
Sırek elementter. Nıobıı jáne tantal
Ońtústik Qazaqstan obylysy
Shardara aýdany
№ 16 kolej
Oryndaǵan: Tu-43 top stýdenti Qaıyrbek Uldana Asylhanqyzy
Jetekshisi: Aıtenova Nurgýl Ydyrysqyzy
Jospar:
1. Tarıhı maǵlumattar
2. Fızıkalyq jáne hımıalyq qasıetteri
1. XVII ǵasyrda Soltústik Amerıkada qara tústi slúdanyń altyn syzyqtary bar mıneraly ashylǵan. Ony Anglıaǵa jiberedi, bul mıneral Brıtan mýzeıinde 150 jyl jatty. 1801 jyly hımık Hachet osy mıneraldy zertteýge kirisip, quramynan temirdi nemese qyshqyldy oksıdtiń qasıeti bar belgisiz zatty tapty. Bul jańa elementti kolýmbı, al mıneraldy kolýmbıt (mıneraldy tapqan jer – Kolýmbıa – Amerıka) dep atalady.
1802 jyly shved zetteýshisi Ekeberg keıbir skandınav jáne fın mıneraldarynda taǵy jańa zat tapty, ony tantal dep atady. Bul ataý grek fılosofıasyndaǵy – Tantal belgisine qoıylǵan, sebebi jańa element qyshqyldarǵa turaqtylyǵyn kórsetedi. Tantal qasıetteri kolýmbıdiń qasıetterine óte jaqyn bolyp shyqty, sondyqtan kóp ǵalymdar kolýmbıı men tantal bir element dep sanap júrdi.
Hachet pen Ekeberg tantaldyń jáne kolýmbııdiń qospasyn ashty, birinshi-sinde - kolýmbııdiń, ekinshisinde - tantaldyń mólsheri kóbirek boldy.
1884 jyly Roze bir mıneralda eki elementti — tantal men kolýmbııdi tapty, ony nıobıı dep atady (Nıobeıa — Tantaldyń qyzy).
1865 jyly Marınák tantaldyń jáne nıobııdiń qasıetterin zerttegen-de metaldardy bir-birinen ftorıdti ádispen bóldi. Taza tantal birinshi ret tek qana 1903 jyly, al taza nıobıı — búdan da keıinirek alynǵan.
2. Tantal men nıobıı vanadı sıaqty perıodtyk, júıeniń besinshi tobyna kiredi. Biraq nıobıı, ásirese tantal vanadımen salystyrǵanda óte aýyr totyqsyzdanady. Sondyqtan tájirıbede bes valentti qosylystarmen jumys isteledi. Atomdarynyń elektrondyq qurylysy: nıobıı — 2, 8, 18, 12, 1; tantal — 2, 8, 18, 32, 11, 2.
1 keste
Elementterdiń negizgi sıpattamalary:
Tantal men nıobııdiń hımıalyq qasıetteri óte uqsas, olar tabıǵatta birge kezdesedi, sondyqtan olardy bir-birinen bólý óte qıyn.
Syrtqy túrine qaraǵanda nıobıı jáne tantal metaly platınaǵa uqsas.
Sıpattamalar |
Nıobıı |
Tantal |
Rettik nomiri |
41 |
73 |
Atomdyk, salmagy |
92.91 |
|
Tyǵyzdyk, |
- |
16,6 |
Atomynyń radıýsy, A° |
1,46 |
1,46 |
Bes valentgi ıonnyń radıýsy, A° |
0,69 |
0,69 |
Elektr kedergisi, om |
15.22 10 5 (0“S) |
13,5-10'6 (20°S) |
K,aınaý temperatýrasy, °S |
4822 |
5292 |
Balký temperatýrasy, °S |
2497 |
2997 |
Metaldardyń fızıka-mehanıkalyq qasıetteri óte joǵary, biraq bul qasıet-ter metaldardyń tazalyǵyna baılanysty.
Metaldardyń eń baǵaly qasıetteri - qyshqyldarǵa turaqtylyǵy joǵary, olar konsentrli azot jáne patsha qyshqyldarynda erimeıdi.Tantal óte turaqty. Bul qasıetter 2 kestede nıobıı men tantaldyń ár túrli qyshqyldarda korroııasynyń málimetterinen kórinip tur.
2 keste
Nıobıı men tantaldyń qyshqyldardaǵy korozıasy
Ertindiler |
Nıobıı |
Tantal |
|||||
Tem-pera-týra, 0S |
Táji-rıbe uzaq-tyǵy, kún |
Korro-zıa jyldam-dyǵy, mg/dm2 kún |
Tempe-ratýra, 0S |
Táji-rıbe uzaq-tyǵy, kún |
Korro- zıa jyl-damdy-ǵy, mg/dm2 kún |
||
Konsentirli tuz qyshqyly |
100 |
82 |
23,4 |
19-26 |
135 |
0,0 |
|
21 |
67 |
0,6 |
|
|
|
||
Konsentirli azot qyshqyly |
100 |
67 |
0,0 |
19-26 |
135 |
0,0 |
|
Konsentirli kúkirt qyshqyly |
50 |
67 |
4,8 |
19-26 |
135 |
0,0 |
|
175 |
1 |
úlgi tolyq erıdi |
175 |
30 |
1,4 |
||
300 |
3 saǵat |
3960,0 |
|||||
“Hrom qospasy” |
100 |
42 |
46,4 |
19-26 |
135 |
0,0 |
|
Qymyzdyq qyshqylynyń qanyqqan eritindisi |
21 |
82 |
3,3 |
96 |
90 |
0,1 |
|
85%-ti fosfor qyshqyly |
100 |
31 |
19,3 |
145 |
90 |
0,05 |
|
21 |
82 |
0,07 |
|
|
|
Kesteden qyzdyrǵanda kúkirt qyshqyly nıobııdi tolyq, al tantaldy azdap eritetinin kórýge bolady. Eki metal azotjáne fosor qyshqyldarynyń qospalarynda erıdi, bólek ftor qyshqyly nıobııge jaı áser etedi, al tantalǵa áser etpeıdi. Taptaldyń qyshqyldarǵa joǵary turaqtylyǵy kon-sentrli azot-, brom-, tuz qyshqyldaryn, súıytylǵan bromdy býlandyrǵanda, ydys jasaǵanda paıdalanylady. Silti eritindileriniń nıobııge azdap áseri bar, al tantalǵa áseri joq. Nıobıı men tantal balqyǵan siltilermen áreket-tesip, tuzdar nıobattar jáne tantalattar túzedi. Kez kelgen tuzdardyń bal-qymalary meı organıkalyq qosylystary nıobıı men tantalǵa ásár stpeıdi.
Nıobıı men tantaldyń basqa mańyzdy qasıetteri: gazdardy — sýtekti (1 sýret), ottekti (9 sýret), azotty jáne t.b. sińirýi. Bul eki metal gıdrıdter túzedi: NbN, Ta2N, TaN. Nıobıı men tantal ottekti 0,8%-ke deıin eritedi:
1 sýret - Tantal men nıobııdegi sýtek erigishtiginiń temperatýradan táýeldiligi
Nıobıı men tantal kóp metaldarmen quımalar beredi, kóbinese olardyń baǵaly qasıetteri bar, sondyqtan tájirı bede mańyzy zor.
2 sýrette metaldaǵy ottek mólsherinen onyń elektr qarsylyǵynyń táýeldiligi kórsetilgen.
2 sýret - Metaldaǵy ottek mólsherinen onyń elektr qarsylyǵynyń táýeldiligi
Ottekpen qosylystary
Nıobıı men tantal qyshqyldy qasıetteri bar oksıdter túzedi. Biraq tabıǵatta ózderi qyshqyldardyń tuzdary túrinde kezdesedi, sondyqtan uzaq ýaqyt boıy olardy — “jer qyshqyldary” nemese “ashshy jerler” dep atap júrdi.
Nıobıı (V) men tantaldyń (V) oksıdteri Nb2O5 jáne Ta2O5- aq tústi, usaq krıstal untaqtar, sýda erimeıdi, baıaý balqıdy. Untaq nıobıı metaly 400°S temperatýrada ottekte janyp oksıd túzedi:
4Nb +5O2 →400° 2N2O5.
Nb2O5 1150°S temperatýraly vakýmda dıssosıasıalanady:
Nb2O5 →1150° 2NO2 +½ O2 .
Tantal oksıdi tantal metalyn qyzdyrý arqyly alynady (nıobııge uqsas).
Nıobıı men tantaldyń oksıdteri sýda erimeıdi, biraq eń sońǵy jumystarda olardyń sýda az bolsa da erıtindigi kórsetilgen: Nb2O5 -tiń sýda erigishtigi — 1793 mg/ml, al Ta2O5 - 162 mg/l (3 sýret).
3 sýret - Nıobıı men tantal oksıdteriniń qyshqyldarda erigishtigi:
1 - nıobıı oksıdiniń tuz qyshqylynda;
2 - tantal oksıdiniń tuz qyshqylynda; 3
3 - nıobıı oksıdinin kúkirt qyshqylynda;
4 - tantal oksıdiniń kúkirt qyshqylynda Nb2O5 sýtekpen nemese kómirtekpen 1200-1300°S temperatýrada totyqsyzdandyrǵanda nıobııdiń tómengi oksıdteri alynady: Nb3O5, Nb2O3, Nb2O, NbO2, NbO.
Nıobıı (IV) oksıdi NbO2nemese Nb2O4 qara-kók tústi zat, aýada turaqty, 850°S temperatýrada qyzdyrǵanda totyǵyp, nıobıı oksıdi Nb2O5 túziledi. Tómengi oksıdterdiń tájirıbelik mańyzy joq. Tantaldyń tómengi oksıdteri turaqsyz, qyzdyrǵanda ońaı totyǵady.
Nıobıı men tantaldyń oksıdteri konńentrasıasy ár túrli tuz jáne kúkirt qyshqyldarynda erıdi. Erigishtikteri oksıdterdiń kúıdirý temperatýrasyna baılanysty.
Mysaly, 400°S temperatýrada tuz qyshqylynda kúıdirgende Nb2O5 jaqsy erıdi, al Ta2O5 — 800°S temperatýrada kúıdirgende - jaqsy erıdi. Oksıdter tuz qyshqylymen áreketteskende — hloroksıdter, formýlasy MeOS13, al kúkirt qyshqylynda ıon MeO3+ túzedi:
Nb2O5 + 6NS1 → 2NbOS13 + ZN2O;
Nb2O5 + ZN2SO4 → (NbO3)2+(SO4)3 + ZN2O.
Ádebıetter tizimi:
1. Fersman A.E. Redkıe metaly. 1932, № 4-5.
2. Sajın N.P., Meerson G.A. Redkıe elementy v novoı tehnıke // Hım. naýka ı prom., 1956. T.İ, № 5.
3. Meerson G.A. ı Zelıkman A.N. Metalýrgıa redkıh metalov. Metıallýrgızdat, 1954.
4. Zelıkman A.N., Samsonov G.V., Kreın O.E. Metalýrgıa redkıh metalov. Metalýrgızdat, 1954.
5. Tronov V.G. Kklad rýsskıh ýchenyh v hımıý redkıh elementov. Izd. Znanıe, 1952.
6. Vınogradov A.P. Geohımıa redkıh ı rasseıannyh hımıcheskıh elementov v pochvah. Izd. AN SSSR, 1950.