saf elementten daha büyük olacaktır.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: a) en enerjik alt seviyeniz alt seviye olacaktır d.

Periyodik tabloya bakarak, niyobyumun en enerjik alt seviyesi d olduğu için periyodik tablonun 5. grubuna ait bir dış geçiş elementi olarak nitelendirildiğini görebiliriz.

Bu bilgileri elektronik olarak dağıtarak da elde edebiliriz.

Metal olduğu için bu element alaşımda olduğu gibi diğer metallerle metalik bağlantılar yapar. demir-niyobyum veya ayrıca niyobyum oksitte olduğu gibi elektronları paylaşarak kovalent bağlar not₂Ö₅.

6. (UFSC/2003) Niyobyum, 1801 yılında İngiliz kimyager Charles Hatchett tarafından keşfedildi. Brezilya, dünya niyobyum konsantresi üretiminin yaklaşık %93'üne sahiptir. En büyük mevduat Minas Gerais, Goiás ve Amazonas eyaletlerinde bulunmaktadır. Metal esas olarak, jet tahrik türbinlerinin, roketlerin ve uzay araçlarının yapımında uygulanan demir-niyobyum alaşımlarının ve diğer daha karmaşık alaşımların imalatında kullanılır. Oksitleri, gözlükler, fotoğraf kameraları ve diğer optik ekipmanlar için hafif lenslerin imalatında kullanılır. Verilen (Z = 41). Niyobyum ile ilgili olarak, DOĞRU önermeyi/önermeleri işaretleyin.

(01) Niyobyum, 3 elektron kaybettiğinde kripton konfigürasyonunu üstlenir.
(02) Niyobyum M tipi metal oksitler oluşturabilir₂Ö₅ içinde₂Ö₃.
(04) Niyobyumun kimyasal sembolü Ni'dir.
(08) Niyobyum bir geçiş metalidir.
(16) Bir demir-niyobyum alaşımı, katı bir çözeltinin bir örneğidir.

Yanıtı Gör

Doğru alternatifler: 02 + 08 + 16 = 26.

(01) YANLIŞ.

Elementler	elektronik dağıtım
36Kr	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3 boyutlu^10 4p^6
41not 41not^3+	1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3 boyutlu^10 4p^65s^2 4d^3 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3 boyutlu^10 4p^6 4p^6 4d^2

(02) DOĞRU

Niyobyum için 3+ ve 5+ oksidasyon sayıları göz önüne alındığında, bileşikleri oluşturabilir:

Oksidasyon numarası 5+	Oksidasyon numarası 3+
not2Ö5	not2Ö3

(04) YANLIŞ

Ni, nikel elementinin simgesidir. Niyobyumun sembolü Nb'dir.

(08) DOĞRU

Niyobyum, periyodik tablonun 5. grubuna ait bir dış geçiş metalidir.

(16) DOĞRU

Katı bir çözelti, metaller arasında yaygın olan katı olan aynı fazdaki iki veya daha fazla bileşenin bir karışımına karşılık gelir.

7. (UERJ/2013) Niyobyum, doğal tortularda, esas olarak oksit formunda bulunan bir metaldir.
+5 oksidasyon numarasına sahip niyobyum içeren bir tortuda, bu metalin baskın oksidinin formülü şuna karşılık gelir:

a) NbO₅
b) nb₅Ö
c) nb₅Ö₂
d) not₂Ö₅

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: d) Nb₂Ö₅

Oksijen iki bağ yapar ve 2 olan sabit bir oksidasyon numarasına sahiptir.

Bu nedenle, niyobyum oksit oluşturmak için oksijenin bu metalin 2 atomuna bağlanması gerekir.

Niyobyumun farklı oksidasyon durumları vardır. 3+ oksidasyon numarası ile 3 oksijene bağlanır ve Nox 5+ ile bileşiği oluşturur: Nb₂Ö₅ burada 2 niyobyum atomu 5 oksijen atomu ile bağlanır.

8-10. soruları cevaplamak için metni okuyun.

Niyobyum, büyük teknolojik öneme sahip bir metaldir ve ana dünya rezervleri,
Brezilya, Nb'den oluşan piroklor cevheri şeklinde₂Ö₅. Ekstraktif metalurjisinin işlemlerinden birinde, Fe oksit varlığında alüminotermi kullanılır.₂Ö₃yan ürün olarak bir niyobyum ve demir ve alüminyum oksit alaşımı ile sonuçlanır. Bu işlemin reaksiyonu denklemde temsil edilir:

Doğada, niyobyum kararlı izotop niyobyum-93 şeklinde görünür, ancak radyasyon emisyonu ile bozunan birkaç kararsız sentetik izotop bilinmektedir. Bunlardan biri, molibden-95 elementine bozunan niyobyum-95'tir.
_{(Systems.dnpm.gov.br; teknoloji Metal. Anne. Madenci., Sao Paulo, v. 6, hayır. 4, s. 185-191, Nisan-Haziran. 2010 ve G. Audi ve diğerleri/Nuclear Physics A 729 (2003) 3–128. Uyarlanmış)}

8. (FGV/2019) Niyobyum ve demir alaşımını elde etmek için alüminotermi reaksiyonunda, dengeli denklemde sunulan stokiyometri göz önüne alındığında, sürece dahil olan toplam elektron sayısı

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: e) 36.

Redoks reaksiyonu, elektronların kaybı ve kazanımı ile gerçekleşir.

Bir element indirgendiğinde elektron kazanır ve bir element oksitlendiğinde elektron kaybeder.

Bir element indirgendiğinde oksitleyici bir ajandır, bir element oksitlendiğinde ise bir indirgeyici ajandır.

Bu şekilde, bir element tarafından kaybedilen ve diğerine verilen elektronların sayısı eşittir.

eleman	NOX	Reaksiyon	elektronlar
niyobyum	+5 3not2Ö5	0 6Nb	azaltma	3.2.5 = 30 ve^- kazanç
Demir	+3 inanç2Ö3	0 2Fe	azaltma	2.3 = 6 ve^- kazanç
Alüminyum	0 12Al	+3 6Al2Ö3	Oksidasyon	6.2.3 = 36 ve^- kayıp

Alüminyum oksit ürünü üzerindeki alüminyum yükü 3+'dır, yani her alüminyum 3 elektron kaybetmiştir.

Ancak ürünlerde, sürece dahil olan toplam elektron sayısını oluşturan 12 alüminyum atomumuz var:

12. 3 = 36 elektron.

9. (FGV/2019) Stokiyometrik miktarlarda Nb ile niyobyum ve demir alaşımı üretimi için bir aluminotermi operasyonunda₂Ö₅ ve Fe₂Ö₃ ve fazla metalik alüminyum kullanımı ile 6.12 ton Al oluşmuştur.₂Ö₃. Bu işlemde elde edildiği tahmin edilen niyobyum ve demir miktarlarının mol olarak toplamı,

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

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: d) 8 × 10⁴.

1. adım: Al'in molar kütlesini hesaplayın₂Ö₃

2. adım: Al'in mol sayısını hesaplayın₂Ö₃

3. adım: stokiyometrik ilişkileri gerçekleştirin.

Kimyasal denklemde, ilişki olduğunu görüyoruz: 6 mol niyobyum, 6 mol alüminyum ve 2 mol demir.

Oluşan mol sayılarının oranına göre, elimizde:

Ve niyobyum ve demir miktarlarının mol cinsinden toplamı:

10. (FGV/2019) Şekil, molibden-95'e bozunan bir niyobyum-95 örneğinin ışınımsal bozunma eğrisini göstermektedir.

Niyobyum-95 radyoizotop bozunma işleminde, bu numunenin aktivitesinin 25 MBq'ye bozunması için geçen süre ve yayılan türün adı şu şekildedir:

a) 140 gün ve nötronlar.
b) 140 gün ve protonlar.
c) 120 gün ve protonlar.
d) 120 gün ve parçacıklar ß^–.
e) 140 gün ve parçacıklar ß^–.

Yanıtı Gör

Doğru alternatif: e) 140 gün ve parçacıklar ß^–.

Yarı ömür, radyoaktif bir örneğin aktivitesini yarıya indirmek için geçen süredir.

Grafikte radyoaktif aktivitenin 400 MBq'de başladığını görüyoruz, dolayısıyla yarı ömür, aktivitenin ilkinin yarısı olan 200 MBq'ye düşmesi için geçen süredir.

Bu sürenin 35 gün olduğunu grafikte analiz ediyoruz.

Aktivitenin tekrar yarı yarıya düşmesi için 35 gün daha geçti ve bir 35 gün daha geçtiğinde aktivite 200 MBq'den 100 MBq'ye çıktı, yani 400'den 100 MBq'ye 70 gün geçti.

Numunenin 25 MBq'ye kadar bozunması için 4 yarı ömür süresi gerekliydi.

Hangisine karşılık gelir:

4 x 35 gün = 140 gün

Radyoaktif bozunmada emisyonlar alfa, beta veya gama olabilir.

Gama radyasyonu elektromanyetik bir dalgadır.

Alfa emisyonu pozitif bir yüke sahiptir ve bozunan elementin kütlesini 4 birim, atom numarasını 2 birim azaltarak başka bir elemente dönüştürür.

Beta emisyonu, bozunmuş elementin atom numarasını bir birim arttıran ve onu başka bir elemente dönüştüren yüksek hızlı bir elektrondur.

Niyobyum-95 ve molibden-95 aynı kütleye sahip olduğundan bir beta emisyonu meydana geldi çünkü: