Тантал
Общие сведения.
Тантал относится к категории металлов. В чистом виде он обладает серым цветом, с незначительным свинцовым оттенком. Если элемент длительное время находится под воздействием атмосферы, то он покрывается плотной оксидной плёнкой. Именно она придаёт веществу свинцовый оттенок. По своему положению в периодической таблице элементов Менделеева, тантал находится на 73 позиции. Он относится к побочной подгруппе пятой группы. Вещество входит в состав шестого периода таблицы Менделеева. Символьное обозначение: Ta, оно является сокращённым вариантом от названия элемента на латинском.
История.
Тантал был открыт в 1802 году, когда шведский химик А. Г. Экеберг исследовал минералы из Финляндии. В них был обнаружен новый элемент, который сначала классифицировался, как разновидность колумбия (ниобия). Несмотря на это, физические и химические свойства вещества были изучены и задокументированы. Только в 1844 году химик Розе изучил свойства более пристально и пришёл к выводу, что тантал и ниобий, несмотря на высокую схожесть, являются различными элементами. Данный металл в пластичном виде и с чистотой почти 100 процентов был получен только в 1903 году.
Нахождение в природе и месторождения.
Тантал в природе можно встретить в виде двух основных изотопов. Один из них имеет атомную массу 181 и является стабильным. Он составляет почти 100% от общего содержания данного элемента на Земле. Тантал-180 радиоактивен и обладает периодом полураспада 10 в 12й степени лет. Таким образом, его можно отнести к категории относительно стабильных элементов.
В наши дни открыто более двух десятков минералов, где главным металлом в составе является тантал. Ещё около 60 типов руд содержат данный элемент в качестве побочного. Стоит отдельно отметить, что практически во всех известных минералах, у тантала есть спутник – ниобий. Именно это и служило причиной того, что их причисляли к одному типу.
Тантал относится к классу металлов, рассеянных в земной коре. Самые крупные месторождения находятся в Египте, Франции, Китае и Таиланде. В зависимости от типа минерала, способ добычи может существенно меняться. Она выполняется шахтным, открытым или другими методами.
Получение.
Танталовые руды отличаются своей бедностью, что определяет некоторую сложность получения этого металла. Прежде всего, осуществляется процесс обогащения до такого состояния, когда концентрация достигнет желаемого значения. После этого используется стандартный для данного типа элементов метод, подразумевающий воздействие щелочей. Для получения металлического тантала производится процесс восстановления. Спекание в вакууме при температуре до 2500 градусов способствует тому, что полученный состав содержит 99,9-99,95 процентов исходного элемента.
Физические и химические свойства.
Атомная масса тантала равняется 181 грамм на один моль. Плотность составляет 16,654 грамма на кубический сантиметр. Это значение актуально для нормальной температуры и обеспечивает принадлежность к тяжёлым металлам. Температура плавления тантала равняется 3017 градусов по Цельсию.
Химические свойства не отличаются своим многообразием. Как показывает практика, тантал начинает реагировать с другими веществами только при высоких температурах. Так, для процессов окисления следует обеспечить нагрев до 280 градусов по Цельсию. Если металл химически чист, то он инертен к щелочам, а также практически всем кислотам органического типа.
Применение.
Ввиду высокой температуры плавления, тантал принято использовать в качестве элемента жаропрочных сплавов. Это обеспечивает довольно широкое применение в металлургии и некоторых других сферах промышленности. Другой областью применения является создание конденсаторов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками.
Тантал в сплавах обеспечивает не только жаростойкость, но и ряд других весьма важных качеств. Это позволяет использовать их в военных, промышленных и некоторых других направлениях, где подразумевается воздействие агрессивных внешних факторов.
Тантал 182 применяется для того, чтобы проводить лабораторные опыты, поскольку обладает слабой радиоактивностью.