niobio
Elemento chimico, di numero atomico 41, peso atomico 92,91, simbolo Nb; scoperto da C. Hatchett nel 1801 e isolato da C.W. Blomstand nel 1866. Fu confuso inizialmente col tantalio, il quale ha proprietà molto simili, ma nel 1844 H. Rose riconobbe che si trattava di due elementi diversi. Per molto tempo, specie nei paesi anglosassoni, fu chiamato columbio.
Il n. si trova in natura in diversi minerali allo stato di niobato, specialmente columbite e pirocloro, che però contengono quasi sempre in miscela isomorfa tantalio. Il metallo si può ottenere con diversi metodi: riscaldando il cloruro in corrente d’idrogeno; per elettrolisi dell’ossifluoruro; dal sesquiossido per riduzione alluminotermica o con calcio metallico ecc. Il n. ottenuto allo stato di polvere viene pressato sotto forma di barre che poi sono riscaldate elettricamente in forni a vuoto, a temperature prossime a quella di fusione del metallo; da queste barre, per estrusione, laminazione ecc., si ottiene poi il n. in lamine ecc.
Il n. ha aspetto che ricorda quello dell’argento; non viene attaccato dagli acidi (tranne che dall’acido fluoridrico, dagli alcali caustici fusi, dal cloro ecc.). È stabile all’aria a bassa temperatura ma a caldo si ossida facilmente; il rivestimento di ossido che si forma sul metallo ha però scarsa tendenza a volatizzare o a fondere. Con azoto forma, ad alta temperatura, nitruri molto stabili. Ha punto di fusione 2468 °C; punto di ebollizione 4927 °C; densità 8,6 g/cm3.
Il n. ha acquistato sempre maggiore interesse industriale per le sue proprietà: alto punto di fusione, bassa tensione di vapore, ottima lavorabilità, possibilità di formare leghe dotate di ottime qualità (può, per es., moltiplicare per decine di volte la resistenza all’ossidazione di metalli ai quali esso venga aggiunto). L’interesse per il n. nacque inizialmente soprattutto dalla possibilità di impiego nel rivestimento di combustibili nucleari, causa il suo basso assorbimento neutronico e la sua alta resistenza alla temperatura; successivamente le sue leghe hanno trovato applicazione in missilistica, nelle turbine a gas ecc. Si impiega nella tecnica dei tubi ad alto vuoto; è usato in metallurgia poiché, aggiunto ad acciai speciali (al cromo, al nichel, al titanio, al molibdeno), ne modifica sensibilmente alcune proprietà (temprabilità, lavorabilità a caldo, duttilità, resistenza alle alte temperature, alla corrosione intergranulare ecc.); è altresì usato nei materiali superconduttori ad alta temperatura critica. Il n. presenta valenza 2, 3, 4 e 5; i composti più importanti e più stabili sono quelli in cui il metallo si comporta da pentavalente; essi sono prevalentemente incolori o debolmente colorati.
Niobati Ossosali del n. pentavalente. Tra i niobati solubili è importante quello di sodio, Na3NbO4, che si ottiene per fusione dell’anidride niobica con idrossido di sodio; polvere giallastra dal carattere spiccatamente basico, che in soluzione idrolizza dando luogo a idrossido di sodio e a un ossoanione polimerizzato. Sono considerati tra i niobati anche gli ossidi misti del n. pentavalente, come, per es., 3K2O•Nb2O5, a cui tradizionalmente è attribuita la formula K3NbO4 anche se l’ossoanione non è riscontrabile né allo stato cristallino né in soluzione; sono composti insolubili in acqua e a elevato punto di fusione.