Storia della scoperta del niobio

Mentre esaminava i minerali del British Museum nel 1801, Charles Hatchett fu incuriosito da un campione etichettato columbite. Ipotizzò che contenesse un nuovo metallo, e aveva ragione. Riscaldò un pezzo del campione con carbonato di potassio, sciolse il prodotto in acqua e dopo aver aggiunto acido ottenne un precipitato. Tuttavia, anche un ulteriore trattamento non riuscì a produrre l'elemento stesso, che chiamò columbium (coltan - un'antica traduzione dell'elemento niobio), noto da molti anni.
Altri erano scettici nei confronti del colombio, soprattutto dopo la scoperta del tantalio l'anno successivo. Questi metalli si trovano insieme in natura e sono difficili da separare. Nel 1844 il chimico tedesco Heinrich Rose dimostrò che la columbite conteneva entrambi gli elementi e chiamò columbium (coltan) dal niobio (niobio). "Columbium" (columbium, simbolo Cb) fu il primo nome dato da Hatchett a un nuovo elemento. Il nome è stato ampiamente utilizzato negli Stati Uniti, dove l'American Chemical Society ha pubblicato l'ultimo articolo con "columbium" nel titolo nel 1953; "niobio" fu utilizzato in Europa e il 15° incontro della CCI ad Amsterdam nel 1949 decise finalmente di utilizzare "niobio". Al 15° incontro dell'ICC ad Amsterdam nel 1949, fu finalmente deciso che "niobio" sarebbe stato il nome ufficiale dell'elemento 41. L'anno successivo, anche l'Unione Internazionale di Chimica Pura e Applicata (IUPAC) adottò questa designazione, ponendo fine a un secolo di nominare i disaccordi, anche se "columbium" era stato usato in precedenza. Si trattava di un compromesso: la IUPAC scelse "tungsteno" rispetto al "Wolfram" europeo per il tungsteno, in conformità con l'uso nordamericano, e diede la precedenza all'uso europeo per il niobio. Autorevoli società chimiche e agenzie governative generalmente usano IUPAC come nome ufficiale, ma l'US Geological Survey, così come organizzazioni come il Metallurgical Institute e l'Institute of Metals, usano ancora il vecchio nome "columbium".

A quel tempo, gli scienziati non erano in grado di distinguere efficacemente il columbio (niobio) dal tantalio, che è di natura molto simile. Nel 1809, il chimico britannico William Hyde Wollaston confrontò gli ossidi di colombio e di tantalio e scoprì che le densità dei due erano rispettivamente di 5,918 g/cm3 e superiori a 16,6 g/cm3; nonostante l'enorme differenza nei valori di densità, li considerava comunque identici. li considerava ancora sostanze identiche. Un altro chimico tedesco, Heinrich Rose, confutò questa conclusione nel 1846, sostenendo che altri due elementi erano presenti nel campione originale di tantalite. Li chiamò "Niobium" in onore della figlia di Tantalo, Niobe, la dea delle lacrime, e di suo figlio Pelope, in onore dei miti greci di "Niobium" (niobio) e "Pelopium". La differenza tra tantalio e niobio era sottile, e i nuovi "elementi" risultanti Pelopium, Ilmenium e Dianium erano in realtà solo niobio o miscele di niobio-tantalio.
Nel 1864, Christian Wilhelm Blomstrand, Henri Edin St. Clair de Ville e Louis Joseph Troost dimostrarono definitivamente che il tantalio e il niobio erano due elementi chimici diversi e determinarono le formule chimiche per alcuni dei composti correlati. Il chimico svizzero Jean Charles Galissard de Marignac dimostrò ulteriormente nel 1866 che non esistevano altri elementi oltre al tantalio e al niobio. Tuttavia, fu solo nel 1871 che gli scienziati pubblicarono articoli su Ilmenium.
Nel 1864 de Marignac produsse il primo niobio metallico riducendo il cloruro di niobio in gas idrogeno. Sebbene nel 1866 fosse in grado di preparare il niobio metallico senza tantalio, fu solo all'inizio del XX secolo che il niobio cominciò ad essere utilizzato commercialmente: nei filamenti delle lampadine elettriche. Il niobio fu presto sostituito dal tungsteno, che aveva un punto di fusione più elevato del niobio ed era più adatto per i filamenti delle lampade, e negli anni '20 si scoprì che il niobio poteva essere utilizzato per rafforzare l'acciaio, che è stato per lungo tempo il suo utilizzo principale. Eugene Kunzler dei Bell Labs e altri scoprirono che il niobio-stagno rimaneva superconduttore sotto forti campi elettrici e magnetici, rendendolo la prima sostanza in grado di resistere a correnti elevate e campi magnetici e che poteva essere utilizzata in magneti ad alta potenza e macchine elettriche. Questa scoperta portò alla produzione di cavi lunghi multifilo 20 anni dopo. Questi cavi, una volta avvolti in bobine, formavano elettromagneti grandi e potenti utilizzati nelle macchine rotanti, nei pedali dell'acceleratore e nei rilevatori di particelle.
Un campione puro del metallo fu prodotto nel 1864 da Christian Blomstrand, che realizzò la riduzione del cloruro di niobio riscaldandolo con idrogeno.