Тантал (елемент), Виртуална лаборатория Wiki, FANDOM, захранван от Wikia
| атомно число | 73 |
| Външен вид на просто вещество | тежък твърд сив метал |
| Атомна маса (моларна маса) | 180.9479 а. е. м. (g/mol) |
| Радиус на атома | 149 вечерта |
| Йонизационна енергия (първи електрон) | 760,1 (7,88) kJ/mol (eV) |
| Електронна конфигурация | [Xe] 4f 14 5d 3 6s 2 |
| ковалентен радиус | 134 вечерта |
| Йонен радиус | (+5e) 68 вечерта |
| Електроотрицателност (според Полинг) | 1.5 |
| Потенциал на електрода | 0 |
| Състояния на окисление | 5 |
| Плътност | 16,654 g/cm³ |
| Специфична топлина | 0,140 J/(K mol) |
| Топлопроводимост | 57,5 W/(m K) |
| Температура на топене | 3269K |
| Топеща топлина | 24,7 kJ/mol |
| Температура на кипене | 5698K |
| Топлина на изпарение | 758 kJ/mol |
| Моларен обем | 10,9 cm³/mol |
| Решетъчна структура | кубично тяло центрирано |
| Решетъчен период | 3,310 Å |
| съотношение c/a | няма |
| Температура на Дебай | 225.00 К |
Танталъте сив метал с лек оловен оттенък.
Редактиране на историята
Танталът е открит през 1802 г. от шведския химик А. Г. Екеберг в два минерала, намерени във Финландия и Швеция. INВпоследствие танталът и колумбият се считат за идентични. Едва през 1844 г. немският химик Роуз доказва, че минералът колумбит съдържа два различни елемента, ниобий и тантал.
Пластмасовият метален тантал е получен за първи път от немския учен В. Болтен през 1903 г.
Произход на името Edit
Елементът е кръстен на героя от древногръцката митология Тантал, поради трудността да се получи в чист вид.
Физически свойства Редактиране
Има висока точка на топене (2996°C), чистият му цвят е сиво-стоманен, плътността му е 16,6, въпреки твърдостта си е пластичен като златото.
Химични свойства Редактиране
При нормални условия танталът е неактивен, той се окислява във въздуха само при температури над 280 °C, покривайки се със защитен филмTa2O5; реагира с халогени при температури над 250 °C. Реагира сC,B,Si,P,Se,Te,H2O,CO,CO2,NO,HCI,NO,HC1,H2S.
Химически чистият тантал е изключително устойчив на течни алкални метали, повечето неорганични и органични киселини и много други агресивни среди (с изключение на разтопени основи).
По отношение на химическа устойчивост на реагенти танталът е подобен на стъклото. Танталът е неразтворим в киселини и техните смеси, дори царската вода не го разтваря. Разтворим само в смес от флуороводородна и азотна киселини. Реакцията с флуороводородна киселина протича само с метален прах и е придружена от експлозия. Той е много устойчив на сярна киселина от всякаква концентрация и температура, стабилен в деоксигенирани разтопени алкални метали и техните прегряти пари - (литий, натрий, калий, рубидий, цезий-133).
Редактиране на токсикологията
Редактиране на разпространението
- в земната кора 2,5 10 −4%
- в ултраосновни скали 1 10 −6 %
- в основни скали 4,8 10 -5%
- в кисели скали 3,5 10 −4%
- в полукиселинни скали 7 10 −4 %
Да бъдеш сред природата Редактиране
Среща се в природата под формата на два изотопа:181 Ta(99,9877%) и единственият стабилен ядрен изомер180m Ta(0,0123%).
Известни са около 20 действителни минерала на тантала - колумбитовата серия - танталит, воджинит, лопарит и др., и повече от 60 минерала, съдържащи тантал. Всички те са свързани с ендогенно образуване на минерали. В минералите танталът винаги се среща заедно с ниобия поради сходството на техните физични и химични свойства. Танталът е типично разпръснат елемент, тъй като е изоморфен с много химични елементи. Депозитите на тантал са ограничени до гранитни пегматити, карбонатити и алкални слоести интрузии.
Получаване на редактиране
Основните суровини за производството на тантал и неговите сплави са танталитни и лопаритни концентрати, съдържащи около 8%Ta2O5, 60% и повечеNb2O5. Концентратите се разлагат с киселини или основи, концентратите от лопарит се хлорират. Разделянето наTaиNbсе извършва чрез екстракция. Металният тантал обикновено се получава чрез редукция наTa2O5с въглерод или електрохимично от стопилка. Компактен метал се произвежда чрез вакуумна дъга, плазмено топене или прахова металургия.
Редактиране на приложението
Първоначално е бил използван за направата на тел за лампи с нажежаема жичка. Днес танталът и неговите сплави се използват за производството на:
- топлоустойчиви и устойчиви на корозия сплави;
- устойчиво на корозия оборудване за химиндустрии, центрофуги, лабораторни стъклени съдове и тигли за получаване, топене и леене на редкоземни елементи, както и итрий и скандий;
- топлообменници за ядрени енергийни системи (танталът е най-стабилният от всички метали в прегрята стопилка и пари на цезий-133);
- в хирургията се използват танталови листове, фолио и тел за закрепване на тъкани, нерви, зашиване, изработване на протези, които заместват увредените части на костите (поради биологична съвместимост);
- танталов карбид (точка на топене 3880 °C) се използва при производството на твърди сплави (смеси от волфрамови и танталови карбиди - класове с индекс ТТ, за най-трудните условия на металообработка и ударно ротационно пробиване на най-здравите материали (камък, композити);
- в производството на боеприпаси танталът се използва за производството на метална облицовка на обещаващи фасонни заряди, което подобрява проникването на бронята;
- тантал и ниобий се използват за производство на електролитни кондензатори с висок специфичен капацитет (но танталът позволява производството на кондензатори с по-високо качество);
- танталът се използва през последните години като метал за бижута, поради способността му да образува устойчиви оксидни филми от всякакъв цвят на повърхността;
- тантал-182 се използва в лабораториите по ядрена физика на МВР.
Ядреният изомер тантал-180m2, натрупващ се в структурните материали на ядрените реактори, заедно с хафний-178m2, може да служи като източник на гама-лъчи и енергия при разработването на оръжия и специални превозни средства.
Танталовият берилид е изключително твърд и устойчив на окисляване на въздуха до 1650 °C и се използва в космическата техника.
Танталният пентоксид се използва в ядрената технология за топене на стъклопоглъщане на гама лъчение. Един от най-широко използваните състави на такова стъкло: силициев диоксид - 2%, оловен оксид (литар) - 82%, борен оксид - 14%, танталов пентоксид - 2%.
Връзки Редактиране
| Тантал (елемент) в Wikimedia Commons |
- Тантал на уебсайта на Webelements
- Тантал в Популярната библиотека на химичните елементи