Periyodik tabloda yer alan elementler arasında lantanit grubundan nadir bir geçiş metali olarak bilinen tantal bulunmaktadır. O zamandan bu yana, yüksek derecede saflık ve fizyolojik atalet gibi çok özel özellikler sergiledi. Bileşenleri, diğerlerinin yanı sıra her türlü elektronik cihazın, cerrahi ekipmanın üretimi için gereklidir.
Tantal nedir?
Tantal adı verilen bir metaldir ve oksitlenmiş halde sergilediği parlak mavimsi gri renk tonu nedeniyle mavi altın olarak da bilinir. Sert, korozyona dayanıklı bir yapıya, yüksek sünekliğe, yüksek erime noktasına ve mükemmel elektrik iletkenliğine sahiptir.
Tantal sembolü
Ta Tantalio, kendisine İspanyol Kraliyet Akademisi tarafından verilen isimdir, bu kelime, Yunan mitolojisinde yememeye, içmemeye mahkum olan karakteri temsil eden Yunanca Tantalos’tan gelmektedir. Bu nedenle bu metaloid Tantal olarak bilinir.
Tantalın özellikleri
Bu metal, +5 grubundaki yüksek oksidasyon durumuyla karakterize edilir, ancak aynı zamanda 4, 3 ve 2 numaralı oksidasyon noktalarında da bulunur. Ek olarak, başka bir dizi özellik sunar:
- Durum : Sağlam, sert ve ağır.
- Renk : Parlak mavimsi gri.
- Çözünürlük : Hidroflorik asitte ve alkali füzyonla çözünür.
- Zehirlilik : Yutulduğu takdirde inert olduğundan toksik değildir ve sağlık açısından risk oluşturmaz.
- Reaktivite : Halojenürler ve oksijenle sıcak reaksiyona girer, yüksek sıcaklıkta Kükürt, Selenyum, Bor, Karbon ve Tellür ile doğrudan reaksiyona girer.
- Radyoaktivite : Yüksek oranda Uranyum ve Toryum içermesi nedeniyle radyoaktif bir element olarak kabul edilir.
- Yapısı : Kristalin, merkezli kübik.
- Bileşimi : 74 elektron, 107 nötron ve 74 proton içerir.
Tantalın kimyasal ve fiziksel özellikleri
- Atom numarası : 73
- Dönem : 5
- Engelle :d
- Grup : 5
- Valensiya: 2, 3, 4, 5
- Kovalent yarıçap (Å): 138 pm
- Elektronik konfigürasyon: [Xe]4f14 5d3 6s2
- Atom kütlesi (g/mol): 180, 948 g/mol
- Yoğunluk: 16650 kg/m³
- Kaynama noktası: 5425 °C
- Erime noktası: 2996°C
- Atom yarıçapı: 1,46 Å
- İyonik yarıçap: 0,73 Å
- Kabuk başına elektron sayısı: 2, 8, 18, 32, 11, 2
- Elektronegatiflik: 1,5
- Oksidasyon durumu: 5 hafif asidik
- Oksit: Hafif asidik.
- Birinci iyonlaşma potansiyeli eV: 761 kJ/mol
- Özgül ısı: 140 J / (K.kg)
- Isı iletkenliği: 57,5 W / (Km)
- Elektrik iletkenliği: 7,61 x 10 6 m -1 ·Ω -1
Tantalın kökeni
Tantal ilk olarak 1802 yılında İsveç’teki Ytterby ve Finlandiya’daki Kimito madenlerinde kimyager Anders G Ekerberg tarafından keşfedildi. Ancak 1844 yılına kadar Niobo’dan farklı bir element olduğu tanımlanamadı, çünkü ilk başta bilim adamları belirli ortak özelliklere sahip oldukları için bunların aynı metal olduğunu düşündüler.
Tantalik ve niyobik asitler arasındaki farkları doğrulayanlar, 1886’da Jean Charles Galissard de Marignac ve 1944’te Rowe adlı araştırmacılardı. Pek çok başarısız denemeden sonra 1922’ye gelindiğinde %99,9 oranında tantal saflığı elde etmek mümkün oldu.
Tantal ne için kullanılır?
Bu kimyasal elementin yüksek elektriksel iletkenlik kapasitesi vardır, bu nedenle tantal kapasitörler alüminyum kapasitörlerin yerine kullanılır. Ayrıca bu metalin erime noktaları yüksek olan alaşımları ve ferro-tantal da çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır. Daha sonra diğer kullanımlarını keşfedin:
- Elektronik ekipmanlar: Cep telefonları, sabit diskler, dizüstü bilgisayarlar, mikroişlemciler ve plazma televizyonların üretiminde.
- Tıp: Kalp pili parçaları, cerrahi aletler ve ortodontik donanım parçaları yapımında kullanılır.
- Nükleer Alan: Füzelerin, nükleer reaktörlerin ve vakum fırınlarının bileşenlerinde.
- Havacılık: Türbinlerin, uydu navigasyonunun, uzaktan kumandanın ve havacılık aletlerinin imalatında.
Ayrıca araba hava yastığı aktivasyon çipleri, ısı kalkanları, kesici aletler, ekskavatör dişleri, matkap uçları, kamera lensleri ve biyometrik parça baskısında da kullanılıyor. Bu nedenle dünya pazarında en çok talep edilen metaloidlerden biridir.
Tantal nerede bulunur?
Venezuela en büyük tantal rezervine sahip ülke ve yaklaşık %60’la ikinci büyük üreticidir. Bu metaloidin en büyük sömürüldüğü yer, dünyanın tahmini rezervlerinin %80’ini kapsayan Demokratik Kongo Cumhuriyeti’dir. Mevduatı olan ve daha az miktarda mavi altın üreten diğer ülkeler arasında Brezilya, Tayland, Avustralya, Bolivya, Kanada, Çin, Afrika ve Suudi Arabistan yer alıyor.
Tantal nasıl çıkarılır?
Tantal açık ocaklarda, sert granit, pegmatit ve karbonit kayalarından üretilir; madenlerin çoğu nehirlerin kıyısında ve aktif, aktif olmayan veya sönmüş volkanlarda bulunur. Bu element yalnızca doğada değil, aynı zamanda tantal içeren herhangi bir minerali ifade eden tantalitte de bulunur. Tıpkı Tantal ve Kolumbit karışımı olan koltan gibi. Ek olarak niyobyum doğal olarak mevcuttur.
Tantal oksit kaynağından daha iyi faydalanabilmek için ekstraksiyonunun ilk aşaması madenin içinde veya yakınında gerçekleşir. Elektrostatik ve elektromanyetik prosedürler yoluyla. Ek olarak florotitanat, sodyum, potasyum, hidroklorik asit solventlerinin indirgenmesi veya iyon değişimi ile birlikte kullanılır.
Sonuç olarak Mavi Altın veya Tantal, elektrolitik kapasitörler oluşturma kabiliyeti nedeniyle elektronik teknolojisi pazarında en çok aranan kimyasal elementlerden biridir. Ayrıca inert bir metal olduğundan cerrahi ve dişçilik ekipmanlarının imalatında da kullanılır.