Svojstva i primjena tantala

U periodnom sustavu, tantal se nalazi u petoj skupini među vatrostalnim metalima. Ima poseban kemijski otpor i reagira daleko od svih tvari. No, lako je obraditi. Pročitajte više o svojstvima i primjeni tantala.

Zbunjenost s metalima

Povijest metala pokazala se vrlo zbunjujućom. Dugo je vremena bilo uzeto za niobij i trebalo je više od 30 godina dokazati drugačije. Do početka XIX stoljeća, oba metala nisu poznata znanosti. Godine 1801., Kolumbija je pronađena u Južnoj Americi. Godinu dana kasnije u Švedskoj i Finskoj Anders Ekeberg otkrio je mineral s česticama nepoznatog metala, koji je nazvao tantalom u čast mitskog karaktera.

Godine 1809. William Wollaston uspoređivao je dvije nove tvari za kemiju. Njihova svojstva su bila vrlo slična, zbog čega je znanstvenik zaključio da je sve to isti metal. Njegove zaključke potvrdio je Friedrich Wöhler, a od tada je postojao znak jednakosti između kolumbije i tantala.

Sredinom 40-ih XIX. Stoljeća Heinrich Rose je ispitivao tvrdnje njegovih prethodnika. Utvrdio je da su tantal i kolumbi zasebni elementi. Kako bi istaknuo sličnost metala, preimenovao je columbium na niobium u čast legendarne kćeri Tantalusa. Kasnije su se Rosaov zaključci više puta potvrdili, a on se često pripisuje otkriću niobija.

Tantalova brašna

Prva industrijska uporaba tantala dogodila se 1903. godine: od toga je počelo proizvoditi vlakna za električne žarulje. Međutim, kako bi se upotrijebili metal, znanstvenici su morali naporno raditi. Od vremena njegova otkrića, nije se mogla izolirati u čistom obliku. Pretpostavlja se da je zbog toga bio nadimak tantal.

Prema mitologiji drevne Grčke, Tantalo je bio sin Zeusa i frigijanska kraljica. Za razliku od drugih smrtnika, bio je dopušten posjet Blagova bogova na Olimpu. Nakon što ih je jednom vrijeđao, poslao je u podzemni svijet kako bi osjetio strašne mučnine.

Stoljećima Tantalo stoji do grla u jezeru, a iznad njega visi grančica sa sočnim plodovima. Svaki put kad pokuša piti vodu ili razbiti plod, odmaknu se od njega. Nesposobnost da se nešto vrlo poželjno ili ono što je izravno ispred vas zove se "tantalni brašno". Možda su ih iskusili kemičari do 20. stoljeća, kada nisu mogli odvojiti metal od raznih nečistoća.

Tantalus svojstva

U periodnom sustavu, tantal je označen simbolom Ta. Atomskim brojem 73 stoji iza niobija i prije sunčanja. Izvana, tantal izgleda poput srebrnastog bijelog sjajnog metala. Prilično je teška i teška. Gustoća tantala (16,65 g / cmsup3-), a svojom plastičnosti uspoređuje se sa zlatom.

Ovaj metal je vrlo pogodan za obradu. Iz nje možete jednostavno napraviti tanki list folije ili žice. Da se rastopi tantal, potrebna je visoka temperatura od 3017 ° C, a za kuhanje je 5458 ° C. Za usporedbu, temperatura solarne površine je 5 500 ° C.

Kemijski je vrlo stabilan. Tantal ne reagira na mnoge agresivne tvari i ne otapa se u razrijeđenim kiselinama, već samo u smjesi dušičnih i fluorovodičnih kiselina. U zrak, on je također indiferentan i oksidira samo na temperaturama iznad 280 ° C.

Zbog posebnog otpora, područje primjene tantala je prilično široko. U praškastom stanju, to je aktivnije. Na primjer, dobro gori u zraku, stvarajući tantalni oksid.

Depoziti i rudarstvo

Udio tantala u zemljinoj kore je 0,0002%, što ga čini rijetkim metalom. U prirodi, je vrlo disperzna i prisutan je samo u obliku dva izotopa: 181 tantal i tantala 180. Potonji - radioaktivni poluživota i čini 10¹⁵ godine.

Metal ima 20 vlastitih minerala (vodzhinit, loparit, kolumbit-tantalit) i oko 60, u kojima je često sadržan. Njegov stalni pratilac je niobij, prisutan je u svim stijenama s tantalom. Ali rijetko su pogodni za industrijski razvoj. Najviše korišteni mineral je kolumbit-tantalin.

Proizvodnja tantala nije uvijek povoljan posao. Najveći depoziti metala su u Brazilu, Australiji, Nigeriji, SAD-u, Francuskoj, Egiptu. Oni također postoje u Mozambiku, Tajlandu, Demokratskoj Republici Kongo, Rusiji.

U nekim afričkim zemljama, metalno rudarstvo odvija se rukotvornih metoda. Za posjedovanje zemljišta s depozitima skupih fosila često se javljaju oružani sukobi. Budući da se potražnja za tantalom povećava, ona se povremeno javlja u središtu tih događaja. Konkretno, Republika Kongo je postala poznata po svojim "tantalnim ratovima" tijekom posljednjih desetljeća. Godine 2017. kilogram metala na svjetskom tržištu procjenjuje se na oko 320 dolara.

Područja primjene

Tantal je važan materijal za razvoj visokih tehnologija. Danas, metal se koristi u elektronici za stvaranje kondenzatora. Mogu biti vrlo male, što je pogodno za proizvodnju naprava. Stoga su tantalni kondenzatori prisutni u gotovo svim pametnim telefonima, laptop i tabletima.

Unutarnja specifična otpornost metala je gotovo jednaka onoj čelika, pa je uporaba tantala logična kad god je potrebna visoka temperatura. Koristi se u različitim elementima za grijanje, na primjer, za visoke temperature peći.

Osim toga, metal je koristan za izradu leća. Dodavanje oksida na staklo povećava njihovu optičku kvalitetu. Od tantala s dodatkom titana napravljene su visoke temperature legura koje su otporne na koroziju. Iz alata za rezanje metala izrađuju se metali.

Također je pogodan za proizvodnju spinnereta, laboratorijskog stakla, zrakoplovne opreme. Nedavno, tantal je osvojio sve više i više slave od nakita metala i koristi se za izradu nakita.

Tantal u medicini

Metal se koristi u operaciji za vraćanje tijela. Tanke tantalne ploče su umetnute u lubanju kako bi blokirale pukotine ili lomove. Snažna žica od ovog metala veže kosti, zalijepi ih ​​tkiva organa.

Koristi se za proteze. Na primjer, metalna mreža koristi se za očne jabučice, a ploče mogu zamijeniti uši transplantacijom kože od drugih dijelova tijela. Pređa iz tantala služi uistinu biznismen: šivati ​​najfinije živčane vlakna, tetive, krvne žile.

Korištenje tantala u medicini zbog svojih jedinstvenih svojstava. Metal je savršeno kompatibilan s živim tkivom. Ne oksidira se u tijelu, ne uzrokuje iritaciju i odbijanje.