Niobium pentoxide
نیوبیئم پینٹاکسائڈ ایک غیر نامیاتی مرکب ہے جس کا فارمولا Nb2O5 ہے۔ ایک بے رنگ، اگھلنشیل، اور کافی حد تک غیر فعال ٹھوس، یہ نیوبیئم پر مشتمل دیگر مرکبات اور مواد کے لیے سب سے زیادہ وسیع تر پیش خیمہ ہے۔ یہ بنیادی طور پر مرکب میں استعمال ہوتا ہے، کیپسیٹرز، آپٹیکل شیشے، اور لیتھیم نیوبیٹ کی تیاری میں دیگر خصوصی ایپلی کیشنز کے ساتھ۔ ساخت اس کی بہت سی پولیمرفک شکلیں ہیں جو بڑی حد تک آکٹھیڈرل مربوط نیوبیئم ایٹموں پر مبنی ہیں۔ پولیمورفس کی شناخت مختلف قسم کے سابقہ کے ساتھ کی جاتی ہے۔ جس شکل کا سب سے زیادہ سامنا کرنا پڑتا ہے وہ مونوکلینک H-Nb2O5 ہے، جس کی ایک پیچیدہ ساخت ہے جس میں ایک یونٹ سیل ہوتا ہے جس میں 28 نیوبیم ایٹم اور 70 آکسیجن ہوتے ہیں، جہاں 27 نیوبیم ایٹم آکٹاہیڈرل طور پر مربوط ہوتے ہیں اور ایک ٹیٹراہیڈرل ہوتا ہے۔ ایک غیر خصوصیت والا ٹھوس ہائیڈریٹ ہے، نام نہاد نیوبک ایسڈ (جسے پہلے کولمبک ایسڈ کہا جاتا تھا)، جسے ایچ ایف میں تحلیل ہونے والے نیوبیم پینٹاکلورائڈ یا این بی 2 او 5 کے بنیادی حل کے ہائیڈرولائسیس کے ذریعے تیار کیا جا سکتا ہے۔ پگھلی ہوئی نیوبیئم پینٹاکسائڈ میں کرسٹل لائن شکلوں کے مقابلے میں کم اوسط کوآرڈینیشن نمبر ہوتے ہیں، جس کی ساخت زیادہ تر NbO5 اور NbO6 پولی ہیڈرا پر مشتمل ہوتی ہے۔ پیداوار ہائیڈرولیسس Nb2O5 بیس کا استعمال کرتے ہوئے الکلی میٹل نیوبیٹس، الکوکسائڈز یا فلورائڈ کے ہائیڈرولیسس کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے بظاہر آسان طریقہ کار ہائیڈریٹڈ آکسائڈز کے متحمل ہوتے ہیں جنہیں پھر کیلسین کیا جا سکتا ہے۔ خالص این بی 2 او 5 کو این بی سی ایل 5:2 این بی سی ایل 5 + 5 ایچ 2 او → این بی 2 او 5 + 10 ایچ سی ایل کے ہائیڈرولیسس کے ذریعے بھی تیار کیا جا سکتا ہے۔ سول جیل تکنیک کے ذریعے پیداوار کا ایک طریقہ ایسیٹک ایسڈ کی موجودگی میں نیوبیئم الکوکسائڈز کو ہائیڈرولائز کرنے کی اطلاع دی گئی ہے، اس کے بعد آرتھورومبک شکل، ٹی-این بی 2 او 5 پیدا کرنے کے لیے جیل کی کیلسی نیشن کی جاتی ہے۔ آکسیکرن یہ دیکھتے ہوئے کہ این بی 2 او 5 نیوبیم کا سب سے عام اور مضبوط مرکب ہے، اس کی تشکیل کے لیے بہت سے طریقے، عملی اور خفیہ دونوں موجود ہیں۔ مثال کے طور پر آکسائڈ اس وقت پیدا ہوتا ہے جب نیوبیئم دھات کو ہوا میں آکسائڈائز کیا جاتا ہے۔ ہوا میں نیوبیئم ڈائی آکسائیڈ، این بی او 2 کا آکسیکرن پولیمورف، ایل-این بی 2 او 5 بناتا ہے۔ نینو سائز کے نیوبیم پینٹاکسائڈ ذرات کو این بی سی ایل 5 کی ایل آئی ایچ کمی کے ذریعے ترکیب کیا گیا ہے، اس کے بعد نینو ساختہ نیوبیٹس کی ترکیب کے حصے کے طور پر فضائی آکسیکرن ہوتا ہے۔ رد عمل Nb2O5 پر HF حملہ کرتا ہے اور فیوز شدہ الکالی میں گھل جاتا ہے۔ دھات میں کمی این بی 2 او 5 کی تبدیلی نیوبیئم دھات کی صنعتی پیداوار کا بنیادی راستہ ہے۔ 1980 کی دہائی میں، دھات کو کم کرنے کے لیے سالانہ تقریبا 15,000,000 کلوگرام Nb2O5 استعمال کیا جاتا تھا۔ اہم طریقہ ایلومینیم کے ساتھ اس آکسائڈ کو کم کرنا ہے: 3 Nb2O5 + 10 Al → 6 Nb + 5 Al2O3 ایک متبادل لیکن کم مشق شدہ راستے میں کاربوتھرمل کمی شامل ہے، جو کاربن کے ساتھ کمی کے ذریعے آگے بڑھتی ہے اور دو مرحلے والے بالک عمل کی بنیاد بناتی ہے: Nb2O5 + 7 C → 2 NbC + 5 CO (1800 ° C پر خلا کے تحت گرم کیا جاتا ہے) 5 NbC + Nb2O5 → 7 Nb + 5 CO ہالائڈز میں تبدیلی بہت سے طریقے Nb2O5 کو ہالائڈز میں تبدیل کرنے کے لیے جانے جاتے ہیں۔ بنیادی مسئلہ آکسی ہالائڈز دینے کا نامکمل رد عمل ہے۔ لیبارٹری میں، تبدیلی کو تھیونیل کلورائڈ سے متاثر کیا جا سکتا ہے: Nb2O5 + 5 SOCl2 → 2 NbCl5 + 5 SO2 Nb2O5 CCl4 کے ساتھ تعامل کر کے نیوبیئم آکسی کلورائڈ NbOCl3 دیتا ہے۔ 200 ڈگری سیلسیس پر آبی NaOH کے ساتھ Nb2O5 کا علاج کرسٹل سوڈیم Niobate، NaNbO3 دے سکتا ہے جبکہ KOH کے ساتھ تعامل گھلنشیل Lindqvist قسم کے ہیکسانیوبیٹس پیدا کر سکتا ہے۔ لتیم نیوبیٹس جیسے کہ لی این بی او 3 اور لی 3 این بی او 4 رد عمل لتیم کاربونیٹ اور این بی 2 او 5 کے ذریعے تیار کیے جا سکتے ہیں۔ کم شدہ نوبیم آکسائڈ میں تبدیلی H2 کے ساتھ اعلی درجہ حرارت میں کمی NbO2 دیتا ہے: Nb2O5 + H2 → 2 NbO2 + H2O نوبیم مونو آکسائیڈ آرک بھٹی کا استعمال کرتے ہوئے تناسب سے پیدا ہوتا ہے: Nb2O5 + 3Nb → 5 NbO برگنڈی رنگ کا نوبیم (III) آکسائیڈ، جو پہلے سپر کنڈکٹنگ آکسائڈ میں سے ایک ہے، ایک تناسب کے ذریعے دوبارہ تیار کیا جا سکتا ہے: Li3NbO4 + 2NbO → 3 LiNbO2 استعمال نوبیم پینٹاکسائیڈ بنیادی طور پر نوبیم دھات کی تیاری میں استعمال ہوتا ہے، لیکن خاص طور پر این بی 2 او 5 کی پتلی فلمیں نیوبیئم الیکٹرولائٹک کیپسیٹرز میں ڈائی الیکٹرک تہوں کی تشکیل کرتی ہیں۔ Nb2O5 کو لتیم آئن بیٹری میں انوڈ کے طور پر استعمال کرنے کے لیے سمجھا جاتا ہے، یہ دیکھتے ہوئے کہ ان کا ترتیب شدہ کرسٹل ڈھانچہ 200 mA g−1 پر 400 چکروں میں 225 mAh g−1 کی رفتار کو چارج کرنے کی اجازت دیتا ہے، 99.93 ٪ کی کولمبک کارکردگی پر۔ بیرونی روابط بنیادی نیوبیم معلومات اور تحقیقی ڈیٹا حوالہ جات نیوبیم (V) مرکبات ٹرانزیشن میٹل آکسائڈز