Tra gli elementi che compaiono sulla tavola periodica c’è il tantalio, noto come un raro metallo di transizione del gruppo dei lantanidi. Da allora presenta caratteristiche molto particolari, come il suo elevato grado di purezza e la sua inerzia fisiologica. I suoi componenti sono essenziali per la produzione di tutti i tipi di dispositivi elettronici, apparecchiature chirurgiche, tra gli altri.
Cos’è il tantalio?
È un metallo chiamato tantalio ed è noto anche come oro blu, per la brillante tonalità grigio-bluastra che esibisce allo stato ossidato. Ha una struttura dura e resistente alla corrosione, elevata duttilità, alto punto di fusione ed eccellente conduttore di elettricità.
Simbolo del tantalio
Ta Tantalio era il nome datogli dalla Reale Accademia Spagnola, questa parola deriva dal greco Tantalos, personaggio che rappresenta la mitologia greca condannato a non mangiare né bere. Per questo motivo, questo metalloide è noto come tantalio.
Caratteristiche del tantalio
Questo metallo è caratterizzato da un elevato stato di ossidazione nel gruppo +5, sebbene sia presente anche nei punti di ossidazione 4, 3 e 2. Inoltre presenta un’altra serie di peculiarità:
- Condizione : solido, duro e pesante.
- Colore : grigio bluastro brillante.
- Solubilità : Si dissolve in acido fluoridrico e per fusione alcalina.
- Tossicità : Non è tossico e non presenta rischi per la salute perché è inerte se non ingerito.
- Reattività : Reagisce a caldo con alogenuri e ossigeno, reagisce direttamente con zolfo, selenio, boro, carbonio e tellurio ad alta temperatura.
- Radioattività : A causa del suo alto contenuto di uranio e torio, è considerato un elemento radioattivo.
- Struttura : cristallina, cubica centrata.
- Composizione : Contiene 74 elettroni, 107 neutroni e 74 protoni.
Proprietà chimiche e fisiche del tantalio
- Numero atomico : 73
- Periodo : 5
- Blocco : d
- Gruppo : 5
- Valenza: 2, 3, 4, 5
- Raggio covalente (Å): 138 pm
- Configurazione elettronica: [Xe]4f14 5d3 6s2
- Massa atomica (g/mol): 180, 948 g/mol
- Densità: 16650 kg/m³
- Punto di ebollizione: 5425 °C
- Punto di fusione: 2996°C
- Raggio atomico: 1,46 Å
- Raggio ionico: 0,73 Å
- Elettroni per guscio: 2, 8, 18, 32, 11, 2
- Elettronegatività: 1,5
- Stato di ossidazione: 5 leggermente acido
- Ossido: leggermente acido.
- Potenziale di prima ionizzazione eV: 761 kJ/mol
- Calore specifico: 140 J/(K.kg)
- Conduttività termica: 57,5 W/(Km)
- Conduttività elettrica: 7,61 x 10 6 m -1 ·Ω -1
Origine del tantalio
Il tantalio fu scoperto per la prima volta nelle miniere di Ytterby in Svezia e Kimito in Finlandia nel 1802, scoperto dal chimico Anders G Ekerberg. Tuttavia, fu solo nel 1844 che venne identificato come un elemento diverso dal Niobo, poiché, in un primo momento, gli scienziati pensavano che fossero lo stesso metallo poiché avevano alcune caratteristiche in comune.
Furono i ricercatori Jean Charles Galissard de Marignac nel 1886 e Rowe nel 1944 a confermare le differenze tra gli acidi tantalico e niobico. Dopo molti tentativi infruttuosi, nel 1922 fu possibile ottenere una purezza del tantalio del 99,9%.
A cosa serve il tantalio?
Questo elemento chimico ha un’elevata capacità di conduttività elettrica, motivo per cui i condensatori al tantalio vengono prodotti come sostituti dei condensatori in alluminio. Inoltre, le leghe di questo metallo ad alto punto di fusione e il ferro-tantalio vengono utilizzate in vari campi industriali. Allora scopri altri suoi usi:
- Apparecchiature elettroniche: nella produzione di telefoni cellulari, dischi rigidi, computer portatili, microprocessori e televisori al plasma.
- Medicina: utilizzato per realizzare parti di pacemaker, strumenti chirurgici e parti di hardware ortodontico.
- Settore nucleare: componenti per missili, reattori nucleari e forni a vuoto.
- Aeronautica: nella produzione di turbine, navigazione satellitare, controllo remoto e strumenti aeronautici.
Inoltre, viene utilizzato per chip di attivazione degli airbag per auto, scudi termici, utensili da taglio, denti di escavatori, punte da trapano, obiettivi di fotocamere e stampa di parti biometriche. È quindi uno dei metalloidi più richiesti sul mercato mondiale.
Dove si trova il tantalio?
Il Venezuela è il paese con le maggiori riserve di tantalio e il secondo produttore con circa il 60%. Il più grande sfruttamento di questo metalloide è la Repubblica Democratica del Congo, che copre l’80% delle riserve mondiali stimate. Altri paesi con depositi e che producono quantità minori di oro blu includono Brasile, Tailandia, Australia, Bolivia, Canada, Cina, Africa e Arabia Saudita.
Come viene estratto il tantalio?
Il tantalio viene prodotto in pozzi a cielo aperto, in rocce dure di granito, pegmatiti e carboniti, la maggior parte delle miniere si trova sulle rive di fiumi e vulcani attivi, inattivi o spenti. Questo elemento non si trova solo in natura, ma anche nella tantalite, che si riferisce a qualsiasi minerale contenente tantalio. Proprio come il coltan, che è una miscela di tantalio e columbite. Inoltre, il niobio è intrinsecamente presente.
La prima fase della sua estrazione avviene all’interno o in prossimità della miniera per sfruttare al meglio la risorsa ossido di tantalio. Attraverso procedure elettrostatiche ed elettromagnetiche. Inoltre, il fluorotitanato viene utilizzato con la riduzione di solventi di sodio, potassio, acido cloridrico o scambio ionico.
In conclusione, l’Oro Blu o Tantalio è uno degli elementi chimici più ricercati nel mercato della tecnologia elettronica grazie alla sua capacità di creare condensatori elettrolitici. Inoltre, poiché è un metallo inerte, viene utilizzato nella produzione di apparecchiature chirurgiche e dentistiche.
