Niobija(V) oksīds

Niobija(V) oksīds (zināms arī kā niobija pentoksīds) ir ķīmiskais savienojums, niobija oksīds tā augstākajā oksidēšanas pakāpē +5. Tas ir bezkrāsains, nešķīst ūdenī un ir diezgan inerts.

Kristāliskā struktūra 

Niobija pentoksīdam ir raksturīga plaša polimorfija — ir identificētas ap 20 polimorfās formas. Šīs struktūras pārsvarā sastāv no NbO6 oktaedriem, kas ir saistīti savā starpā. Tas, ka šos oktaedrus var sasaistīt savā starpā daudzos dažādos veidos, arī izskaidro niobija pentoksīda plašo polimorfiju.

Normālos apstākļos vienīgā stabilā forma ir β-Nb2O5, par ko pārējās formas pārvēršas 1000—1100 °C. Šai formai blīvums ir 4,55 g/cm3, kušanas temperatūra — 1510 °C. β-Nb2O5 pieder pie monoklīnās singonijas, telpiskā grupa P2, kristāliskā režģa parametri: a=2,126 nm, b=0,3821 nm, c=1,935 nm, θ=119,74°. Šīs formas elementāršūnā ir 14 formulvienības, tātad — 28 niobija atomi un 70 skābekļa atomi. 27 no niobija atomiem šajā formā ir oktaedrāla koordinācija (tie atrodas oktaedru centros), vienam — tetraedrāla.

Sildot amorfu Nb2O5 vai tā kristālhidrātu gaisā 600—800 °C temperatūrā iegūst α-Nb2O5 (rombiskā singonija, a=0,623 nm, b=4,380 nm, c=0,391 nm, Z=12). Šī forma neapgriezeniski pārvēršas par α'-Nb2O5 (monoklīnā singonija, telpiskā grupa C2/c, a=1,273 nm, b=0,488 nm, c=0,556 nm, θ=105,1° Z=4). Šī ir visblīvākā plaši izpētītā niobija pentoksīda polimorfā forma — tās blīvums ir 5,29 g/cm3.

Citas polimorfās formas parasti iegūst no niobija pentahlorīdiem, bromīdiem vai fluorīdiem.

Iegūšana 
Niobija pentoksīds tiek iegūts no sārmu metālu niobātu, alkoksīdu un fluorīdu hidrolīzē, izmantojot bāzi. To var iegūt arī daudzos citos veidos, piemēram, oksidējot metālisku niobiju. Tīru niobija pentoksīdu var iegūt, hidrolizējot niobija pentahlorīdu:

2 NbCl5 + 5 H2O → Nb2O5 + 10 HCl

Ķīmiskās īpašības 
Niobija pentoksīds ir diezgan inerts oksīds, tomēr tas reaģē ar fluorūdeņražskābi, kā arī šķīst sārmu kausējumos, tāpēc to var uzskatīt par nedaudz amfotēru oksīdu.

Niobija pentoksīdu var reducēt par metālisku niobiju. Parasti kā reducētājs tiek izmantots alumīnijs:

3 Nb2O5 + 10 Al   →   6 Nb + 5 Al2O3

Izmantošana 
Niobija pentoksīds galvenokārt tiek izmantots metāliska niobija, kā arī citu niobiju saturošu materiālu iegūšanā.

Atsauces 

Oksīdi