Lastnosti in uporaba tantala

V periodični tabeli je tantal v peti skupini med neodzivnimi kovinami. Ima posebno kemično odpornost in reagira daleč od vseh snovi. Ampak enostavno je strojno obdelati. Preberite več o lastnostih in uporabi tantala.

Zmeda s kovinami

Zgodovina kovine se je izkazala za zelo zmedeno. Dolgo časa je bil vzet za niobij, zato je bilo potrebno več kot 30 let, da bi dokazali drugače. Do začetka XIX. Stoletja v obeh kovinah znanost ni znan. Leta 1801 je bila v Južni Ameriki najdena Kolumbija. Leto kasneje na Švedskem in na Finskem je Anders Ekeberg odkril mineral z delci neznane kovine, ki jo je v čast mitskega značaja imenoval tantal.

Leta 1809 je William Wollaston primerjal dve novi snovi za kemijo. Njihove lastnosti so bile zelo podobne, zato je znanstvenik ugotovil, da je vse to enaka kovina. Njegove zaključke je potrdil Friedrich Wöhler in od takrat je bil med kolumbijo in tantalom enakovreden znak.

V sredini 40-ih let XIX stoletja je Heinrich Rose podvomil v trditve svojih predhodnikov. Ugotovil je, da sta tantal in kolumbij ločeni elementi. Da bi poudaril podobnost kovin, je preimenoval kolumbij v niobij v čast legendarne hčerke Tantalusa. Kasneje so Rošini sklepi večkrat potrjeni in samemu se pogosto pripisuje odkritje niobija.

Tantalova moka

Prva industrijska uporaba tantala se je zgodila leta 1903: iz nje se je začelo izdelovati žarilne nitke za električne žarnice. Vendar pa so morali znanstveniki za uporabo kovin trdo delati. Od njegovega odkritja se ni mogla izolirati v čisti obliki. Predpostavlja se, da je zaradi tega imenovan tantal.

Po mitologiji starodavne Grčije je bil Tantal sin Zevsa in frigijska kraljica. Za razliko od drugih smrtnikov, mu je bilo dovoljeno obiskati praznike bogov na Olympusu. Ko jih je enkrat žalil, so ga poslali v podzemlje, da so doživeli grozne muke.

Že stoletja Tantalus stoji do grla v jezeru, nad njim pa visi vejica s sočnim sadjem. Vsakič, ko poskuša piti vodo ali zlomiti sadje, se odmakne od njega. Nezmožnost, da bi dobili nekaj zelo zaželeno ali kaj je neposredno pred vami, se imenuje "tantalova moka". Morda so jih kemiki doživeli do 20. stoletja, ko niso mogli ločiti kovine od različnih nečistoč.

Lastnosti Tantalusa

V periodični tabeli je tantal označen s simbolom Ta. Z atomsko številko 73 stoji po niobiju in pred strojenju. Zunaj, tantalum izgleda kot srebrno bela sijoča ​​kovina. To je precej težko in težko. Gostota tantala (16,65 g / cmsup3-) in po plastičnosti se primerja z zlatom.

Ta kovina je zelo primerna za obdelavo. Iz njega lahko zlahka izdelate tanko folijo ali žico. Za taljenje tantala je potrebna visoka temperatura 3017 ° C in se segreva na 5458 ° C. Za primerjavo je temperatura sončne površine 5 500 ° C.

Kemično je zelo stabilen. Tantal ne reagira na veliko agresivnih snovi in ​​se ne raztopi v razredčenih kislinah, temveč le v mešanici dušikove in fluorovodikove kisline. V zrak je tudi on indiferenten in oksidira na tem le pri temperaturah nad 280 ° C

Območje uporabe tantala je zaradi svoje posebne upornosti precej široko. V stanju praška je bolj aktivna. Na primer, v zraku dobro gori in tvori tantalov oksid.

Vloge in rudarstvo

Delež tantala v zemeljski skorji je 0,0002%, zaradi česar je to redka kovina. V naravi je zelo raztresen in je prisoten le v obliki dveh izotopov: tantal 181 in tantal 180. Slednji je radioaktiven in razpolaga z razpolovno dobo 10¹⁵ let.

Kovina ima 20 lastnih mineralov (vodžinit, loparit, kolumbit-tantalit) in okoli 60, v katerih je pogosto vsebovano. Njegov stalni spremljevalec je niobij, prisoten je v vseh kamninah s tantalom. Vendar so le redko primerni za industrijski razvoj. Najbolj uporabljen mineral je kolumbit-tantalit.

Proizvodnja tantala ni vedno ugodna dejavnost. Največje kovinske kovine so v Braziliji, Avstraliji, Nigeriji, ZDA, Franciji, Egiptu. Obstajajo tudi v Mozambiku, na Tajskem, v Demokratični republiki Kongo, v Rusiji.

V nekaterih afriških državah kovinsko rudarstvo poteka z rokodelskimi metodami. Za posedovanje zemljišč z ostanki dragih fosilov se pogosto pojavljajo oboroženi spopadi. Ker se povpraševanje po tantalu le povečuje, se občasno izkaže, da je v središču teh dogodkov. Republika Kongo je v zadnjih desetletjih postala znana po svojih "tantalskih vojnah". Leta 2017 je kilogram kovine na svetovnem trgu ocenjen na približno 320 dolarjev.

Aplikacije

Tantal je pomemben material za razvoj visokih tehnologij. Danes se v elektroniki uporablja kovina, ki ustvarja kondenzatorje. Lahko so zelo majhne, ​​kar je priročno za proizvodnjo pripomočkov. Zato so tantalski kondenzatorji prisotni v skoraj vseh pametnih, prenosnih in tabličnih računalnikih.

Notranja specifična odpornost kovine je skoraj enaka kot pri jeklu, zato je uporaba tantala logična, kadar je potrebna visoka temperatura. Uporablja se v različnih grelnih elementih, na primer pri visokotemperaturnih pečeh.

Poleg tega je kovina uporabna za izdelavo leč. Dodajanje njegovega oksida v steklo povečuje njihovo optično kvaliteto. Iz tantala z dodatkom titana so izdelane visokotemperaturne zlitine, odporne na korozijo. Iz karbidnih orodij za rezanje kovin.

Primeren je tudi za proizvodnjo fitingov, laboratorijskih steklenih izdelkov, letalskih in vesoljskih naprav. V zadnjem času je tantal zmagal vse bolj slavo nakitne kovine in se uporablja za izdelavo nakita.

Tantal v medicini

Kirurg se uporablja za krepitev telesa. Tanka tantaletna plošča se vstavi v lobanjo, da blokira razpoke ali zlome. Močna žica iz te kovine veže kosti, jo šiva s tkivi organov.

Uporablja se za proteze. Na primer, očesna mreža se uporablja za očesce, plošče pa lahko nadomestijo ušesa s presaditvijo kože iz drugih delov telesa. Preja iz tantala služi resnično nakit poslovanje: šivajo najboljša živčna vlakna, kite, krvne žile.

Uporaba tantala v medicini je zaradi svojih edinstvenih lastnosti. Kovina je popolnoma združljiva z živim tkivom. Ni oksidiran v telesu, ne povzroča draženja in zavrnitve.