О тантал је метал групе 5 периодног система, атомски број 73. Има велику хемијску сличност са ниобијум (Нб), елемент одмах изнад у својој групи. Сличност је толика да се шест деценија веровало да су исти елемент.
Истиче се по великој хемијској инертности, механичкој отпорности, поред високе тачке топљења (трећа највећа међу металима Периодни систем). Тантал оксид се истиче због својих одличних електричних својстава (нарочито његовог капацитета).
Оваква својства чине тантал нашироко примењеним у производњи металних легура, телефонских кондензатора, мобилни телефони и други електронски уређаји, пећи на високим температурама, као и протезе и друга опрема хируршки. Његова једињења се користе у различитим секторима индустрије, као што су ваздухопловство, аутомобилска индустрија, електроника, између осталог.
Погледајте такође: Дубнијум — елемент групе 5 који је испод тантала у периодном систему
Резиме тантала
- Тантал је а метал из групе 5 периодног система који показује велику хемијску сличност са ниобијумом.
- Истиче се својом инерцијом и хемијском отпорношћу и високом тачком топљења.
- Комерцијално се екстрахује из танталита.
- Његова главна употреба укључује производњу металних легура и кондензатора.
- Његова сличност са ниобијумом је толико велика да се више од шест деценија веровало да је исти елемент.
Својства тантала
- Симбол: У РЕДУ.
- Атомски број: 73.
- Атомска маса: 180.948 к.у.с.
- Тачка спајања: 3017°Ц.
- Тачка кључања: 5425°Ц.
- Електронска дистрибуција: [Ксе] 4ф14 6с2 5д3.
- електронегативност: 1,5.
- Густина: 16,69 г.цм-3 (близу 25°Ц).
- Хемијска серија: прелазни метал; група 5.
Карактеристике тантала
Карактеристике тантала су сличне онима ниобијума. Пример за то је чињеница да реагују са гасом кисеоника и халогени на високој температури, поред тога што реагује са већином неметала.
- 4 Та + 5 О2 → 2 Та2О5
- 2 Та + 5 Кс2 → 2 Порез5, са Кс = Ф, Цл, Бр, И
Тантал представља добра отпорност на корозију, што настаје формирањем танког слоја од оксид на металној површини која изолује атоми унутрашњи до оксидативног напада. Елемент је такође практично хемијски инертан, као и напад на киселине, са изузетком:
- сумпорна киселина;
- флуороводоничне киселине.
представља трећа највиша тачка топљења међу металима периодног система, одмах иза волфрам и ренијум. Поред тога, једињења тантала, углавном, представљају метал са оксидационо стање једнако +5 и са претежно ковалентним карактеристикама.
Такође знајте:итријум — ретки земни метал који се користи у производњи ласера
Појава и добијање тантала
Са процењеном количином од 1,7 ппм (делови на милион, мг.кг-1) ат Земљина кора и око 0,002 ппб (делови на милијарду, мг.т-1) у морској води, тантал је метални елемент релативно ретко у Планета.
Тантал и њему сличан ниобијум се истовремено јављају у минералу колумбиту (Фе, Мн) (Нб, Та)2О6. Међутим, када колумбит има већи садржај тантала, назива се танталит.
ТХЕ Тантал се добија употребом базе стопљени, који може растворити Нб2О5 и та2О5. Ако се добијени растопљени раствор раствори у води, соли ниобијума се могу одвојити од соли тантала, пошто се соли тантала таложе у пХ виши (у распону од 10).
Други начин добијања тантала из смеше Нб оксида2О5 и та2О5 на основу ливеног је кроз искориштавајући своју већу базичност. У овој ситуацији користите а решење вода са контролисаном концентрацијом ХФ и КФ, формирајући К2(НбОФ5) и К2(ТаФ7), први је боље растворљив у води од другог.
Примене тантала
Прве употребе тантала догодиле су се почетком 20. века, кроз нове технике екстракције и пречишћавања. Године 1905., на пример, инжењери који су радили за Ернста Вернера фон Сименса дизајнирали су сијалице са жарном нити користећи танталне нити, у покушају да замене крхке филаменте од угљеник коришћен до тада.
Међутим, убрзо након тога, 1909. године, тантал је замењен волфрамом, металом са највишом тачком топљења у периодном систему, чиме је смањена индустријска потражња за њим.
Наставак истраживања тантала дошао је са производња легура, као што су Та-Ни (тантал-никл), који су веома отпорни на корозију, који се користе у индустрији накита. Поред тога, примењују се на:
- алати за машинску обраду;
- опрема хемијске лабораторије;
- радио вентили.
Ове легуре се користе у индустријаат аутомобилске и ваздухопловне индустрије за производњу турбина и компоненти мотора, на пример. Тантал се такође користи за производња стакла са индекси преламања специјалци, који се користе за производњу лаких камера.
Међутим, највећа употреба тантала се дешава кроз тантал оксид, Та2О5, због свог високог капацитета, у производња кондензатори. Ови електронски уређаји имају могућност складиштења електрична наелектрисања унутра, испуштајући велике количине електричне енергије у коло, што је веома корисно у уређајима који захтевају велике интензитете ланац.
Танталски кондензатори имају предност што су мањи, нудећи одређени капацитет (величина која мери количину наелектрисања која се може ускладиштити) у мањој запреминској јединици од кондензатора традиционалним.
Ово је неопходно за оптимизацију и минимизирање електричног кола, пошто је потражња за мањим и преносивим компонентама све већа. Поред тога, имају ниску струју цурења, већу стабилност и дужи радни век. Међутим, они имају већу цену.
Знате више: Кобалт — елемент који има магнетна својства слична гвожђу
Мере опреза са танталом
Овај метал обично не представља проблеме људима.
- Тантал и његова главна једињења нису класификовани као карциногени.
- Соли тантала су нетоксичне јер се слабо апсорбују и лако се елиминишу.
- Инерција тантала омогућава да се користи чак и као протеза код људи.
Историја тантала
Тантал је у почетку био из минералних узорака издвојио шведски хемичар Андерс Екеберггодине, 1802. Због велике отпорности на киселе растворе, Екеберг је назвао елемент тантал, у име краља Грчка митологија Тантал, познат по својим страдањима.
Краљ Тантал, једини смртник који је седео за трпезом олимпских богова, кажњен је богови за амбициозност. Послат је у Тартар (подземље), где је била долина пуна растиња, хране и воде.
Међутим, у склопу казне, краљ Тантал је осуђен да не може утажити ни глад ни жеђ, као у Приликом приближавања води, она је оцедила, а при приближавању дрвећу гране су јој уклоњене из дохвата. ветар.
због њиховог сличности са ниобијумом, веровало се да су ово и тантал исти елемент. То је трајало шест деценија, а ниобијум је тада назван колумијум, који је 1801. открио Чарлс Хечет.
Немац Хајнрих Роуз је 1844. чак тврдио да танталит садржи, поред тантала, још два метала, који их је он назвао ниобијум (у односу на Ниобу, Танталову кћер) и пелопио (у односу на Пелопса, сина тантал). Роуз је, не слутећи тога, поново открила колумбијум које је извршио Хачет, али га је назвала ниобијумом.
Касније, 1847. године, хемичар Р. Херман је рекао да је открио још један елемент сличан танталу, ниобијуму и пелопијуму, назвавши га илменијумом, у односу на Илменске планине у Русији.
Међутим, 1868. године, коначно, швајцарски научник Жан Шарл Галисар Марињак успео да раздвоји ниобијум и тантал. Од мешавине оксида тантала и ниобијума, Маригнац добија флуориде ових једињења.
Истражујући различите растворљивости оба, Маригнац их је раздвојио. Други научник који је допринео раздвајању ова два елемента био је шведски Кристијан Вилхелм Бломстранд, када је идентификовао нову хлорид од ниобијума.
Тако је британски хемичар Хенри Енфилд Роско закључио да су и Марињак и Бломстранд успели да докажу да у танталиту су била само два метала: тантал и ниобијум, док други предложени метали нису били ништа друго до једноставне мешавине оба у различитим пропорцијама које би могле да садрже и друге елементе, као што су волфрам, титанијум и гвожђе. Назив колумбијум остао је као алтернатива ниобијуму до 1950-их.
Решене вежбе на танталу
Питање 1
(Енем 2018) У грчкој митологији, Ниобија је била Танталова ћерка, два лика позната по патњи. Хемијски елемент са атомским бројем (З) једнаким 41 има хемијска и физичка својства толико слична онима елемента са атомским бројем 73 да су их збунили. Стога су у част ова два лика из грчке митологије ови елементи добили називе ниобијум (З = 41) и тантал (З = 73). Ова два хемијска елемента су добила велики економски значај у металургији, у производњи суперпроводнике иу другим применама у врхунској индустрији, управо за хемијска и физичка својства заједнички за обоје.
КИН, С. Кашика која нестаје: и друге истините приче о лудилу, љубави и смрти од хемијских елемената. Рио де Жанеиро: Захар, 2011 (прилагођено).
Економски и технолошки значај ових елемената, због сличности њихових хемијских и физичких својстава, је због
А) имају електроне у ф поднивоу.
Б) бити елементи унутрашње транзиције.
В) припадају истој групи на периодном систему.
Д) имају своје најудаљеније електроне на нивоима 4 и 5, респективно.
Е) бити лоцирани у земноалкалној и алкалној породици, респективно.
Резолуција:
Алтернатива Ц
До забуне између ниобијума и тантала долази због велике сличности њихових хемијских својстава. Ин Пхемија, сличност између елемената може се објаснити чињеницом да припадају истој групи у периодном систему. Мендељејев их је чак груписао узимајући у обзир сличност хемијских и физичких својстава.
питање 2
Тантал се може екстраховати из минерала званог танталит, чији састав може варирати. Један од могућих састава је онај од гвожђе ИИ оксида и тантала, ФеТа2О6.
У приказаном саставу танталита, оксидациони број тантала је:
А) +2
Б) +3
Ц) +5
Д) +10
Е) +12
Резолуција:
Алтернатива Ц
Римски број ИИ у номенклатури означава да је гвожђе, у овом једињењу, има оксидациони број +2. У оксидима, кисеоник Има оксидациони број од -2. Дакле, оксидациони број тантала се може израчунати на следећи начин:
+2 + 2х + 6 (-2) = 0
Сматрамо х оксидационим бројем тантала. Дакле, једначина је постављена на нулу, пошто је оксид у питању електрично неутралан, а не ион.
Решавајући једначину, имамо:
2х + 2 - 12 = 0
2х - 10 = 0
2х = 10
к = +5
Тантал, као ниобијум, добија ово оксидациони број у већини својих једињења.
Аутор Стефано Араухо Новаис
наставник хемије
