TANTALUM (kimyəvi element) TANTALUM (kimyəvi element)
TANTAL (lat. Tantalum, mifik Tantaldan sonra (santimetr. TANTALUM (mifologiyada))), Ta ("tantal" oxuyun), atom nömrəsi 73, atom kütləsi 180,9479 olan kimyəvi element. Təbii tantal sabit izotop 181 Ta (kütləvi olaraq 99,988%) və radioaktiv 180 Ta (0,0123%), T 1/2 10 13 il). İki xarici elektron təbəqənin konfiqurasiyası 5 s 2
səh 6
d 3
6s 2
. Oksidləşmə vəziyyəti +5, daha az +4, +3, +2 (valentlik V, IV, III və II). VB qrupunda, elementlərin dövri cədvəlinin 6-cı dövründə yerləşir.
Atom radiusu 0,146 nm, Ta 5+ ionlarının radiusu (koordinasiya nömrəsi 6) - 0,078 nm, Ta 4+ - 0,082 nm, Ta 3+ ionu - 0,086 nm. Ardıcıl ionlaşma enerjiləri 7,89, 16,2 eV. Elektron iş funksiyası 4,12 eV-dir. Paulingə görə elektronmənfilik (santimetr. PAULİNQ Linus) 1,5.
Kəşf tarixi
1802-ci ildə isveçli kimyaçı A. Ekeberq tərəfindən kəşf edilmişdir (santimetr. EKKEBERG Anders Qustav). 1844-cü ilə qədər tantal alman kimyaçısı G. Rose tərəfindən kolumbium çeşidi hesab olunurdu. (santimetr. ROSE (Alman alimləri, qardaşlar)) müəyyən etdik ki, söhbət oxşar xüsusiyyətlərə malik iki fərqli elementdən gedir.
Tantal metalı ilk dəfə 1903-1905-ci illərdə V. fon Bolton tərəfindən əldə edilmişdir.
Təbiətdə olmaq
Yer qabığının tərkibi 2,5·10 -4% çəki təşkil edir. Sərbəst formada tapılmır, adətən niobiumla müşayiət olunur. Mineralların bir hissəsi: tantalit-kolumbit və piroxlor. Kassiteritin tərkibində murdarlıq necə olur? (santimetr. KASSİTERİT).
Qəbz
Tantalın sənaye istehsalı xammalın zənginləşdirilməsi ilə başlayır. Hazırlanmış tantalit (kolumbit) və ya ümumi tərkibində Ta 2 O 5 və Nb 2 O 5 50%-ə qədər olan piroxlor konsentratları daha sonra hidroftorik turşuda həll edilir və sonra florotantalat K 2 TaF 7 və fluoroniobat K 2 NbF 7 alınır. duzlar sonra təkrar fraksiya kristallaşma ilə ayrılır. Son zamanlarda niobium və tantal ayırmaq üçün ekstraksiya getdikcə daha çox istifadə olunur.
K 2 TaF 7-dən metal əldə etmək üçün natrium termiyası istifadə olunur:
K 2 TaF 7 +5Na=Ta+2KF+5NaF.
Nəticədə toz halında olan tantal daha sonra elektrik qövsü və ya elektron şüa sobalarında vakuumda sinterlənir.
Fiziki və kimyəvi xassələri
Parlaq gümüşü-boz metal, a-Fe tipli gövdə mərkəzli kub qəfəsli ( A=0,3296 nm). Ərimə temperaturu 3014°C, qaynama temperaturu 5500°C, sıxlıq 16,60 kq/dm3. Yüksək kimyəvi inertlik, ağır metal ilə xarakterizə olunur. Otaq temperaturunda oksigenlə reaksiya vermir (santimetr. oksigen), halogenlər (santimetr. HALOGEN), turşular (santimetr. Turşular) və qələvilər ( santimetr. qələvi). Yalnız 300°C-dən yuxarı temperaturda oksigenlə oksidləşərək Ta 2 O 5 oksidi əmələ gətirir.
Ta 2 O 5 müxtəlif oksidlərlə əridildikdə tantalatlar əldə edilir - hipotetik meta-HTaO 3, orto-H 3 TaO 4 və politantal turşuların H 2 O duzları. X Ta 2 O 5.
Ta 2 O 5 oksidinə əlavə olaraq tantal TaO 2 dioksidi də əmələ gətirir.
Qızdırıldıqda tantal halogenlərlə birlikdə pentahalidlər TaHal 5 əmələ gətirir. TaHal 5-i azaltmaqla (Hal=Cl, Br və ya I) tetrahalidlər TaHal 4 əldə edilir. Tantal pentahalidləri (pentafluorid istisna olmaqla) su ilə asanlıqla hidrolizə olunur. Artıq 200-250°C-dən yuxarı temperaturda bu pentahalidlər sublimasiya edir.
Su buxarı və oksigenin iştirakı ilə TaCl 5 oksixlorid TaOCl 3 əmələ gətirir.
Qrafitlə qarşılıqlı təsir göstərərək, Ta 2 C və TaC karbidləri əmələ gətirir - sərt, kimyəvi cəhətdən davamlı və çox istiliyədavamlı birləşmələr. Tl - C sistemi dəyişən tərkibli üç fazadan ibarətdir. Tantal fosfor, azot və arsen olan sistemlərdə eyni şəkildə davranır. Tantal kükürdlə qarşılıqlı əlaqədə olduqda sulfidlər sintez olunur: TaS 2 və TaS 3.
Ərizə
Metalların vakuumda əriməsi üçün istilik dəyişdiriciləri, qızdırıcılar və tigelər tantaldan hazırlanır. Elektrolitik kondansatörlərin və elektron cihazların kritik hissələrinin istehsalında istifadə olunur.
Canlı insan toxumaları ilə yaxşı biouyğunluğuna görə sümük protezlərində istifadə olunur. Tantal nitridi TaN-dən aşınmaya davamlı örtüklər yaratmaq mümkündür. Bəzi poladlara alaşımlı aşqar kimi xidmət edir (santimetr. polad). Litium tantalat yaxşı bir ferroelektrikdir (santimetr. FERROELEKTRİK).
ensiklopedik lüğət. 2009 .
Digər lüğətlərdə "TANTALUM (kimyəvi element)" nə olduğuna baxın:
Tantal (latınca Tantalum), Ta, Mendeleyevin dövri sisteminin V qrupunun kimyəvi elementi; atom nömrəsi 73, atom kütləsi 180,948; Metal bir az qurğuşun rəngi ilə boz rəngdədir. Təbiətdə iki izotop şəklində rast gəlinir: sabit 181Ta... ... Böyük Sovet Ensiklopediyası
Tantal: Tantal kimyəvi elementdir. Tantal, Frigiyadakı Sipylus kralı. Tantal böyük Tantalın nəvəsidir. Saratovdakı "Tantal" zavodu. Tantal Rusiya Federasiyası Prezidentinin Volqa çayı sahilindəki iqamətgahlarından biridir... ... Wikipedia
- (Latın Tantalus, Yunan Tantalos). Mifologiyada: Frigiya kralı, Yupiter tərəfindən tanrılar süfrəsinə qəbul edilmiş, lakin yeraltı dünyasında ilahi sirləri açdığına görə, üstündən meyvələr asılan kimi və suyun çənəsinə çatması ilə cəzalandırılır ... .. . Rus dilinin xarici sözlərin lüğəti
Tantal (element) kimyəvi elementi. Tantal (mifologiya) Frigiyada Sipil kralı. Tantal (Broteusun oğlu) (və ya Thyestes) böyük Tantalın nəvəsi. Saratovda ASC "Tantal" zavodu ... Wikipedia
- (Tantal), Ta, dövri sistemin V qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 73, atom kütləsi 180,9479; metal, ərimə nöqtəsi 3014shC. Kimya mühəndisliyində, sümük protezləri üçün tibbdə (biouyğun material) və s. istifadə olunur. Tantal... ... Müasir ensiklopediya
- (simvol Ta), 1802-ci ildə kəşf edilmiş nadir, parlaq, mavi-boz metal, kimyəvi element. Onun əsas mənbəyi kolumbit tantalitidir. Sərt, lakin çevik, tantal məftil şəklində, eləcə də elektrik komponentlərində,... Elmi-texniki ensiklopedik lüğət
Tantal (kimyəvi)- TANTALUM, Ta, dövri sistemin V qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 73, atom çəkisi 180,9479; metal, ərimə nöqtəsi 3014°C. Kimya mühəndisliyində, sümük protezləri üçün tibbdə (biouyğun material) və s. istifadə olunur.... İllüstrasiyalı Ensiklopedik Lüğət
tantal- Ta Kimyəvi element; məs nüvə reaktorlarının istehsalında, radioaktiv göstərici kimi və s. istifadə olunur [A.S.Qoldberq. İngilis-Rus enerji lüğəti. 2006] Ümumi mövzular enerji Sinonimlər Ta EN tantal ... Texniki Tərcüməçi Bələdçisi
73 Hafnium ← Tantal → Volfram ... Vikipediya
A; m [yunan Tantalos] Kimyəvi element (Ta), polad-boz rəngli sərt, odadavamlı metal (tibb və texnologiyada istifadə olunur). ◊ Tantalın əzabı. İstənilən məqsəd barədə düşünmək və ona çatmağın qeyri-mümkünlüyünü dərk etməkdən yaranan əzab. ● Qəhrəman…… ensiklopedik lüğət
Şübhəsiz ki, tantalın ən qiymətli xüsusiyyəti onun müstəsna kimyəvi müqavimətidir: bu baxımdan o, nəcib metallardan sonra ikinci yerdədir və həmişə deyil. platin və başqalarını asanlıqla həll edən aqua regia kimi kimyəvi cəhətdən aqressiv mühitdə belə həll olunmur. Aşağıdakı faktlar da tantalın ən yüksək korroziyaya davamlılığına dəlalət edir. 200°-dəİLƏ70% azot turşusunda, sulfat turşusunda 150°-də korroziyaya məruz qalmır.Tantalın korroziyası da müşahidə edilmir və 200 ° C-də metal korroziyaya uğrayır, ancaq ildə yalnız 0,006 mm.
TO Bundan əlavə, metal çevikdir, ondan nazik divarlı məhsullar və mürəkkəb formalı məhsullar hazırlana bilər. Kimya sənayesi üçün əvəzedilməz tikinti materialına çevrilməsi təəccüblü deyil.Tantal avadanlıqları bir çox turşuların (xlorid, kükürd, azot, fosfor, sirkə), brom, xlor və hidrogen peroksidin istehsalında istifadə olunur. Qazlı xloriddən istifadə edən müəssisələrin birində paslanmayan polad hissələri cəmi iki aydan sonra sıradan çıxıb. Lakin polad tantalla əvəzlənən kimi ən incə hissələri belə (qalınlığı 0,3-0,5)mm)praktiki olaraq qeyri-müəyyən oldu - onların xidmət müddəti 20 ilə qədər artdı.
Bütün turşulardan yalnız hidrofluor turşusu həll oluna bilər (xüsusilə yüksək temperaturda). Ondan rulonlar, distillyatorlar, klapanlar, qarışdırıcılar, aeratorlar və kimyəvi aparatların bir çox başqa hissələri hazırlanır. Daha az rast gəlinən bütün qurğular.Bir çox struktur materialları tez bir zamanda istilik keçiriciliyini itirir: onların səthində istiliyi zəif keçirən oksid və ya duz filmi əmələ gəlir. Tantal avadanlığı bu çatışmazlıqdan azaddır, daha doğrusu, üzərində bir oksid filmi meydana gələ bilər, lakin nazikdir və istiliyi yaxşı keçirir.
Yeri gəlmişkən, tantalı istilik dəyişdiriciləri üçün əla material edən plastiklik ilə birləşən yüksək istilik keçiriciliyi idi.Tantal katodları elektrolitik proseslərdə istifadə olunur.qızıl və gümüş bölgüsü. Bu katodların üstünlüyü ondan ibarətdir ki, qızıl və gümüş yatağı ola biləronları tantala zərər verməyən aqua regia ilə yuyun.Tantal təkcə kimya sənayesi üçün vacib deyil. Bir çox tədqiqatçı kimyaçılar gündəlik laboratoriya təcrübələrində də bununla qarşılaşırlar. Tantal tigelər, fincanlar, spatulalar heç də qeyri-adi deyil “Sizdə tantal sinirləri olmalıdır...” Tantalın unikal keyfiyyəti onun yüksək bioloji uyğunluğudur, yəni ətraf toxumalarda qıcıqlanma yaratmadan bədəndə kök salmaq qabiliyyətidir. . Bu xassə tantalın tibbdə, əsasən rekonstruktiv cərrahiyyədə - insan orqanizminin təmiri üçün geniş istifadəsinin əsasını təşkil edir.
Bu metaldan hazırlanmış lövhələr, məsələn, kəllə zədələri üçün istifadə olunur - kəllə sümüyünün qırıqlarını əhatə edir.INƏdəbiyyatda tantal boşqabından süni qulağın düzəldilməsi və bud nahiyəsindən köçürülən dərinin o qədər yaxşı kök saldığı bir hadisə təsvir edilir ki, tezliklə tantal qulağının çıxarılması çətinləşdi.indiki ilə fərqləndirin.Tantal iplik bəzən əzələ toxumasının itkisini kompensasiya etmək üçün istifadə olunur. İncə tantal plitələrdən istifadə edərək, cərrahlar əməliyyatdan sonra qarın boşluğunun divarlarını gücləndirirlər. Noutbukları tikmək üçün istifadə edilənlərə bənzər tantal ştapellər qan damarlarını etibarlı şəkildə bağlayır. Tantal torları göz protezlərinin istehsalında istifadə olunur. Bu metaldan hazırlanmış iplər dəyişdirilirvətərlərvə hətta sinirləri bir-birinə tikin liflər. VƏ ifadə edərsə Biz adətən “dəmir sinirləri”ndən istifadə edirik portativ mənada, tantal sinirləri olan insanlar, olmaq Ola bilər, görüşməli idin.Həqiqətən də simvolik bir şey var ki, mifoloji şəhidin adını daşıyan metalın payı insanpərvər missiyaya - insan iztirablarını yüngülləşdirməyə düşür. ..
Tantal niobiumdan necə ayrılır.
Yer qabığında yalnız 0,0002% Ta var, lakin onun bir çox mineralları məlumdur - 130-dan çox. Bu minerallarda olan tantal, bir qayda olaraq, elementlərin həddindən artıq kimyəvi oxşarlığı və demək olar ki, eyni ölçüləri ilə izah olunan niobiumdan ayrılmazdır. onların ionlarının.Bu metalların ayrılması çətinliyi uzun müddət tantal və niobium sənayesinin inkişafına mane olmuşdur. Son vaxtlara qədər, onlar yalnız 1866-cı ildə isveçrəli kimyaçı Marignac tərəfindən təklif edilmiş, kalium flüor tantalatın və fluoroniobatın seyreltilmiş hidrofluorik turşuda müxtəlif həllolma qabiliyyətindən istifadə edən üsulla təcrid olunurdu.
Son illərdə tantal və niobium duzlarının müəyyən üzvi həlledicilərdə müxtəlif həllolmalarına əsaslanan tantalın təcrid edilməsi üçün ekstraksiya üsulları da əhəmiyyət qazanmışdır. Təcrübə göstərir ki, metil izobutil keton və sikloheksanonun ən yaxşı ekstraksiya xassələri var.Hazırda tantal metalının alınmasının əsas üsulu qrafit, çuqun və ya nikel tigelərində əridilmiş kalium fluorotantataldır ki, onlar da katod rolunu oynayır. Tantal tozu tigenin divarlarına çökür.
Tigedən çıxarılan bu toz əvvəlcə düzbucaqlı boşqablara (əgər iş parçası təbəqələrə yuvarlanmaq üçün nəzərdə tutulubsa) və ya kvadrat çubuqlara (tel çəkmək üçün nəzərdə tutulubsa) sıxılır və sonra sinterlənir.Tantal istehsalı üçün natrium-termik üsul da müəyyən dərəcədə istifadə olunur. . Bu prosesdə kalium fluorotantalat və metal fluorotantalat qarşılıqlı təsir göstərir:
K2 TaF 7 + 5Na → Ta + 2KF + 5NaF.
Reaksiyanın son məhsulu toz halına salınmış tantaldır, sonra sinterlənir. Son iki onillikdə toz emalının digər üsulları istifadə olunmağa başlandı: vakuumda qövs və ya induksiya əriməsi və elektron şüa əriməsi.
Tantalın kimyəvi xassələri mövzusunda məqalə
Tantal(lat. Tantal), Ta, Mendeleyevin dövri sisteminin V qrupunun kimyəvi elementi; atom nömrəsi 73, atom kütləsi 180,948; Metal bir az qurğuşun rəngi ilə boz rəngdədir. Təbiətdə iki izotop şəklində olur: sabit 181 Ta (99,99%) və radioaktiv 180 Ta (0,012%; T ½ = 10 12 il). Süni yolla əldə edilmiş radioaktivdən 182 Ta (T ½ = 115,1 gün) radioaktiv göstərici kimi istifadə olunur.
Element 1802-ci ildə İsveç kimyaçısı A. G. Eksberq tərəfindən kəşf edilmişdir; qədim yunan mifologiyasının qəhrəmanı Tantalın şərəfinə adlandırılmışdır (təmiz formada tantal əldə etməyin çətinliklərinə görə). Plastik metal tantal ilk dəfə 1903-cü ildə alman kimyaçısı V. Bolton tərəfindən əldə edilmişdir.
Tantalın təbiətdə yayılması. Yer qabığında (klark) tantalın orta tərkibi 2,5·10 -4% kütlədir. Qranit və çöküntü qabıqlarının xarakterik elementi (orta məzmun 3,5·10 -4% -ə çatır); yer qabığının dərin hissələrində və xüsusən də yuxarı hissəsində mantiyada az miqdarda tantal var (ultra əsaslı süxurlarda 1,8·10 -6%). Tantal əksər maqmatik süxurlarda və biosferdə yayılmışdır; hidrosferdə və orqanizmlərdə onun tərkibi müəyyən edilməmişdir. 17 tantal mineralı və 60-dan çox tantal tərkibli mineral məlumdur; onların hamısı maqmatik fəaliyyətlə əlaqədar əmələ gəlmişdir (tantalit, kolumbit, loparit, piroxlor və s.). Minerallarda fiziki və kimyəvi xassələrinin oxşarlığına görə tantal niobium ilə birlikdə olur. Tantal filizləri qranit və qələvi süxurların peqmatitlərində, karbonatitlərdə, hidrotermal damarlarda, eləcə də ən böyük praktik əhəmiyyət kəsb edən plaserlərdə məlumdur.
Tantalın fiziki xüsusiyyətləri. Tantal bədən mərkəzli kub qəfəsə malikdir (a = 3,296 Å); atom radiusu 1,46 Å, ion radiusu Ta 2+ 0,88 Å, Ta 5+ 0,66 Å; sıxlıq 16,6 q/sm 3 20 °C-də; t pl 2996 °C; Kip temperaturu 5300 °C; 0-100°C-də xüsusi istilik tutumu 0,142 kJ/(kq K); 20-100 °C-də istilik keçiriciliyi 54,47 W/(m K). Xətti genişlənmənin temperatur əmsalı 8.0·10 -6 (20-1500 °C); 0 °C-də xüsusi elektrik müqaviməti 13,2·10 -8 ohm·m, 2000 °С-də 87·10 -8 ohm·m. 4.38 K-də superkeçirici olur. Tantal paramaqnitdir, xüsusi maqnit həssaslığı 0,849·10 -6 (18 °C). Saf tantal, əhəmiyyətli dərəcədə sərtləşmədən soyuqda təzyiqlə emal edilə bilən çevik bir metaldır. Aralıq yumşalma olmadan 99% azalma dərəcəsi ilə deformasiya edilə bilər. -196 °C-ə qədər soyuduqdan sonra tantalın çevik vəziyyətdən kövrək vəziyyətə keçməsi aşkar edilmədi. Tantalın elastiklik modulu 25 °C-də 190 H/m 2 (190·10 2 kqf/mm 2) təşkil edir. Tavlanmış yüksək təmizlikli Tantalın dartılma gücü 27 °C-də 206 MN/m2 (20,6 kqf/mm2) və 490 °C-də 190 MN/m2 (19 kqf/mm2) təşkil edir; nisbi uzanma 36% (27 °C) və 20% (490 °C). Saf yenidən kristallaşdırılmış tantalın Brinell sərtliyi 500 Mn/m2 (50 kqf/mm2) təşkil edir. Tantalın xassələri əsasən onun saflığından asılıdır; hidrogen, azot, oksigen və karbonun çirkləri metalı kövrək edir.
Tantalın kimyəvi xassələri. Ta atomunun xarici elektronlarının konfiqurasiyası 5d 3 6s 2-dir. Tantalın ən xarakterik oksidləşmə vəziyyəti +5; Daha aşağı oksidləşmə vəziyyəti olan birləşmələr məlumdur (məsələn, TaCl 4, TaCl 3, TaCl 2), lakin onların əmələ gəlməsi niobiumdan daha az xarakterikdir.
Kimyəvi cəhətdən tantal normal şəraitdə aşağı aktivdir (niobium kimi). Saf kompakt tantal havada sabitdir; 280 °C-də oksidləşməyə başlayır. O, yalnız bir sabit oksidə malikdir - (V) Ta 2 O 5, iki modifikasiyada mövcuddur: 1320 ° C-dən aşağı ağ α-forma və 1320 ° C-dən yuxarı boz β-forma; asidik xüsusiyyətə malikdir. Təxminən 250 °C temperaturda hidrogenlə tantal 20 °C-də 20 at.%-ə qədər hidrogen olan bərk məhlul əmələ gətirir; eyni zamanda tantal kövrək olur; yüksək vakuumda 800-1200 °C-də metaldan hidrogen ayrılır və onun plastikliyi bərpa olunur. Təxminən 300 ° C temperaturda azot ilə bərk bir həll və nitridlər Ta 2 N və TaN əmələ gətirir; 2200 °C-dən yuxarı dərin vakuumda udulmuş azot yenidən metaldan ayrılır. Ta - C sistemində 2800 ° C-ə qədər olan temperaturda üç fazanın mövcudluğu müəyyən edilmişdir: Tantalda karbonun bərk məhlulu, aşağı karbid T 2 C və daha yüksək karbid TaC. Tantal 250 °C-dən yuxarı temperaturda (otaq temperaturunda flüor ilə) halogenlərlə reaksiya verir və əsasən TaX 3 tipli halidlər əmələ gətirir (burada X = F, Cl, Br, I). Qızdırıldıqda Ta C, B, Si, P, Se, Te, su, CO, CO 2, NO, HCl, H 2 S ilə qarşılıqlı təsir göstərir.
Saf Tantal bir çox maye metalların təsirinə müstəsna dərəcədə davamlıdır: Na, K və onların ərintiləri, Li, Pb və başqaları, həmçinin U - Mg və Pu - Mg ərintiləri. Tantal əksər qeyri-üzvi və üzvi turşulara qarşı son dərəcə yüksək korroziyaya davamlılığı ilə xarakterizə olunur: azot, xlorid, kükürd, xlor və başqaları, aqua regia, eləcə də bir çox digər aqressiv mühit. Flüor, hidrogen ftorid, hidrofluorik turşu və onun azot turşusu ilə qarışığı, qələvilərin məhlulları və ərimələri tantal üzərində təsir göstərir. Tantal turşularının duzları məlumdur - xMe 2 O·yTa 2 O 5 ·H 2 O ümumi formullu tantalatlar: metatantalatlar MeTaO 3, ortotantalatlar Me 3 TaO 4, Me 5 TaO 5 kimi duzlar, burada Me qələvi metaldır; hidrogen peroksidin iştirakı ilə pertantalatlar da əmələ gəlir. Ən əhəmiyyətli qələvi metal tantalatlar KTaO 3 və NaTaO 3; Bu duzlar ferroelektriklərdir.
Tantal əldə etmək. Tərkibində tantal olan filizlər nadir, mürəkkəb və tantal baxımından yoxsuldur; yüzdə yüzdə qədər (Ta, Nb) 2 O 5 olan filizləri və qalay konsentratlarının reduksiya əritməsindən əldə edilən şlakları emal edir. Tantalın, onun ərintilərinin və birləşmələrinin istehsalı üçün əsas xammal müvafiq olaraq təxminən 8% Ta 2 O 5 və 60% və ya daha çox Nb 2 O 5 olan tantalit və loparit konsentratlarıdır. Konsentratlar adətən üç mərhələdə emal olunur: 1) açılması, 2) Ta və Nb-nin ayrılması və onların saf birləşmələrinin alınması, 3) Tanın bərpası və təmizlənməsi. Tantalit konsentratları turşular və ya qələvilər tərəfindən parçalanır, loparit konsentratları isə xlorlanır. Ta və Nb, məsələn, hidroflorik turşu məhlullarından tributil fosfatla və ya xloridlərin rektifikasiyası ilə ekstraksiya yolu ilə təmiz birləşmələr əldə etmək üçün ayrılır.
Metal tantal istehsal etmək üçün bir və ya iki mərhələdə Ta 2 O 5 hissindən azaldılır (1800-2000 ° C-də CO və ya H 2 atmosferində his ilə Ta 2 O 5 qarışığından TaC-nin ilkin hazırlanması ilə). ); tərkibində K 2 TaF 7 və Ta 2 O 5 olan ərimələrdən elektrokimyəvi reduksiya və qızdırıldıqda K 2 TaF 7-nin natrium ilə azaldılması. Xloridin termal dissosiasiyası və ya ondan tantalın hidrogenlə azaldılması prosesləri də mümkündür. Kompakt metal ya vakuum qövsü, elektron şüası və ya plazma əriməsi, ya da toz metallurgiya üsulları ilə istehsal olunur. Tozlardan sinterlənmiş külçələr və ya çubuqlar təzyiq altında işlənir; Xüsusilə saf tantalın tək kristalları potasız elektron şüa zonasının əriməsi ilə əldə edilir.
Tantal tətbiqi. Tantal bir sıra qiymətli xüsusiyyətlərə malikdir - yaxşı çeviklik, möhkəmlik, qaynaq qabiliyyəti, orta temperaturda korroziyaya davamlılıq, odadavamlılıq, aşağı buxar təzyiqi, yüksək istilik ötürmə əmsalı, aşağı elektron iş funksiyası, anodik bir film yaratmaq qabiliyyəti (Ta 2 O 5) xüsusi dielektrik xüsusiyyətləri ilə və bədənin canlı toxuması ilə "birləşir". Bu xüsusiyyətləri sayəsində tantal elektronikada, kimya mühəndisliyində, nüvə enerjisində, metallurgiyada (istiliyədavamlı ərintilərin, paslanmayan poladların istehsalı) və tibbdə istifadə olunur; TaC şəklində bərk ərintilərin istehsalında istifadə olunur. Saf tantal yarımkeçirici qurğular üçün elektrik kondansatörlərinin, elektron boruların hissələrinin, kimya sənayesi üçün korroziyaya davamlı avadanlıqların, süni liflərin, laboratoriya şüşələrinin, metalların (məsələn, nadir torpaqların) əridilməsi üçün tigelərin və ərintilərin istehsalında istifadə olunur. , yüksək temperaturlu sobalar üçün qızdırıcılar; nüvə enerji sistemləri üçün istilik dəyişdiriciləri. Cərrahiyyədə sümükləri, sinirləri bərkitmək, tikiş tikmək və s. üçün tantaldan hazırlanmış təbəqələr, folqa və məftillərdən istifadə olunur. Tantal ərintiləri və birləşmələri istifadə olunur.
Tantalın kəşfi niobiumun kəşfi ilə sıx bağlıdır. Bir neçə onilliklər ərzində kimyaçılar 1802-ci ildə ingilis kimyaçısı Hatchett tərəfindən kəşf edilmiş kolumbium elementini və 1802-ci ildə isveçli Ekeberq tərəfindən kəşf edilmiş tantal elementini bir element hesab edirdilər. Yalnız 1844-cü ildə alman kimyaçısı Rouz onların xassələrinə görə çox oxşar olan iki fərqli element olduğunu nəhayət sübut etdi. Tantal qədim yunan miflərinin qəhrəmanı Tantalın şərəfinə adlandırıldığı üçün o, Tantalın qızı Niobenin şərəfinə "Kolumb" niobium adlandırılmasını təklif etdi. Tantal özü adını Ekeberqin əldə etdiyi bu elementin oksidini turşularda həll etmək cəhdlərinin mənasızlığına görə "tantal əzabı" ifadəsindən almışdır.
Qəbz:
Tantal demək olar ki, həmişə tantalitlərdə və niobitlərdə niobiumla müşayiət olunur. Tantalitin əsas yataqları Finlandiya, Skandinaviya və Şimali Amerikada yerləşir.
Tantal filizlərinin texnologiyada parçalanması onların dəmir qablarda kalium hidrogen sulfatla qızdırılması, ərintilərin isti su ilə yuyulması və qalan toz halında olan tantal turşusu qalıqlarının çirklənmiş niob turşusu ilə həll edilməsi yolu ilə həyata keçirilir. Daha sonra tantal oksidi kömürlə 1000°C-də reduksiya edilir və əldə edilən metal az miqdarda oksid olan qara toz şəklində ayrılır. Həmçinin, metal tozunu TaCl 5-i hidrogen və ya maqnezium, eləcə də kalium fluorotantalatı natrium ilə azaltmaqla əldə etmək olar: K 2 TaF 7 + 5Na = Ta + 2KF + 5NaF.
Metal toz toz metallurgiya üsullarından istifadə edərək kompakt metala işlənir, "yığınlara" basılır, ardınca plazma və ya elektroşüa əriməsi aparılır.
Fiziki xüsusiyyətlər:
Tantal ağır, platin-boz rəngli, mavimtıl rəngli parlaq metaldır, kifayət qədər sərt, lakin son dərəcə elastik və çevikdir; təmizləndikcə onun çevikliyi artır. Ərimə = 3027 ° C (yalnız volfram və reniumdan sonra ikinci). Ağır, sıxlıq 16,65 q/sm 3
Kimyəvi xassələri:
Otaq temperaturunda müstəsna kimyəvi müqavimətə malikdir. Hidrofluorik turşudan başqa, tantal heç bir başqa turşudan, hətta aqua regiadan da təsirlənmir. 300-400 ° C-yə qədər halogenlər, hidrogen, oksigen, azot ilə, 1000 ° C-dən yuxarı - karbonla qızdırıldıqda, hidroflorik və nitrat turşularının, kükürd anhidridinin, məhlulların və qələvilərin ərimələrinin qarışığı ilə qarşılıqlı təsir göstərir.
Birləşmələrdə +5 oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirir. Bununla belə, daha aşağı oksidləşmə vəziyyətinə malik tantal birləşmələri də məlumdur: TaCl 4, TaCl 3, TaCl 2.
Ən vacib əlaqələr:
Tantal (V) oksidi Saf vəziyyətdə olan Ta 2 O 5 ən rahat şəkildə təmiz tantal metalının oksigen axınında kalsinasiyası və ya Ta (OH) 5 hidroksidinin parçalanması ilə əldə edilir. Tantal (V) oksidi ağ rəngli, suda və turşularda həll olunmayan (hidrofluorik turşudan başqa) xüsusi çəkisi 8,02 olan tozdur. Havada, hidrogen sulfidin atmosferində və ya kükürd buxarında kalsifikasiya edildikdə dəyişmir. Lakin 1000°C-dən yuxarı temperaturda oksid xlor və hidrogen xloridlə reaksiya verir. Tantal (V) oksidi dimorfdur. Adi temperaturda onun rombvari modifikasiyası sabitdir.
Tantalatlar və tantal turşusu. Tantal (V) oksidini qələvilər və ya qələvi metal karbonatları ilə birləşdirərək tantalatlar əldə edilir - metatantal HTaO 3 və ortotantal turşuların H 3 TaO 4 duzları. M 5 TaO 5 tərkibli duzlar da var. Kristal maddələr. ferroelektrik kimi istifadə olunur.
Tantal turşuları dəyişkən sulu ağ jelatinli çöküntülərdir, hətta təzə hazırlanmışlar da xlorid və azot turşularında həll olunmur. HF və qələvi məhlullarda yaxşı həll olurlar. Texnologiyada tantal turşusu adətən tantal və kaliumun ikiqat flüoridini (kalium heptafluorotantalat) sulfat turşusu ilə parçalamaqla əldə edilir.
Tantal (V) xlorid, kristallar, hiqroskopik, su ilə hidrolizə olunur, CS 2 və CCl 4-də həll olunur. Tantal istehsalında və örtükdə istifadə olunur.
Tantal pentaflorid. Pentakloridi maye hidrogen flüoridlə reaksiyaya salmaqla əldə etmək olar. Rəngsiz prizmalar əmələ gətirir və su ilə hidroliz olunur. Ərimə=96,8°С, qaynama=229°С. Tantal örtüklərinin tətbiqi üçün istifadə olunur.
Kalium heptafluorotantalat- K 2 TaF 7, tantal pentafloridini kalium ftoridlə reaksiyaya salmaqla əldə edilə bilən mürəkkəb birləşmədir. Ağ kristallar, havada sabitdir. Su ilə hidroliz: K 2 TaF 7 + H 2 O -> Ta 2 O 5 *nH 2 O + KF + HF
Ərizə:
Tantal əla metal xassələri ilə müstəsna kimyəvi müqaviməti birləşdirdiyindən, o, cərrahi və diş alətlərinin, məsələn, maqqaş ucları, inyeksiya iynələri, iynələr və s. istehsalı üçün çox uyğun olduğunu sübut etmişdir. Bəzi hallarda platini əvəz edə bilər.
Onlar həmçinin kondansatörlərin, elektron boruların katodlarının, kimya sənayesində və nüvə enerjisində avadanlıqların, süni liflərin istehsalı üçün kalıpların istehsalı üçün istifadə olunur. Karbid, silisid, tantal nitridi - istiliyədavamlı materiallar, sərt və istiliyədavamlı ərintilərin komponentləri.
Tantalın niobium və volfram ilə istiliyədavamlı ərintiləri raket və kosmik texnologiyada istifadə olunur.
E. Rosenberg.
Mənbələr: Tantal // Kimyəvi elementlərin məşhur kitabxanası "Science" nəşriyyatı, 1977.
Tantal // Vikipediya. Yeniləmə tarixi: 12/12/2017. (giriş tarixi: 20.05.2018).
// S. I. Levçenkov. Kimya tarixinin qısa təsviri / SFU.
Tantal- bir az mavi rəngli açıq boz metal. Odadavamlılıq baxımından (ərimə nöqtəsi təxminən 3000°C) volfram və reniumdan sonra ikinci yerdədir. Yüksək möhkəmlik və sərtlik əla plastik xüsusiyyətləri ilə birləşdirilir. Saf tantal müxtəlif mexaniki emallara yaxşı cavab verir, asanlıqla möhürlənir, ən nazik təbəqələrə (təxminən 0,04 millimetr qalınlığında) və məftillərə işlənir.
Tantal bədən mərkəzli kub qəfəsə malikdir (a = 3,296 Å); atom radiusu 1,46 Å, ion radiusu Ta 2+ 0,88 Å, Ta 5+ 0,66 Å; sıxlıq 16,6 q/sm 3 20 °C-də; t pl 2996 °C; Kip temperaturu 5300 °C; 0-100°C-də xüsusi istilik tutumu 0,142 kJ/(kq K); 20-100 °C-də istilik keçiriciliyi 54,47 W/(m K). Xətti genişlənmənin temperatur əmsalı 8.0·10 -6 (20-1500 °C); 0 °C-də xüsusi elektrik müqaviməti 13,2·10 -8 ohm·m, 2000 °С-də 87·10 -8 ohm·m.
4.38 K-də superkeçirici olur. Tantal paramaqnitdir, xüsusi maqnit həssaslığı 0,849·10 -6 (18 °C). Saf tantal, əhəmiyyətli dərəcədə sərtləşmədən soyuqda təzyiqlə emal edilə bilən çevik bir metaldır. Aralıq yumşalma olmadan 99% azalma dərəcəsi ilə deformasiya edilə bilər. -196 °C-ə qədər soyuduqdan sonra tantalın çevik vəziyyətdən kövrək vəziyyətə keçməsi aşkar edilmədi.
Tantalın elastik modulu 25 °C-də 190 H/m 2 (190·10 2 kqf/mm 2) təşkil edir. Tavlanmış yüksək təmizlikli Tantalın dartılma gücü 27 °C-də 206 MN/m2 (20,6 kqf/mm2) və 490 °C-də 190 MN/m2 (19 kqf/mm2) təşkil edir; nisbi uzanma 36% (27 °C) və 20% (490 °C). Saf yenidən kristallaşdırılmış tantalın Brinell sərtliyi 500 Mn/m2 (50 kqf/mm2) təşkil edir. Tantalın xassələri əsasən onun saflığından asılıdır; hidrogen, azot, oksigen və karbonun çirkləri metalı kövrək edir.
