ო ტანტალი არის პერიოდული ცხრილის მე-5 ჯგუფის ლითონი, ატომური ნომერი 73. მას აქვს დიდი ქიმიური მსგავსება ნიობიუმი (Nb), ელემენტი მის ჯგუფში ზემოთ. მსგავსება იმდენად დიდია, რომ ექვსი ათეული წლის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ ისინი ერთი და იგივე ელემენტი იყო.
იგი გამოირჩევა დიდი ქიმიური ინერტულობით, მექანიკური გამძლეობით, ასევე მაღალი დნობის წერტილით (მესამე ყველაზე მაღალი ლითონებს შორის. Პერიოდული ცხრილი). ტანტალის ოქსიდი გამოირჩევა შესანიშნავი ელექტრული თვისებების გამო (კონკრეტულად მისი ტევადობა).
ასეთი თვისებების წყალობით, ტანტალი ფართოდ გამოიყენება ლითონის შენადნობების, სატელეფონო კონდენსატორების წარმოებაში, მობილური ტელეფონები და სხვა ელექტრონული მოწყობილობები, მაღალი ტემპერატურის ღუმელები, ასევე პროთეზები და სხვა აღჭურვილობა ქირურგიული. მისი ნაერთები გამოიყენება ინდუსტრიის სხვადასხვა სექტორში, როგორიცაა აერონავტიკა, ავტომობილები, ელექტრონიკა და სხვა.
იხილეთ ასევე: დუბნიუმი - მე-5 ჯგუფის ელემენტი, რომელიც პერიოდულ ცხრილში ტანტალის ქვემოთაა
ტანტალის რეზიუმე
- ტანტალი არის ა ლითონის პერიოდული ცხრილის მე-5 ჯგუფიდან, რომელიც აჩვენებს დიდ ქიმიურ მსგავსებას ნიობიუმთან.
- გამოირჩევა ინერციულობითა და ქიმიურ გამძლეობით და მაღალი დნობის წერტილით.
- იგი კომერციულად მოპოვებულია ტანტალიტიდან.
- მისი ძირითადი გამოყენება მოიცავს ლითონის შენადნობების და კონდენსატორების წარმოებას.
- მისი მსგავსება ნიობიუმთან იმდენად დიდია, რომ ექვს ათწლეულზე მეტი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ ის იგივე იყო. ელემენტი.
ტანტალის თვისებები
- სიმბოლო: ᲙᲐᲠᲒᲘ.
- ატომური ნომერი: 73.
- ატომური მასა: 180,948 ჩვ.წ.
- შერწყმის წერტილი: 3017°C.
- Დუღილის წერტილი: 5425°C.
- ელექტრონული განაწილება: [Xe] 4f14 6ს2 5d3.
- ელექტროუარყოფითობა: 1,5.
- სიმკვრივე: 16,69 გ.სმ-3 (დაახლოებით 25°C).
- ქიმიური სერია: გარდამავალი ლითონი; ჯგუფი 5.
ტანტალის მახასიათებლები
ტანტალის მახასიათებლები ნიობიუმის მსგავსია. ამის მაგალითია ის ფაქტი, რომ ისინი რეაგირებენ ჟანგბადის გაზთან და ჰალოგენები მაღალ ტემპერატურაზე, გარდა იმისა, რომ რეაგირებს უმეტესობასთან არამეტალები.
- 4 ტა + 5 ო2 → 2 ტა2ო5
- 2 ტა + 5 X2 → 2 გადასახადი5, X = F, Cl, Br, I-ით
ტანტალის საჩუქრები კარგი კოროზიის წინააღმდეგობა, რაც ხდება თხელი ფენის წარმოქმნის შედეგად ოქსიდი მეტალის ზედაპირზე, რომელიც იზოლირებს ატომები შიდა ჟანგვითი შეტევა. ელემენტიც არის პრაქტიკულად ქიმიურად ინერტული, ისევე როგორც თავდასხმა მჟავები, გარდა:
- გოგირდის მჟავა;
- ჰიდროფლორინის მჟავა.
წარმოადგენს მესამე უმაღლესი დნობის წერტილი ლითონებს შორის პერიოდული ცხრილის მეორე ადგილზე ვოლფრამი და რენიუმი. გარდა ამისა, ტანტალის ნაერთები, უმეტესწილად, წარმოადგენენ ლითონს ჟანგვის მდგომარეობა ტოლია +5 და უპირატესად კოვალენტური მახასიათებლებით.
ასევე იცოდე:იტრიუმი - იშვიათი დედამიწის ლითონი, რომელიც გამოიყენება ლაზერულ წარმოებაში
ტანტალის გაჩენა და მიღება
სავარაუდო სიმრავლით 1.7 ppm (ნაწილი მილიონზე, მგ.კგ-1) ზე დედამიწის ქერქი და დაახლოებით 0.002 ppb (ნაწილი მილიარდზე, მგ.ტ-1) ზღვის წყალში ტანტალი მეტალის ელემენტია შედარებით იშვიათია პლანეტა.
ტანტალი და მისი მსგავსი ნიობიუმი ერთდროულად გვხვდება მინერალურ კოლუმბიტში, (Fe, Mn) (Nb, Ta)2ო6. თუმცა, როდესაც კოლუმბიტს აქვს ტანტალის მაღალი შემცველობა, მას ტანტალიტი ეწოდება.
THE ტანტალი მიიღება გამოყენებით ბაზები შერწყმული, რომელსაც შეუძლია დაშალოს Nb2ო5 და თა2ო5. თუ მიღებული დნობა წყალში იხსნება, ნიობიუმის მარილები შეიძლება გამოიყოს ტანტალის მარილებისგან, რადგან ტანტალის მარილები ნალექში ჩნდება. pH უფრო მაღალი (10 დიაპაზონში).
Nb ოქსიდების ნარევიდან ტანტალის მიღების კიდევ ერთი გზა2ო5 და თა2ო5 მსახიობის საფუძველზე ხდება მისი უფრო დიდი საბაზისო სარგებლით. ამ სიტუაციაში გამოიყენეთ ა გამოსავალი წყალი HF და KF კონტროლირებადი კონცენტრაციით, რომელიც ქმნის K2(NbOF5) და კ2(TaF7), პირველი უფრო ხსნადია წყალში, ვიდრე მეორე.
ტანტალის აპლიკაციები
ტანტალის პირველი გამოყენება მე-20 საუკუნის დასაწყისში მოხდა მოპოვების და გაწმენდის ახალი ტექნიკა. მაგალითად, 1905 წელს ინჟინრებმა, რომლებიც მუშაობდნენ ერნსტ ვერნერ ფონ სიმენსთან, აპროექტებდნენ ნათურებს. ინკანდესენტი ტანტალის ძაფების გამოყენებით, მყიფე ძაფების შეცვლის მცდელობისას ნახშირბადის გამოყენებული იქამდე.
თუმცა, ცოტა ხნის შემდეგ, 1909 წელს, ტანტალი შეიცვალა ვოლფრამით, ლითონი, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი პერიოდულ ცხრილში, რითაც შემცირდა მასზე ინდუსტრიული მოთხოვნა.
ტანტალის ძიების განახლება მოვიდა შენადნობების წარმოება, როგორიცაა Ta-Ni (ტანტალ-ნიკელი), რომლებიც ძალიან მდგრადია კოროზიის მიმართ, გამოიყენება საიუველირო ინდუსტრიაში. გარდა ამისა, ისინი გამოიყენება:
- დამუშავების ხელსაწყოები;
- ქიმიური ლაბორატორიული აღჭურვილობა;
- რადიო სარქველები.
ეს შენადნობები გამოიყენება ინდუსტრიაზე მაგალითად, ავტომობილები და აერონავტიკა ტურბინების და ძრავის კომპონენტების წარმოებისთვის. ტანტალი ასევე გამოიყენება მინის წარმოება რეფრაქციული ინდექსები სპეციალური, რომლებიც გამოიყენება მსუბუქი კამერების წარმოებისთვის.
თუმცა, ტანტალის ყველაზე დიდი გამოყენება ხდება ტანტალის ოქსიდის, Ta2ო5მისი მაღალი ტევადობის გამო, ში წარმოება კონდენსატორები. ამ ელექტრონულ მოწყობილობებს აქვთ შენახვის უნარი ელექტრული მუხტები შიგნით, დიდი რაოდენობით ელექტროენერგიის ჩაშვება წრედში, რაც ძალიან სასარგებლოა მოწყობილობებში, რომლებიც საჭიროებენ დიდი ინტენსივობის ჯაჭვი.
ტანტალის კონდენსატორებს აქვთ უპირატესობა, რომ არიან უფრო პატარა, გვთავაზობენ გარკვეულ ტევადობას (მაგნიტუდა, რომელიც ზომავს მუხტის რაოდენობას, რომელიც შეიძლება შეინახოს) კონდენსატორების შედარებით უფრო მცირე მოცულობით ერთეულში ტრადიციული.
ეს აუცილებელია ელექტრული წრედის ოპტიმიზაციისა და მინიმიზაციისთვის, რადგან იზრდება მოთხოვნა მცირე და პორტატულ კომპონენტებზე. გარდა ამისა, მათ აქვთ დაბალი გაჟონვის დენი, უფრო დიდი სტაბილურობა და უფრო ხანგრძლივი მომსახურების ვადა. თუმცა, მათ აქვთ უფრო მაღალი ღირებულება.
გაიგე მეტი: კობალტი - ელემენტი, რომელსაც აქვს რკინის მსგავსი მაგნიტური თვისებები
სიფრთხილის ზომები ტანტალით
ეს მეტალი, როგორც წესი, არ უქმნის პრობლემებს ადამიანებს.
- ტანტალი და მისი ძირითადი ნაერთები არ არის კლასიფიცირებული, როგორც კანცეროგენები.
- ტანტალის მარილები არატოქსიკურია, რადგან ისინი ცუდად შეიწოვება და ადვილად იშლება.
- ტანტალის ინერცია საშუალებას იძლევა გამოიყენონ ის ადამიანებში პროთეზადაც კი.
ტანტალის ისტორია
ტანტალი თავდაპირველად იყო ამოღებულია შვედი ქიმიკოსის ანდერს ეკებერგის მიერ მინერალური ნიმუშებიდან1802 წელს. მჟავე ხსნარებისადმი დიდი გამძლეობის გამო, ეკებერგმა ელემენტს ტანტალი უწოდა, მეფის მითითებით. ბერძნული მითოლოგია ტანტალი, რომელიც ცნობილია თავისი ტანჯვით.
მეფე ტანტალუსი, ერთადერთი მოკვდავი, რომელიც ოლიმპიელი ღმერთების მაგიდასთან იჯდა, დასაჯა ღმერთები ამბიციურობისთვის. ის გაგზავნეს ტარტაროსში (ქვესკნელში), სადაც მცენარეებით, საკვებითა და წყლით სავსე ხეობა იყო.
თუმცა, როგორც სასჯელის ნაწილი, მეფე ტანტალუსს მიუსაჯეს შიმშილისა და წყურვილის მოკვლა, როგორც წყალთან მიახლოებისას ის დრებოდა, ხოლო ხეებთან მიახლოებისას ტოტები ხელიდან აშორებდა. ქარი.
მათი გამო მსგავსება ნიობიუმთანითვლებოდა, რომ ეს და ტანტალი ერთი და იგივე ელემენტია. ასე გაგრძელდა ექვსი ათწლეულის განმავლობაში და ნიობიუმს მაშინ ეწოდა კოლუმბიუმი, რომელიც აღმოაჩინა 1801 წელს ჩარლზ ჰეჩეტმა.
1844 წელს გერმანელმა ჰაინრიხ როუზიმ კი განაცხადა, რომ ტანტალიტი, ტანტალის გარდა, შეიცავს ორ სხვა ლითონსაც. მას უწოდებდნენ ნიობიუმს (ნიობეს, ტანტალუსის ასულის მითითებით) და პელოპიოს (პელოპსის ვაჟის მითითებით). ტანტალი). როუზმა, ამის გაცნობიერების გარეშე, ჰეჩეტის მიერ განხორციელებული კოლუმბიუმის ხელახალი აღმოჩენა გააკეთა, თუმცა მას ნიობიუმი უწოდა.
მოგვიანებით, 1847 წელს, ქიმიკოსმა რ. ჰერმანმა თქვა, რომ მან აღმოაჩინა ტანტალის, ნიობიუმის და პელოპიუმის მსგავსი კიდევ ერთი ელემენტი, რომელსაც ილმენიუმი უწოდა რუსეთში ილმენსკის მთების მითითებით.
თუმცა, 1868 წელს, ბოლოს და ბოლოს, შვეიცარიელმა მეცნიერმა ჟან ჩარლზ გალისარ მარინიაკმა მოახერხა ნიობიუმის და ტანტალის გამოყოფა. ტანტალისა და ნიობიუმის ოქსიდების ნარევიდან Marignac-მა მიიღო ამ ნაერთების ფტორები.
ორივეს სხვადასხვა ხსნადობის შესწავლისას, მარინიაკმა დაშალა ისინი. კიდევ ერთი მეცნიერი, რომელმაც ხელი შეუწყო ამ ორი ელემენტის გამიჯვნას, იყო შვედი ქრისტიანი ვილჰელმ ბლომსტრანდი, როდესაც მან აღმოაჩინა ახალი ქლორიდი ნიობიუმის.
ამგვარად, ბრიტანელმა ქიმიკოსმა ჰენრი ენფილდ როსკომ დაასკვნა, რომ მარინიაკსაც და ბლომსტრანდსაც შეეძლო დაემტკიცებინა, რომ ტანტალიტში მხოლოდ ორი ლითონი იყო: ტანტალი და ნიობიუმი, მაშინ როცა სხვა შემოთავაზებული ლითონები სხვა არაფერი იყო, თუ არა ორივეს მარტივი ნარევები სხვადასხვა პროპორციით, რომელიც ასევე შეიძლება შეიცავდეს სხვა ელემენტებს, როგორიცაა ვოლფრამი, ტიტანი და რკინა. სახელწოდება კოლუმბიუმი დარჩა ნიობიუმის ალტერნატივად 1950-იან წლებამდე.
ამოხსნილი სავარჯიშოები ტანტალზე
კითხვა 1
(Enem 2018) ბერძნულ მითოლოგიაში ნიობია იყო ტანტალუსის ქალიშვილი, ორი პერსონაჟი, რომელიც ცნობილია ტანჯვით. ქიმიურ ელემენტს 41-ის ტოლი ატომური ნომრით (Z) აქვს ქიმიური და ფიზიკური თვისებები იმდენად მსგავსია 73 ატომური ნომრის ელემენტის თვისებებით, რომ ისინი დაბნეულია. ამიტომ, ბერძნული მითოლოგიის ამ ორი პერსონაჟის პატივსაცემად, ამ ელემენტებს მიენიჭათ ნიობიუმის (Z = 41) და ტანტალის (Z = 73) სახელები. ამ ორმა ქიმიურმა ელემენტმა დიდი ეკონომიკური მნიშვნელობა შეიძინა მეტალურგიაში, წარმოებაში სუპერგამტარები და სხვა აპლიკაციებში მაღალი დონის ინდუსტრიაში, ზუსტად ქიმიური და ფიზიკური თვისებების გამო ორივესთვის საერთო.
კეანი, ს. გაუჩინარების კოვზი: და სხვა ნამდვილი ისტორიები სიგიჟის, სიყვარულისა და სიკვდილის შესახებ ქიმიური ელემენტებიდან. რიო დე ჟანეირო: ზაჰარი, 2011 (ადაპტირებული).
ამ ელემენტების ეკონომიკური და ტექნოლოგიური მნიშვნელობა, მათი ქიმიური და ფიზიკური თვისებების მსგავსების გამო, განპირობებულია
ა) აქვს ელექტრონები f ქვედონეზე.
ბ) იყოს შიდა გადასვლის ელემენტები.
გ) მიეკუთვნება პერიოდულ სისტემაში იმავე ჯგუფს.
დ) აქვთ მათი ყველაზე გარე ელექტრონები მე-4 და მე-5 დონეზე, შესაბამისად.
ე) განლაგებული იყოს, შესაბამისად, მიწის ტუტე და ტუტე ოჯახებში.
რეზოლუცია:
ალტერნატივა C
დაბნეულობა ნიობიუმსა და ტანტალს შორის ხდება მათი ქიმიური თვისებების დიდი მსგავსების გამო. In ქქიმია, ელემენტებს შორის მსგავსება შეიძლება აიხსნას იმით, რომ ისინი მიეკუთვნებიან პერიოდულ სისტემაში ერთ ჯგუფს. მენდელეევმა კი დაჯგუფა ისინი ქიმიური და ფიზიკური თვისებების მსგავსების გათვალისწინებით.
კითხვა 2
ტანტალის მოპოვება შესაძლებელია მინერალიდან, რომელსაც ეწოდება ტანტალიტი, რომლის შემადგენლობა შეიძლება განსხვავდებოდეს. ერთ-ერთი შესაძლო კომპოზიცია არის რკინის II ოქსიდის და ტანტალის, FeTa2ო6.
ტანტალიტის დემონსტრირებულ შემადგენლობაში, ტანტალის ჟანგვის რაოდენობაა:
ა) +2
ბ) +3
გ) +5
დ) +10
ე) +12
რეზოლუცია:
ალტერნატივა C
ნომენკლატურაში რომაული რიცხვი II მიუთითებს, რომ რკინის, ამ ნაერთში, აქვს დაჟანგვის რიცხვი +2. ოქსიდებში, ჟანგბადი მას აქვს ჟანგვის რიცხვი -2. ამრიგად, ტანტალის ჟანგვის რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგნაირად:
+2 + 2x + 6 (-2) = 0
განვიხილავთ x ტანტალის დაჟანგვის რიცხვს. ამგვარად, განტოლება დაყენებულია ნულზე, ვინაიდან განსახილველი ოქსიდი ელექტრულად ნეიტრალურია და არ არის a იონი.
განტოლების ამოხსნით გვაქვს:
2x + 2 - 12 = 0
2x - 10 = 0
2x = 10
x = +5
ტანტალი, ისევე როგორც ნიობიუმი, იძენს ამას ჟანგვის ნომერი მისი ნაერთების უმეტესობაში.
სტეფანო არაუხო ნოვაისის მიერ
ქიმიის მასწავლებელი