Sifat-sifat Niobium
Nomor atom | 41 |
nomor CAS | 7440-03-1 |
Massa atom | 92.91 |
Titik lebur | 2.468 °C |
Titik didih | 4 900 °C |
Volume atom | 0,0180nm3 |
Kepadatan pada suhu 20 °C | 8,55 gram/cm³ |
Struktur kristal | kubik berpusat badan |
Konstanta kisi | 0,3294 juta |
Kelimpahan di kerak bumi | 20,0 gram |
Kecepatan suara | 3480 m/s (pada kecepatan putar) (batang tipis) |
Ekspansi termal | 7,3 µm/(m·K) (pada suhu 25 °C) |
Konduktivitas termal | 53,7W/(m·K) |
Resistivitas listrik | 152 nΩ·m (pada suhu 20 °C) |
Kekerasan Mohs | 6.0 |
Kekerasan Vickers | 870-1320Mpa |
Kekerasan Brinell | 1735-2450 Mpa |
Niobium, yang sebelumnya dikenal sebagai columbium, adalah unsur kimia dengan simbol Nb (sebelumnya Cb) dan nomor atom 41. Unsur ini merupakan logam transisi yang lunak, berwarna abu-abu, kristal, dan lentur, yang sering ditemukan dalam mineral piroklor dan columbite, sehingga diberi nama "columbium". Namanya berasal dari mitologi Yunani, khususnya Niobe, yang merupakan putri Tantalus, nama yang sama untuk tantalum. Nama tersebut mencerminkan kemiripan yang besar antara kedua unsur tersebut dalam sifat fisik dan kimianya, sehingga keduanya sulit dibedakan.
Ahli kimia Inggris Charles Hatchett melaporkan unsur baru yang mirip dengan tantalum pada tahun 1801 dan menamakannya columbium. Pada tahun 1809, ahli kimia Inggris William Hyde Wollaston secara keliru menyimpulkan bahwa tantalum dan columbium identik. Ahli kimia Jerman Heinrich Rose menetapkan pada tahun 1846 bahwa bijih tantalum mengandung unsur kedua, yang ia beri nama niobium. Pada tahun 1864 dan 1865, serangkaian temuan ilmiah mengklarifikasi bahwa niobium dan columbium adalah unsur yang sama (dibedakan dari tantalum), dan selama satu abad kedua nama tersebut digunakan secara bergantian. Niobium secara resmi diadopsi sebagai nama unsur tersebut pada tahun 1949, tetapi nama columbium masih digunakan saat ini dalam bidang metalurgi di Amerika Serikat.
Baru pada awal abad ke-20 niobium pertama kali digunakan secara komersial. Brasil merupakan produsen utama niobium dan feroniobium, paduan yang terdiri dari 60–70% niobium dengan besi. Niobium sebagian besar digunakan dalam paduan, bagian terbesar dalam baja khusus seperti yang digunakan dalam jaringan pipa gas. Meskipun paduan ini mengandung maksimum 0,1%, persentase niobium yang kecil meningkatkan kekuatan baja. Stabilitas suhu superalloy yang mengandung niobium penting untuk penggunaannya dalam mesin jet dan roket.
Niobium digunakan dalam berbagai material superkonduktor. Paduan superkonduktor ini, yang juga mengandung titanium dan timah, banyak digunakan dalam magnet superkonduktor pemindai MRI. Aplikasi niobium lainnya meliputi pengelasan, industri nuklir, elektronik, optik, numismatik, dan perhiasan. Dalam dua aplikasi terakhir, toksisitas rendah dan warna-warni yang dihasilkan oleh anodisasi merupakan sifat yang sangat diinginkan. Niobium dianggap sebagai elemen yang penting bagi teknologi.
Karakteristik fisik
Niobium adalah logam paramagnetik yang berkilau, berwarna abu-abu, lunak, dan lentur yang berada pada golongan 5 tabel periodik (lihat tabel), dengan konfigurasi elektron pada kulit terluar yang tidak lazim untuk golongan 5. (Hal ini dapat diamati pada sekitar rutenium (44), rhodium (45), dan paladium (46).
Meskipun diperkirakan memiliki struktur kristal kubik berpusat badan dari nol absolut hingga titik lelehnya, pengukuran resolusi tinggi dari ekspansi termal sepanjang tiga sumbu kristalografi mengungkapkan anisotropi yang tidak konsisten dengan struktur kubik.[28] Oleh karena itu, penelitian dan penemuan lebih lanjut di bidang ini diharapkan.
Niobium menjadi superkonduktor pada suhu kriogenik. Pada tekanan atmosfer, niobium memiliki suhu kritis tertinggi dari semua superkonduktor unsur, yaitu 9,2 K. Niobium memiliki kedalaman penetrasi magnetik terbesar dari semua unsur. Selain itu, niobium merupakan salah satu dari tiga superkonduktor unsur Tipe II, bersama dengan vanadium dan teknesium. Sifat superkonduktif sangat bergantung pada kemurnian logam niobium.
Jika sangat murni, ia relatif lunak dan lentur, tetapi kotoran membuatnya lebih keras.
Logam ini memiliki penampang tangkapan yang rendah untuk neutron termal; oleh karena itu digunakan dalam industri nuklir yang menginginkan struktur transparan neutron.
Karakteristik kimia
Logam ini akan berubah menjadi kebiruan jika terkena udara pada suhu ruangan dalam waktu lama. Meskipun memiliki titik leleh yang tinggi dalam bentuk unsur (2.468 °C), logam ini memiliki kepadatan yang lebih rendah daripada logam tahan api lainnya. Selain itu, logam ini tahan korosi, memiliki sifat superkonduktivitas, dan membentuk lapisan oksida dielektrik.
Niobium sedikit kurang elektropositif dan lebih padat daripada pendahulunya dalam tabel periodik, zirkonium, sedangkan ukurannya hampir sama dengan atom tantalum yang lebih berat, sebagai akibat dari kontraksi lantanida. Akibatnya, sifat kimia niobium sangat mirip dengan tantalum, yang muncul tepat di bawah niobium dalam tabel periodik. Meskipun ketahanan korosinya tidak sehebat tantalum, harganya yang lebih murah dan ketersediaannya yang lebih banyak membuat niobium menarik untuk aplikasi yang tidak terlalu menuntut, seperti pelapis bejana di pabrik kimia.