Niobiany(V) – związki nieorganiczne, formalnie sole kwasu niobowego(V); w rzeczywistości nie zawierają jonów NbO−
3, lecz są mieszanymi tlenkami, np. Li
2O·Nb
2O
5 lub CaO·Nb
2O
5[1]. Metaniobiany metali alkalicznych (MI
NbO
3) są bezbarwnymi ciałami krystalicznymi[2], praktycznie nierozpuszczalnymi w wodzie[2][1].
Przykłady niobianów
- niobian litu, LiNbO
3 – ważny materiał optyki nieliniowej[3]; podwaja częstotliwość światła (np. zmienia długość fali 1064 nm lasera Nd-YAG na światło zielone o długości fali 532 nm)[4]; stosowany w falowodach, podwajaczach częstotliwości i pamięciach holograficznych[5], a także jako ferroelektryk[6] i w czujnikach IR[7], - niobian sodu, 2NaNbO
3·7H
2O – ważny związek w procesie oczyszczania materiałów zawierających niob[8] - niobian ołowiu(II), Pb(NbO
3)
2 – pierwszy odkryty ferroelektryk nieperowskitowy; stosowany w przetwornikach[9]
Otrzymywanie
Można je otrzymać prażąc tlenek niobu(V) z solami lub wodorotlenkami odpowiednich metali[2], np.:
- Nb
2O
5 + Li
2CO
3 → 2LiNbO
3 + CO
2↑[2] - Nb
2O
5 + 2NaOH → 2NaNbO
3 + H
2O↑[10] - Nb
2O
5 + PbSO
4 → Pb(NbO
3)
2 + SO
3↑[9]
Prażenie należy wykonywać w tyglach platynowych lub ze stopu złota z palladem. Podczas procesu należy zapewnić dostęp tlenu, aby nie doszło do redukcji związków. Temperaturę należy zwiększać powoli do wartości nieco niższej od temperatury topnienia składników. Po kilku godzinach mieszaninę schładza się i proszkuje, po czym proces powtarza się jeszcze dwukrotnie. W celu uzyskania związku o pożądanej stechiometrii należy zastosować odpowiednie stosunki molowe substratów. Np. można uzyskać następujące niobiany potasu: 3K
2O·NbO
5, K
2O·NbO
5 (KNbO
3), 2K
2O·3NbO
5, K
2O·3NbO
5, 3K
2O·22NbO
5, 6K
2O·7NbO
5 i 7K
2O·6NbO
5. Metaniobiany (MI
NbO
3) są nierozpuszczalne i można je oczyścić od nadmiaru alkaliów przez ekstrakcję ciepłą wodą[2].
Niektóre niobiany, np. LiNbO
3, wytwarza się metodą Czochralskiego w formie monokryształów[11].
Przypisy
- 1 2 3 Das Niobium und Tantal, [w:] Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg, Anorganische Chemie. Band 2. Nebengruppenelemente, Lanthanoide, Actinoide, Transactinoide, wyd. 103, Berlin: Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, 2017, s. 1831, 1840, DOI: 10.1515/9783110495904, ISBN 978-3-11-051854-2, OCLC 968134924 (niem.).
- 1 2 3 4 5 Georg Brauer, Alkali Niobates and Tantalates, [w:] Georg Brauer (red.), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, wyd. 2, t. 2, New York: Academic Press, 1963, s. 1323–1324, OCLC 32060538 (ang.).
- ↑ Hyun N. Yoon, Robert A. Norwood, Hong-Tai Man, Nonlinear Optics, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 10, DOI: 10.1002/14356007.a17_541 (ang.).
- ↑ Nonlinear optics, [w:] R.M. Metzger, The physical chemist's toolbox, Hoboken, N.J.: Wiley, 2012, s. 813, ISBN 978-1-118-19559-8, OCLC 784136992.
- ↑ Ferroelectrics, [w:] François Cardarelli, Materials Handbook, wyd. 2, London: Springer, 2008, s. 537, DOI: 10.1007/978-1-84628-669-8, ISBN 978-1-84628-668-1, OCLC 261324602 (ang.).
- ↑ Ulrich Wietelmann, Richard J. Bauer, Lithium and Lithium Compounds, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 20, DOI: 10.1002/14356007.a15_393 (ang.).
- ↑ lithium niobate, [w:] Richard J. Lewis Sr., Hawley's condensed chemical dictionary, wyd. 15, Hoboken, New Jersey 2007, s. 766, ISBN 978-0-471-76865-4, OCLC 124039624.
- ↑ sodium niobate, [w:] Richard J. Lewis Sr., Hawley's condensed chemical dictionary, wyd. 15, Hoboken, New Jersey 2007, s. 1150, ISBN 978-0-471-76865-4, OCLC 124039624.
- 1 2 John B. Blum, Ceramics, Electronic, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 11–12, DOI: 10.1002/14356007.a06_079 (ang.).
- ↑ Sodium metaniobate heptahydrate, [w:] Dale L. Perry, Handbook of Inorganic Compounds, wyd. 2, CRC Press, 19 kwietnia 2016, s. 385, DOI: 10.1201/b10908, ISBN 978-0-429-13036-6 (ang.).
- ↑ Hans-Günther Unruh, Ferroelectrics, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 10, DOI: 10.1002/14356007.a10_309 (ang.).