tantalio | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Campioni di tantalio. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Posizione nella tavola periodica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Simbolo | Il tuo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nome | tantalio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numero atomico | 73 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppo | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Periodo | 6 ° periodo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bloccare | Blocco d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Famiglia di elementi | Metallo di transizione | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Configurazione elettronica | [ Xe ] 4 f 14 5 d 3 6 s 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elettroni per livello di energia | 2, 8, 18, 32, 11, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietà atomiche dell'elemento | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massa atomica | 180.94788 ± 0,00002 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raggio atomico (calc) | 145 pm ( 200 pm ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
raggio covalente | 170 ± 20:00 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stato di ossidazione | 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elettronegatività ( Pauling ) | 1.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ossido | Acido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energie di ionizzazione | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 7.54957 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Isotopi più stabili | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Proprietà fisiche semplici del corpo | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stato ordinario | solido | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massa volumica | 16,4 g · cm -3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sistema di cristallo | centrato cubico | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Durezza | 6.5 AT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Colore | Blu grigio | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto di fusione | 3017 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punto di ebollizione | 5.458 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energia di fusione | 743 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Energia di vaporizzazione | 753 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume molare | 10,85 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressione del vapore |
1 Pa a 3024 °C ; 10 Pa a 3324 °C ; |
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Velocità del suono | 3400 m · s da -1 a 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Calore massiccio |
25,4 J · K -1 · mol -1 (cristallo); 20,9 J · K -1 · mol -1 (gas) |
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Conduttività elettrica | 7,61 x 10 6 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conduttività termica | 57,5 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
solubilità | terra. in HF + HNO 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Varie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.304 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-135-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Precauzioni | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stato in polvere :
Pericolo H228, P210, P240, P241, P280, P370 + P378, H228 : Solido infiammabile P210 : Tenere lontano da fonti di calore/scintille/fiamme libere/superfici calde. - Vietato fumare. P240 : Messa a terra / collegamento equipotenziale della presa e dell'apparecchiatura ricevente. P241 : Utilizzare apparecchiature elettriche/di ventilazione/di illuminazione/…/a prova di esplosione. P280 : Indossare guanti/indumenti protettivi/proteggere gli occhi/proteggere il viso. P370 + P378 : In caso di incendio: utilizzare... per l'estinzione. |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Prodotto non controllatoQuesto prodotto non è controllato secondo i criteri di classificazione WHMIS. Divulgazione all'1,0% in base all'elenco di divulgazione degli ingredienti Commenti: L'identità chimica e la concentrazione di questo ingrediente devono essere divulgate sulla scheda di sicurezza se è presente a una concentrazione pari o superiore all'1,0% in un controllo del prodotto. |
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Trasporto | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 : solido infiammabile o materiale autoreattivo o autoriscaldante Numero ONU : 3089 : POLVERE METALLICA INFIAMMABILE, Classe NSA : 4.1 Etichetta: 4.1 : Solidi infiammabili, materie autoreattive e solidi esplosivi desensibilizzati Imballaggio: Gruppo di imballaggio II : materiali moderatamente pericolosi; |
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Unità di SI e STP se non diversamente indicato. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Il tantalio è l' elemento chimico di numero atomico 73, simbolo Ta.
Il singolo corpo in tantalio è un metallo di transizione grigio-blu, pesante, duro ma duttile , molto resistente alla corrosione acida, e un buon conduttore di calore ed elettricità. Si trova nel minerale chiamato tantalite e in alcuni minerali complessi in forma di ossido , associato al niobio , soprattutto nel coltan , che è di colore nero.
Il tantalio viene utilizzato nella fabbricazione di strumenti chirurgici e impianti perché non reagisce con i fluidi corporei. È noto in elettronica utilizzato nella composizione dei cosiddetti condensatori “a goccia”, per via della loro forma, o “tantalio” e che hanno la maggiore capacità per unità di volume.
Questo elemento ha un alto punto di fusione che viene superato solo da osmio , tungsteno , carbonio e renio (punto di fusione 3.016,85 °C , punto di ebollizione 5.457,85 °C ).
Il suo nome è mutuato dal latino scientifico moderno tantalum , nome datogli in1802dal chimico svedese Anders Gustaf Ekeberg , alludendo alla natura insolubile di questo metallo negli acidi .
Tantalio e niobio (ex-colombio) furono inizialmente presi per lo stesso elemento.
È stato rapidamente dimostrato che il colombio e il niobio erano lo stesso elemento. Ne seguì una disputa tra esperti su quale nome usare e prevalse "niobio".
Agli inizi del 1900, tantalio è la prima applicazione come un filamento a incandescenza per lampade fino all'arrivo di tungsteno . Nel 1940, il tantalio iniziò ad essere usato per fabbricare condensatori. Due anni dopo nasce il primo sfruttamento della colombo-tantalite nel Congo Belga (futura Repubblica Democratica del Congo ).
La proporzione di tantalio è stimata intorno a 1 o 2 ppm della massa della crosta terrestre . Si trova principalmente nelle vene idrotermali che sono zone dove gli elementi presenti nell'acqua possono mineralizzarsi incontrando una significativa fonte di calore, come una sacca di magma . Questi luoghi sono più facilmente presenti in luoghi geologicamente instabili, vicino a faglie tettoniche e regioni vulcaniche .
Queste vene sono molto spesso molto ricche di metalli pesanti come oro , argento , uranio , cobalto , tungsteno e naturalmente tantalio e niobio . Successivamente, per erosione, gli elementi possono essere dilavati e finire in un corso d'acqua dove le sostanze più pesanti si depositano in luoghi di debole corrente, come meandri o vasi . Succede che queste aree dense di elementi pesanti possano formare vene ed essere sepolte. Colombo-tantalite può quindi essere trovato in entrambe le metamorfiche e sedimentarie rocce .
Il tantalio forma pochissimi minerali specifici ed è solo in proporzione significativa in relativamente pochi altri minerali. Il minerale principale è il coltan (o columbotantalite), associazione in proporzioni variabili di columbite e tantalite , due minerali a loro volta di composizione variabile. Con il termine tantalite si intende la serie continua tra tantalite- (Fe) e tantalite- (Mn), di composizione generica ( Fe , Mn ) Ta 2 O 6. Minerali specifici includono la tantalcarbide , composizione carburo Ta C .
Il tantalio ha 36 isotopi conosciuti, con numeri di massa che variano tra 155 e 188, così come 37 isomeri nucleari . Tra questi isotopi solo uno è stabile : 181 Ta, e, unico, lo è anche un isomero nucleare: 180m Ta . Quest'ultimo è in linea di principio uno stato metastabile, ma poiché non è mai stata osservata alcuna disintegrazione, è attualmente considerato stabile. 181 Ta (99,998%) e 180m Ta (0,012%) rappresentano tutto il tantalio naturalmente presente. Viene assegnata una massa atomica standard di 180.947 88 (2) u .
Come tutti i minerali, il tantalio è una risorsa non rinnovabile . La produzione annua nel 2019 è di circa 1.800 tonnellate.
Diverse fasi sono coinvolte nell'estrazione del tantalio dalla tantalite: prima di tutto, il minerale viene frantumato e concentrato per gravità . Questo di solito viene fatto vicino al sito della miniera. La procedura continua per separazione chimica viene solitamente effettuata trattando il minerale con una miscela di acido fluoridrico e acido solforico a più di 90 °C . Ciò provoca una reazione che permette al tantalio e al niobio di dissolversi in fluoruri complessi, che possono così essere separati dalle impurità insolubili:
Ta 2 O 5 + 14 HF → 2 H 2 [TaF 7 ] + 5 H 2 O Nb 2 O 5 + 10 HF → 2 H 2 [NbOF 5 ] + 3 H 2 OLa prima separazione su scala industriale è stata sviluppata da Jean Charles Galissard de Marignac , utilizzando la differenza di solubilità tra il niobio e il complesso fluoruro di tantalio K 2 [NbOF 5 ] • H 2 O e [K 2 TaF 7 ] in acqua. Un processo più recente utilizza l' estrazione liquido-liquido di fluoruri da una soluzione acquosa mediante solventi organici come il cicloesanone . I complessi di niobio e i fluoruri di tantalio vengono estratti separatamente dal solvente organico con acqua e vengono precipitati mediante l'aggiunta di fluoruro di potassio per produrre un complesso di fluoruro di potassio o precipitati da ammoniaca :
H 2 [TaF 7 ] + 2 KF → K 2 [TaF 7 ] ↓ + 2 HF 2 H 2 [TaF 7 ] + 14 NH 4 OH → Ta 2 O 5 ↓ + 14 NH 4 F + 9 H 2 OIl risultante sale di fluorotantalato di potassio viene generalmente trattato mediante riduzione con sodio liquido per produrre una polvere di tantalio secondaria.
L'elettronica è la prima applicazione del tantalio. Infatti, solo per questa zona viene utilizzato circa il 68% della produzione annua. Viene utilizzato principalmente nella costruzione di condensatori . In questi, il tantalio può avere due ruoli:
Esistono tre tipi principali di condensatori al tantalio:
Il tantalio ha molte altre applicazioni in elettronica come display a cristalli liquidi , filtri per onde acustiche di superficie , chip DRAM (Dynamic Random Access Memory ), ecc. Anche il settore automobilistico consuma sempre più tantalio. Ciò è spiegato dalla presenza sempre più comune di dispositivi elettronici come GPS , sistemi anticollisione e altri gadget. Nel 2010, con questi tipi di prodotti solo agli inizi, si prevede un aumento significativo del consumo di tantalio in questo settore per i prossimi quindici anni.
Il tantalio si trova anche in grandi quantità nell'industria chimica per le sue proprietà di resistenza alla corrosione e alla temperatura. Viene utilizzato principalmente negli scambiatori di calore e come rivestimento per tubi e reattori chimici. È indispensabile anche per applicazioni in ambienti a contatto con acido solforico .
Ad una temperatura inferiore a 150 ° C , il tantalio è quasi insensibile all'attacco chimico acido . Viene attaccato solo da acido fluoridrico , soluzioni acide contenenti ioni fluoruro e acqua regia .
Viene anche utilizzato nello sviluppo della superlega come additivo. Queste leghe trovano impiego soprattutto in ambienti molto esigenti termicamente e/e chimicamente come le pale di turbine per motori aeronautici o quelle per turbine a gas, ecc. Queste leghe ad alte prestazioni sono spesso sotto forma di un cristallo singolo che conferisce loro un ottimo comportamento allo scorrimento , alla corrosione e alla temperatura. Viene utilizzato nel settore aerospaziale , ma l' aeronautica civile rimane di gran lunga il settore in cui la richiesta di questi materiali è più elevata.
Sotto forma di carburo (TaC), il tantalio, molto duro (circa 1700 HV ), viene utilizzato nella fabbricazione di utensili da taglio. Il tantalio d' acciaio viene utilizzato soprattutto nella fabbricazione di trapani odontoiatrici e strumenti chirurgici.
Il tantalato di litio (LiTaO 3 ) è utilizzato anche nel campo dell'ottica come additivo per ridurre l' aberrazione cromatica nelle lenti . Ciò è dovuto all'alto indice di rifrazione del suo ossido . Viene anche utilizzato nei nanostrati per antiriflesso o per aggiungere colore.
Il tantalio è anche biocompatibile , il che gli offre molti sbocchi in campo medico per realizzare, ad esempio , protesi , graffette , pacemaker , strumenti chirurgici , impianti dentali , ecc. Viene ancora utilizzato in orologeria per il suo aspetto, come film filtrante per i raggi X , o anche come elemento di lega in alcuni metalli preziosi per facilitare la tornitura della barra .
È anche all'origine del nome del leggendario marchio inglese di altoparlanti Tannoy , il cui nome è solo la contrazione di Tantalum Alloy (lega di tantalio), perché lo utilizzava per i suoi raddrizzatori elettrolitici.
I composti a base di tantalio si trovano raramente nei laboratori. Il metallo è biocompatibile e viene utilizzato negli impianti medici come struttura o rivestimento. L'attenzione alla sicurezza può quindi essere focalizzata sugli elementi di lega presenti con il tantalio ( mercurio , stagno , ecc.) o sulla natura fisica del composto chimico ( polvere ).
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1 | H | Hey | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Essere | B | VS | NON | oh | F | Nato | |||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | sì | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | è | Sc | Ti | V | Cr | mn | Fe | Co | O | Cu | Zn | Ga | Ge | Asso | Vedi | Br | Kr | |||||||||||||||
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7 | Fr | RA | AC | questo | papà | tu | Np | Poteva | Am | Cm | Bk | Cf | È | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
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