Parmi les éléments qui figurent dans le tableau périodique se trouve le tantale, connu comme un métal de transition rare du groupe des lanthanides. Depuis, il présente des caractéristiques très particulières, comme son haut degré de pureté et son inertie physiologique. Ses composants sont indispensables à la fabrication de tous types d’appareils électroniques, matériel chirurgical, entre autres.
Qu’est-ce que le tantale ?
C’est un métal appelé tantale et il est également connu sous le nom d’or bleu, en raison de la teinte gris bleuâtre brillante qu’il présente dans son état d’oxydation. Il possède une structure dure et résistante à la corrosion, une ductilité élevée, un point de fusion élevé et un excellent conducteur d’électricité.
Symbole du tantale
Ta Tantalio était le nom que lui avait donné l’Académie royale espagnole, ce mot vient du grec Tantalos, personnage qui représente la mythologie grecque condamné à ne pas manger ni boire. Pour cette raison, ce métalloïde est connu sous le nom de Tantale.
Caractéristiques du tantale
Ce métal se caractérise par un état d’oxydation élevé dans le groupe +5, bien qu’il soit également présent aux points d’oxydation 4, 3 et 2. De plus, il présente une autre série de particularités :
- Condition : Solide, dur et lourd.
- Couleur : Gris bleuté brillant.
- Solubilité : Se dissout dans l’acide fluorhydrique et par fusion alcaline.
- Toxicité : Il n’est pas toxique et ne présente aucun risque pour la santé car il est inerte s’il n’est pas ingéré.
- Réactivité : Réagit à chaud avec les halogénures et l’oxygène, réagit directement avec le Soufre, le Sélénium, le Bore, le Carbone et le Tellure à haute température.
- Radioactivité : En raison de sa forte teneur en Uranium et en Thorium, il est considéré comme un élément radioactif.
- Structure : Cristalline, cubique centrée.
- Composition : Contient 74 électrons, 107 neutrons et 74 protons.
Propriétés chimiques et physiques du tantale
- Numéro atomique : 73
- Période : 5
- Bloquer :d
- Groupe : 5
- Valence : 2, 3, 4, 5
- Rayon covalent (Å) : 138 pm
- Configuration électronique : [Xe]4f14 5d3 6s2
- Masse atomique (g/mol) : 180, 948 g/mol
- Densité : 16650 kg/m³
- Point d’ébullition : 5425 °C
- Point de fusion : 2996°C
- Rayon atomique : 1,46 Å
- Rayon ionique : 0,73 Å
- Électrons par coque : 2, 8, 18, 32, 11, 2
- Electronégativité : 1,5
- État d’oxydation : 5 légèrement acide
- Oxyde : Légèrement acide.
- Premier potentiel d’ionisation eV : 761 kJ/mol
- Chaleur spécifique : 140 J / (K.kg)
- Conductivité thermique : 57,5 W / (Km)
- Conductivité électrique : 7,61 x 10 6 m -1 ·Ω -1
Origine du tantale
Le tantale a été découvert pour la première fois dans les mines d’Ytterby en Suède et de Kimito en Finlande en 1802, découvert par le chimiste Anders G Ekerberg. Cependant, ce n’est qu’en 1844 qu’il fut identifié comme un élément différent du Niobo, car, au début, les scientifiques pensaient qu’il s’agissait du même métal car ils avaient certaines caractéristiques en commun.
Ce sont les chercheurs Jean Charles Galissard de Marignac en 1886 et Rowe en 1944 qui corroborèrent les différences entre les acides tantalique et niobique. Après de nombreuses tentatives infructueuses, en 1922, il était possible d’obtenir une pureté de tantale de 99,9 %.
A quoi sert le tantale ?
Cet élément chimique a une grande capacité de conductivité électrique, c’est pourquoi les condensateurs au tantale sont fabriqués comme substituts aux condensateurs en aluminium. De plus, les alliages de ce métal à points de fusion élevés et le ferro-tantale sont utilisés dans divers domaines industriels. Découvrez ensuite d’autres de ses utilisations :
- Équipement électronique : Dans la production de téléphones mobiles, de disques durs, d’ordinateurs portables, de microprocesseurs et de téléviseurs plasma.
- Médecine : Utilisé pour fabriquer des pièces de stimulateur cardiaque, des instruments chirurgicaux et des pièces de matériel orthodontique.
- Domaine Nucléaire : Dans les composants pour missiles, réacteurs nucléaires et fours à vide.
- Aéronautique : Dans la fabrication de turbines, de navigation par satellite, de télécommande et d’instruments aéronautiques.
En outre, il est utilisé pour les puces d’activation d’airbag de voiture, les boucliers thermiques, les outils de coupe, les dents d’excavatrice, les forets, les objectifs d’appareil photo et l’impression de pièces biométriques. C’est donc l’un des métalloïdes les plus demandés sur le marché mondial.
Où trouve-t-on le tantale ?
Le Venezuela est le pays qui possède la plus grande réserve de tantale et le deuxième producteur avec environ 60 %. La plus grande exploitation de ce métalloïde est la République démocratique du Congo, qui couvre 80 % des réserves mondiales estimées. Les autres pays possédant des gisements et produisant de plus petites quantités d’or bleu sont le Brésil, la Thaïlande, l’Australie, la Bolivie, le Canada, la Chine, l’Afrique et l’Arabie saoudite.
Comment est extrait le tantale ?
Le tantale est produit à ciel ouvert, dans des roches dures de granite, de pegmatites et de carbonites, la plupart des mines se trouvent au bord des rivières et des volcans actifs, inactifs ou éteints. Cet élément ne se trouve pas seulement dans la nature, mais également dans la tantalite, qui fait référence à tout minéral contenant du tantale. Tout comme le coltan, qui est un mélange de Tantale et de Columbite. De plus, le niobium est intrinsèquement présent.
La première étape de son extraction s’effectue à l’intérieur ou à proximité de la mine afin de mieux profiter de la ressource en oxyde de tantale. Grâce à des procédures électrostatiques et électromagnétiques. De plus, le fluorotitanate est utilisé avec réduction du sodium, du potassium, des solvants d’acide chlorhydrique ou échange d’ions.
En conclusion, l’Or Bleu ou Tantale est l’un des éléments chimiques les plus recherchés sur le marché de la technologie électronique en raison de sa capacité à créer des condensateurs électrolytiques. De plus, comme il s’agit d’un métal inerte, il est utilisé dans la fabrication de matériel chirurgical et dentaire.