Proprietățile și aplicarea tantalului

În tabelul periodic, tantalul se află în al cincilea grup printre metalele refractare. Are o rezistență chimică deosebită și reacționează departe de toate substanțele. Dar este ușor de a fi prelucrat. Citiți mai multe despre proprietățile și aplicarea tantalului.

Confuzia cu metalele

Istoria metalului sa dovedit foarte confuză. De mult timp a fost luată pentru niobiu, și a durat mai mult de 30 de ani pentru a dovedi altceva. Până la începutul secolului XIX, ambele metale nu erau cunoscute științei. În 1801, Columbia a fost găsită în America de Sud. Un an mai târziu, în Suedia și Finlanda, Anders Ekeberg a descoperit un mineral cu particule de metal necunoscut, pe care el la numit tantal în onoarea personajului mitic.

În 1809, William Wollaston a comparat două substanțe noi pentru chimie. Proprietățile lor erau foarte asemănătoare, motiv pentru care savantul a concluzionat că toate acestea sunt aceleași metale. Concluziile sale au fost confirmate de Friedrich Wöhler, iar de atunci a existat un semn egal între Columbia și tantal.

La mijlocul anilor 40 ai secolului XIX, Heinrich Rose a pus la îndoială pretențiile predecesorilor săi. El a stabilit că tantal și columbium sunt elemente separate. Pentru a sublinia asemănarea metalelor, el a redenumit columbium la niobium în onoarea legendarului fiu al lui Tantalus. Mai târziu, concluziile lui Rosa au fost confirmate în mod repetat, iar el însuși este deseori creditat cu descoperirea niobiului.

Făina din Tantalova

Prima utilizare industrială a tantalului sa produs în 1903: de la început a început să facă filamente pentru becurile electrice. Cu toate acestea, pentru a utiliza metalul, oamenii de știință au trebuit să muncească din greu. Din momentul descoperirii sale, ea nu putea fi izolată în forma ei pură. Se presupune că din acest motiv a fost poreclit tantal.

Conform mitologiei Greciei antice, Tantal a fost fiul lui Zeus și regina frigiană. Spre deosebire de alți muritori, i sa permis să viziteze sărbătorile zeilor pe Olympus. După ce le-a insultat o dată, a fost trimis în lumea interlopă pentru a-și face chinuri teribile.

Timp de secole, Tantalus se ridică până la gât în ​​lac, iar deasupra acestuia atârnă o ramură cu fructe suculente. De fiecare dată când încearcă să bea apă sau să rupă fructele, se îndepărtează de el. Incapacitatea de a obține ceva foarte de dorit sau care este direct în fața voastră se numește "făină de tantal". Poate că au fost experimentați de chimisti până în secolul al XX-lea, când nu puteau separa metalul de diferite impurități.

Tantalus Properties

În tabelul periodic, tantalul este notat cu simbolul Ta. Cu numărul atomic 73, se află după niobiu și înainte de bronzare. În exterior, tantalul arată ca un metal strălucitor alb strălucitor. Este destul de greu și greu. Densitatea tantalului (16,65 g / cmsup3-), și prin plasticitatea sa este comparată cu aurul.

Acest metal este foarte accesibil procesării. Din aceasta, puteți face cu ușurință o foaie subțire de folie sau sârmă. Pentru a topi tantal, este necesară o temperatură ridicată de 3017 ° C, iar la fierbere este de 5458 ° C. Pentru comparație, temperatura suprafeței solare este de 5 500 ° C.

Din punct de vedere chimic, este foarte stabil. Tantalul nu reacționează la multe substanțe agresive și nu se dizolvă în acizi diluanți, ci numai într-un amestec de acizi azotați și hidrofluorici. În aer, și el este indiferent și se oxidează numai la temperaturi de peste 280 ° C.

Datorită rezistenței speciale, zona de aplicare a tantalului este destul de largă. În stare pulbere, este mai activă. De exemplu, arde bine în aer, formând oxid de tantal.

Depozite și minerit

Cota tantalului din scoarța terestră este de 0,0002%, ceea ce îl face un metal rare. În natură, este foarte dispersată și este prezentă doar sub formă de doi izotopi: 181 de tantal și tantal 180. Acestea din urmă - radioactive de înjumătățire și face 10¹⁵ ani.

Metalul are 20 de minerale proprii (vodzhinit, loparite, columbite-tantalite) și circa 60, în care este adesea conținut. Însoțitorul său constant este niobiu, este prezent în toate pietrele cu tantal. Dar acestea sunt rareori potrivite pentru dezvoltarea industrială. Cel mai folosit mineral este columbitul-tantalit.

Producția de tantal nu este întotdeauna o afacere avantajoasă. Cele mai mari depozite de metal sunt în Brazilia, Australia, Nigeria, SUA, Franța, Egipt. Ele există, de asemenea, în Mozambic, Thailanda, Republica Democratică Congo, Rusia.

În unele țări africane, mineritul metalic are loc prin metode de artizanat. Pentru posesia de terenuri cu depozite de fosile scumpe, se întâmplă adesea conflicte armate. Întrucât cererea de tantal este în creștere, se dovedește a fi în centrul acestor evenimente. În special, Republica Congo a devenit faimoasă pentru "războaiele cu tantal" din ultimele decenii. În 2017, un kilogram de metal pe piața mondială este estimat la aproximativ 320 de dolari.

Domenii de aplicare

Tantalul este un material important pentru dezvoltarea tehnologiilor înalte. Astăzi, metalul este utilizat în electronică pentru a crea condensatori. Ele pot fi făcute foarte mici, ceea ce este convenabil pentru producerea de gadgeturi. Prin urmare, condensatoarele de tantal sunt prezente în aproape orice smartphone, laptop și tabletă.

Rezistența internă specifică a metalului este aproape aceeași cu aceea a oțelului, astfel încât utilizarea tantalului este logică ori de câte ori este necesară o temperatură ridicată. Se folosește în diverse elemente de încălzire, de exemplu pentru cuptoare cu temperatură înaltă.

În plus, metalul este util pentru realizarea lentilelor. Adăugarea oxidului său la sticlă mărește calitatea optică. Din tantal cu adaos de titan, sunt fabricate aliaje de temperatură ridicată, rezistente la coroziune. De la sculele sale din carbură pentru tăierea metalelor.

Este, de asemenea, potrivit pentru producția de filiere de spin, articole de sticlă de laborator, echipamente aerospațiale. Recent, tantal a câștigat din ce în ce mai multă glorie de bijuterii metalice și este folosit pentru a face bijuterii.

Tantal în medicină

Metalul este folosit în chirurgie pentru a restabili corpul. Plăcile tantalice subțiri sunt inserate în craniu pentru a bloca fisurile sau rupturile. Sârmă puternică din acest metal leagă oasele, le coase cu țesuturile organelor.

Este folosit pentru proteze. De exemplu, o plasă metalică utilizată pentru glob ocular și plăcile pot înlocui urechi, le transplanteze pielea din alte părți ale corpului. Fire de tantal serveste o afacere cu adevarat bijuterii: ei coase cele mai bune fibre nervoase, tendoane, vase de sange.

Utilizarea tantalului în medicină se datorează proprietăților sale unice. Metalul este perfect compatibil cu un țesut viu. Nu este oxidat în organism, nu provoacă iritare și respingere.