Vlastnosti a aplikace tantalu

V periodické tabulce je tantal v páté skupině mezi žáruvzdornými kovy. Má zvláštní chemickou odolnost a reaguje daleko od všech látek. Ale je snadné být obrobeno. Přečtěte si více o vlastnostech a použití tantalu.

Zmatení s kovy

Dějiny kovu se ukázaly být velmi matoucí. Dlouho to bylo zabráněno niobu a trvalo více než 30 let, než bylo možné dokázat jinak. Až do počátku 19. století nebyly oba kovy vědě známy. V roce 1801 byla v Jižní Americe nalezena Kolumbie. O rok později ve Švédsku a Finsku objevil Anders Ekeberg minerál s částicemi neznámého kovu, který nazval tantalem na počest mýtické povahy.

V roce 1809 William Wollaston srovnal dvě nové látky pro chemii. Jejich vlastnosti byly velmi podobné, a proto vědec dospěl k závěru, že to všechno je stejný kov. Jeho závěry potvrdil Friedrich Wöhler a od té doby se mezi kolumbií a tantalem vyskytl rovnocenný znak.

V polovině 40. let 19. století Heinrich Rose zpochybnil nároky svých předchůdců. Zjistil, že tantal a kolumbium jsou oddělené prvky. Aby zdůraznil podobnost kovů, přejmenoval kolumbium na niobium na počest legendární dcery Tantalu. Pozdnější, Rosa závěry byly opakovaně potvrzeny, a on sám je často připočítán s objevením niobu.

Tantalová mouka

Prvním průmyslovým použitím tantalu se stalo v roce 1903: od něj začalo vyrábět vlákna pro elektrické žárovky. Nicméně, za účelem použití kovu, vědci museli tvrdě pracovat. Od doby svého objevu nemohl být izolován ve své čisté podobě. Předpokládá se, že kvůli tomu byl přezdíval tantal.

Podle mytologie starověkého Řecka byl Tantalus synem Zeusu a frygské královny. Na rozdíl od ostatních smrtelníků mu bylo umožněno navštívit svátek bohů na Olympu. Když je jednou urazil, byl poslán do podsvětí, aby zažil hrozné muky.

Po staletí stojí Tantalus až k hrdlu v jezeře a nad ním visí větev s šťavnatými ovocemi. Pokaždé, když se pokouší pít vodu nebo olomit ovoce, přestanou se od něho. Neschopnost získat něco velmi žádoucího nebo co je přímo před vámi se nazývá "tantalová mouka". Možná, že byli chemici zvyklí až do 20. století, kdy nemohli oddělit kov od různých nečistot.

Vlastnosti tantalu

V periodické tabulce je tantal označen symbolem Ta. S atomovým číslem 73 stojí po niobu a před opalováním. Z vnější strany vypadá tantal jako stříbřitě bílý lesklý kov. Je to docela těžké a těžké. Hustota tantalu (16,65 g / cmsup3-) a svou plasticitou se porovnává se zlatem.

Tento kov je velmi zpracovatelný. Z něj můžete snadno vyrobit tenký plech fólie nebo drátu. K roztavení tantalu je zapotřebí vysoká teplota 3017 ° C a varu je 5458 ° C. Pro srovnání je teplota slunečního povrchu 5 500 ° C.

Chemicky je velmi stabilní. Tantal nereaguje na mnoha agresivním látkám a není rozpustný ve zředěných kyselinách, ale jen ve směsi kyseliny dusičné a kyseliny fluorovodíkové. Ve vzduchu je také lhostejný a oxiduje ho pouze při teplotách nad 280 ° C.

Díky své speciální odolnosti je oblast použití tantalu poměrně široká. V práškovém stavu je aktivnější. Například hoří dobře ve vzduchu a vytváří oxid tantalu.

Vklady a těžba

Podíl tantalu v zemské kůře je 0,0002%, což z něj dělá vzácný kov. V přírodě je velmi rozptýlený a je přítomen pouze ve formě dvou izotopů: tantal 181 a tantal 180. Ten je radioaktivní a způsobuje poločas rozpadu v 10¹⁵ roky.

Kov má 20 vlastních minerálů (vodžinit, loparit, kolumbit-tantalit) a asi 60, ve kterých je často obsažen. Jeho stálým společníkem je niobium, je přítomen ve všech skalách s tantal. Ale jsou zřídka vhodné pro průmyslový rozvoj. Nejvíce používaným minerálem je kolumbit-tantalit.

Výroba tantalu není vždy výhodným obchodem. Největší ložiska kovu jsou v Brazílii, Austrálii, Nigérii, USA, Francii, Egyptě. Existují také v Mozambiku, Thajsku, Demokratické republice Kongo, v Rusku.

V některých afrických zemích probíhá těžba kovů metodami řemeslné výroby. Kvůli držení pozemků s ložiskem drahých fosilí často dochází k ozbrojeným konfliktům. Vzhledem k tomu, že poptávka po tantalu vzrůstá jen jednou, pravidelně se ukazuje, že je v centru těchto událostí. Konžská republika se v posledních desetiletích stala proslulou svými "tantalovými válkami". V roce 2017 se kilogram kovu na světovém trhu odhaduje na zhruba 320 dolarů.

Aplikace

Tantal je důležitým materiálem pro vývoj špičkových technologií. Dnes se kov používá v elektronice k vytvoření kondenzátorů. Mohou být vyrobeny velmi malý, který je vhodný pro výrobu gadgets. Proto jsou tantalové kondenzátory přítomny prakticky ve všech smartphone, notebooku a tabletu.

Vnitřní specifický odpor kovu je téměř stejný jako u oceli, takže použití tantalu je logické, kdykoli je zapotřebí vysoká teplota. Používá se v různých topných prvcích, například u vysokoteplotních pecí.

Kromě toho je kov vhodný pro výrobu čoček. Přidání oxidu do skla zvyšuje jejich optickou kvalitu. Z tantalu s přídavkem titanu se vyrábějí vysokoteplotní slitiny odolné proti korozi. Z jeho karbidových nástrojů pro řezání kovů jsou vyrobeny.

Je také vhodný pro výrobu zvlákňovacích trysek, laboratorního skla, kosmického vybavení. Nedávno tantal získal stále větší slávu klenotů a používá se k výrobě šperků.

Tantal v medicíně

Kov se používá v chirurgii k obnově těla. Tenké tantalové desky se vkládají do lebky, aby se zabránilo vzniku trhliny nebo zlomení. Silný drát z tohoto kovu váže kosti, šije je s tkáněmi orgánů.

Používá se pro protézy. Například kovová síť se používá pro oční bulvy a desky mohou nahradit uši přesunem kůže z jiných částí těla. Příze z tantalu slouží skutečně klenotnictví: šijí nejjemnější nervová vlákna, šlachy, cévy.

Použití tantalu v medicíně je způsobeno jeho jedinečnými vlastnostmi. Kov je dokonale kompatibilní s živou tkáňou. Není oxidován v těle, nezpůsobuje podráždění a odmítnutí.