Zu den Elementen, die im Periodensystem vorkommen, gehört Tantal, ein seltenes Übergangsmetall aus der Gruppe der Lanthaniden. Seitdem weist es ganz besondere Eigenschaften auf, wie seinen hohen Reinheitsgrad und seine physiologische Trägheit. Seine Komponenten sind für die Herstellung aller Arten von elektronischen Geräten, unter anderem chirurgischer Ausrüstung, unerlässlich.
Was ist Tantal?
Es ist ein Metall namens Tantal und wird aufgrund des brillanten bläulich-grauen Farbtons, den es im oxidierten Zustand aufweist, auch als blaues Gold bezeichnet. Es hat eine harte, korrosionsbeständige Struktur, eine hohe Duktilität, einen hohen Schmelzpunkt und einen hervorragenden Stromleiter.
Tantal-Symbol
Ta Tantalio war der Name, den ihm die Spanische Königliche Akademie gab. Dieses Wort stammt vom griechischen Tantalos, einer Figur, die die griechische Mythologie darstellt, die dazu verdammt ist, weder zu essen noch zu trinken. Aus diesem Grund wird dieses Metalloid als Tantal bezeichnet.
Eigenschaften von Tantal
Dieses Metall zeichnet sich durch eine hohe Oxidationsstufe in der Gruppe +5 aus, obwohl es auch in den Oxidationsstufen 4, 3 und 2 vorkommt. Darüber hinaus weist es eine weitere Reihe von Besonderheiten auf:
- Zustand : Massiv, hart und schwer.
- Farbe : Helles bläuliches Grau.
- Löslichkeit : Löst sich in Flusssäure und durch alkalische Fusion.
- Toxizität : Es ist nicht giftig und stellt kein Gesundheitsrisiko dar, da es bei Nichtverschlucken inert ist.
- Reaktivität : Reagiert heiß mit Halogeniden und Sauerstoff, reagiert bei hoher Temperatur direkt mit Schwefel, Selen, Bor, Kohlenstoff und Tellur.
- Radioaktivität : Aufgrund seines hohen Gehalts an Uran und Thorium gilt es als radioaktives Element.
- Struktur : Kristallin, kubisch zentriert.
- Zusammensetzung : Enthält 74 Elektronen, 107 Neutronen und 74 Protonen.
Chemische und physikalische Eigenschaften von Tantal
- Ordnungszahl : 73
- Zeitraum : 5
- Blockieren :d
- Gruppe : 5
- Valencia: 2, 3, 4, 5
- Kovalenter Radius (Å): 138 Uhr
- Elektronische Konfiguration: [Xe]4f14 5d3 6s2
- Atommasse (g/mol): 180, 948 g/mol
- Dichte: 16650 kg/m³
- Siedepunkt: 5425 °C
- Schmelzpunkt: 2996°C
- Atomradius: 1,46 Å
- Ionenradius: 0,73 Å
- Elektronen pro Schale: 2, 8, 18, 32, 11, 2
- Elektronegativität: 1,5
- Oxidationsstufe: 5 leicht sauer
- Oxid: Leicht sauer.
- Erstes Ionisationspotential eV: 761 kJ/mol
- Spezifische Wärme: 140 J / (K.kg)
- Wärmeleitfähigkeit: 57,5 W / (Km)
- Elektrische Leitfähigkeit: 7,61 x 10 6 m -1 ·Ω -1
Herkunft von Tantal
Tantal wurde erstmals 1802 in den Minen von Ytterby in Schweden und Kimito in Finnland entdeckt, entdeckt vom Chemiker Anders G Ekerberg. Allerdings wurde es erst 1844 als ein anderes Element als Niobo identifiziert, da die Wissenschaftler zunächst dachten, es handele sich um dasselbe Metall, da sie bestimmte gemeinsame Eigenschaften aufwiesen.
Es waren die Forscher Jean Charles Galissard de Marignac im Jahr 1886 und Rowe im Jahr 1944, die die Unterschiede zwischen Tantal- und Niobsäure bestätigten. Nach vielen erfolglosen Versuchen gelang es 1922, Tantal mit einer Reinheit von 99,9 % zu erhalten.
Wofür wird Tantal verwendet?
Dieses chemische Element verfügt über eine hohe elektrische Leitfähigkeit, weshalb Tantalkondensatoren als Ersatz für Aluminiumkondensatoren hergestellt werden. Darüber hinaus werden Legierungen dieses Metalls mit hohem Schmelzpunkt und Ferro-Tantal in verschiedenen Industriebereichen eingesetzt. Dann entdecken Sie weitere Einsatzmöglichkeiten:
- Elektronische Geräte: Bei der Herstellung von Mobiltelefonen, Festplatten, Laptops, Mikroprozessoren und Plasmafernsehern.
- Medizin: Wird zur Herstellung von Herzschrittmacherteilen, chirurgischen Instrumenten und kieferorthopädischen Hardwareteilen verwendet.
- Nuklearer Bereich: In Komponenten für Raketen, Kernreaktoren und Vakuumöfen.
- Luftfahrt: Bei der Herstellung von Turbinen, Satellitennavigation, Fernbedienung und Luftfahrtinstrumenten.
Darüber hinaus wird es für Airbag-Aktivierungschips, Hitzeschilde, Schneidwerkzeuge, Baggerzähne, Bohrer, Kameraobjektive und den Druck biometrischer Teile verwendet. Es ist daher eines der gefragtesten Metalloide auf dem Weltmarkt.
Wo kommt Tantal vor?
Venezuela ist das Land mit den größten Tantalreserven und mit rund 60 % der zweitgrößte Produzent. Die größte Ausbeutung dieses Metalloids ist die Demokratische Republik Kongo, die 80 % der geschätzten weltweiten Reserven abdeckt. Weitere Länder mit Vorkommen und geringerer Produktion von blauem Gold sind Brasilien, Thailand, Australien, Bolivien, Kanada, China, Afrika und Saudi-Arabien.
Wie wird Tantal gewonnen?
Tantal wird im Tagebau, in hartem Granit-, Pegmatit- und Karbonitgestein gefördert, die meisten Minen liegen an Flussufern und aktiven, inaktiven oder erloschenen Vulkanen. Dieses Element kommt nicht nur in der Natur vor, sondern auch in Tantalit, einem Mineral, das Tantal enthält. Genau wie Coltan, eine Mischung aus Tantal und Columbit. Darüber hinaus ist Niob intrinsisch vorhanden.
Die erste Phase der Gewinnung findet innerhalb oder in der Nähe der Mine statt, um die Tantaloxid-Ressource besser nutzen zu können. Durch elektrostatische und elektromagnetische Verfahren. Darüber hinaus wird Fluortitanat mit Reduktion von Natrium, Kalium, Salzsäurelösungsmitteln oder Ionenaustausch eingesetzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass blaues Gold oder Tantal aufgrund seiner Fähigkeit zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren eines der gefragtesten chemischen Elemente auf dem Markt für elektronische Technologie ist. Da es sich um ein inertes Metall handelt, wird es außerdem bei der Herstellung von chirurgischen und zahnmedizinischen Geräten verwendet.