Een van de elementen die op het periodiek systeem voorkomen, is tantaal, bekend als een zeldzaam overgangsmetaal uit de lanthanidegroep. Sindsdien vertoont het zeer bijzondere kenmerken, zoals de hoge mate van zuiverheid en de fysiologische traagheid. De componenten ervan zijn essentieel voor de vervaardiging van alle soorten elektronische apparaten, waaronder chirurgische apparatuur.
Wat is tantaal?
Het is een metaal dat tantaal wordt genoemd en ook bekend staat als blauw goud, vanwege de briljante blauwgrijze tint die het vertoont in zijn geoxideerde staat. Het heeft een harde, corrosiebestendige structuur, hoge taaiheid, hoog smeltpunt en uitstekende elektriciteitsgeleider.
Tantaal symbool
Ta Tantalio was de naam die hem werd gegeven door de Spaanse Koninklijke Academie, dit woord komt van het Griekse Tantalos, een personage dat de Griekse mythologie vertegenwoordigt en veroordeeld is om niet te eten of te drinken. Om deze reden staat dit metalloïde bekend als Tantaal.
Kenmerken van tantaal
Dit metaal wordt gekenmerkt door een hoge oxidatietoestand in groep +5, hoewel het ook aanwezig is op de oxidatiepunten 4, 3 en 2. Daarnaast vertoont het nog een reeks eigenaardigheden:
- Conditie : Stevig, hard en zwaar.
- Kleur : Helder blauwachtig grijs.
- Oplosbaarheid : Lost op in fluorwaterstofzuur en door alkalische fusie.
- Toxiciteit : Het is niet giftig en vormt geen gevaar voor de gezondheid, omdat het inert is als het niet wordt ingeslikt.
- Reactiviteit : Reageert heet met halogeniden en zuurstof, reageert direct met zwavel, selenium, boor, koolstof en telluur bij hoge temperaturen.
- Radioactiviteit : Vanwege het hoge gehalte aan uranium en thorium wordt het als een radioactief element beschouwd.
- Structuur : Kristallijn, gecentreerd kubisch.
- Samenstelling : Bevat 74 elektronen, 107 neutronen en 74 protonen.
Chemische en fysische eigenschappen van tantaal
- Atoomnummer : 73
- Periode : 5
- Blok :d
- Groep : 5
- Valencia: 2, 3, 4, 5
- Covalente straal (Å): 138 pm
- Elektronische configuratie: [Xe]4f14 5d3 6s2
- Atoommassa (g/mol): 180, 948 g/mol
- Dichtheid: 16650 kg/m³
- Kookpunt: 5425 °C
- Smeltpunt: 2996°C
- Atoomstraal: 1,46 Å
- Ionische straal: 0,73 Å
- Elektronen per schil: 2, 8, 18, 32, 11, 2
- Elektronegativiteit: 1,5
- Oxidatietoestand: 5 licht zuur
- Oxide: Enigszins zuur.
- Eerste ionisatiepotentiaal eV: 761 kJ/mol
- Soortelijke warmte: 140 J / (K.kg)
- Thermische geleidbaarheid: 57,5 W / (km)
- Elektrische geleidbaarheid: 7,61 x 10 6 m -1 ·Ω -1
Oorsprong van tantaal
Tantaal werd voor het eerst ontdekt in de mijnen van Ytterby in Zweden en Kimito in Finland in 1802, ontdekt door chemicus Anders G. Ekerberg. Het duurde echter tot 1844 voordat het werd geïdentificeerd als een ander element dan Niobo, omdat wetenschappers aanvankelijk dachten dat het hetzelfde metaal was omdat ze bepaalde kenmerken gemeen hadden.
Het waren onderzoekers Jean Charles Galissard de Marignac in 1886 en Rowe in 1944 die de verschillen tussen tantaalzuur en niobinezuur bevestigden. Na vele mislukte pogingen was het in 1922 mogelijk een tantaalzuiverheid van 99,9% te verkrijgen.
Waar wordt tantaal voor gebruikt?
Dit chemische element heeft een hoge elektrische geleidbaarheid. Daarom worden tantaalcondensatoren vervaardigd als vervanging voor aluminiumcondensatoren. Bovendien worden legeringen van dit metaal met hoge smeltpunten en ferro-tantaal op verschillende industriële gebieden gebruikt. Ontdek dan andere toepassingen:
- Elektronische apparatuur: Bij de productie van mobiele telefoons, harde schijven, laptops, microprocessors en plasmatelevisies.
- Geneeskunde: Wordt gebruikt om pacemakeronderdelen, chirurgische instrumenten en orthodontische hardwareonderdelen te maken.
- Kernveld: In componenten voor raketten, kernreactoren en vacuümovens.
- Luchtvaart: Bij de vervaardiging van turbines, satellietnavigatie, afstandsbediening en luchtvaartinstrumenten.
Daarnaast wordt het gebruikt voor activeringschips voor auto-airbags, hitteschilden, snijgereedschappen, graafmachinetanden, boren, cameralenzen en het printen van biometrische onderdelen. Het is daarom een van de meest gevraagde metalloïden op de wereldmarkt.
Waar wordt tantaal gevonden?
Venezuela is het land met de grootste tantaalvoorraden en de op een na grootste producent met ongeveer 60%. De grootste exploitatie van dit metalloïde vindt plaats in de Democratische Republiek Congo, dat 80% van de geschatte mondiale reserves beslaat. Andere landen met voorraden die kleinere hoeveelheden blauw goud produceren, zijn onder meer Brazilië, Thailand, Australië, Bolivia, Canada, China, Afrika en Saoedi-Arabië.
Hoe wordt tantaal gewonnen?
Tantaal wordt geproduceerd in open putten, in harde rotsen van graniet, pegmatieten en carbonieten. De meeste mijnen bevinden zich aan de oevers van rivieren en actieve, inactieve of uitgedoofde vulkanen. Dit element wordt niet alleen in de natuur aangetroffen, maar ook in tantaliet, waarmee wordt bedoeld elk mineraal dat tantaal bevat. Net als coltan, een mengsel van tantaal en columbiet. Bovendien is niobium intrinsiek aanwezig.
De eerste fase van de winning vindt plaats in of nabij de mijn om beter te kunnen profiteren van de tantaaloxidebron. Via elektrostatische en elektromagnetische procedures. Bovendien wordt fluortitanaat gebruikt met reductie van natrium-, kalium-, zoutzuuroplosmiddelen of ionenuitwisseling.
Kortom, Blauw Goud of Tantaal is een van de meest gewilde chemische elementen op de markt voor elektronische technologie vanwege het vermogen om elektrolytische condensatoren te creëren. Omdat het een inert metaal is, wordt het bovendien gebruikt bij de vervaardiging van chirurgische en tandheelkundige apparatuur.