Struktur tantalus, sifat, penggunaan, mendapatkan

Dia Tantalo, juga dikenal sebagai Tantalio, Ini adalah logam transisi yang simbol kimianya adalah TA. Itu gelap, kecerahan logam, ulet, lunak, keras dan kepadatan tinggi. Mungkin karakteristiknya yang paling khas adalah ketahanannya terhadap sebagian besar senyawa kimianya.

Tantalus ditemukan pada tahun 1802 oleh ahli kimia Swedia Anders Gustaf Ekenberg, menugaskan nama dalam memori karakter tantologi mygo Yunani, yang mengaitkannya dengan masalah yang menggoda untuk melarutkan oksida logam dalam asam dalam asam.

Fragmen logam tantalo. Sumber: Gambar Hi-Res Elemen ofchemical, CC oleh 3.0, via Wikimedia Commons

Namun, karena itu adalah tantalo dan niobium yang sangat mirip logam, diperkirakan Ekenberg telah mengisolasi niobium. Tetapi pada tahun 1844 ahli kimia Jerman Heinrich Rose menunjukkan bahwa niobium dan tantal adalah logam yang berbeda, mengembalikan kredit ke Ekenberg untuk penemuannya.

Tantalus adalah logam yang utilitas utamanya terletak pada elaborasi kapasitor dengan ukuran kecil yang digunakan dalam ponsel, laptop, kamera elektronik, dll. Juga, tantalus digunakan untuk tujuan medis dalam implan tulang dan dalam perbaikan tulang tengkorak.

Banyak bijih mereka terletak di pusat benua Afrika. Perolehannya berarti konflik bersenjata antara beberapa negara, yang berjuang untuk mengambil tambang dari mana mineral tantalo diekstraksi. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa itu adalah salah satu logam paling bertentangan di era modern, sehubungan dengan perolehan dan pemasarannya.

[TOC]

Struktur Tantalus

Tantal dapat mengadopsi pada suhu kamar dua struktur kristal: kubik yang berpusat pada tubuh (BCC), ditetapkan sebagai fase α (α-TA) dan bertanggung jawab atas keuletannya; dan tetragonal atau fase β (β-TA), yang metastabil, memberikan kekerasan, dan berubah menjadi fase α ketika kristal dipanaskan antara 750-775 ºC.

Beberapa sumber juga melaporkan keberadaan struktur kristal ketiga: kubik yang berpusat pada wajah (FCC), yang dianggap anomali dan hanya dapat diamati dalam lembaran Tantalus yang sangat tipis. Dengan demikian, struktur ini (FCC-TA) memberi tahu bagaimana sepertiga alotropik.

Konfigurasi elektronik

Tantalus memiliki konfigurasi elektronik berikut:

[Xe] 4f¹⁴ 5 d³ 6s²

Elektron orbital 4F sangat "di dalam" atom tantal dalam hal energi; yaitu, mereka tidak berpartisipasi dalam reaksi kimianya. Oleh karena itu, Tantal hanya dapat menggunakan elektron orbital 5d dan 6s untuk kehilangan mereka dan mengubahnya menjadi kation, sehingga mereka berinteraksi dengan atom atau anion lain untuk berasal dari senyawa mereka.

Dapat melayani Anda: kalium nitrat (KNO3)

Ketika tantalo kehilangan lima elektron orbital 5d dan 6s ini, itu menjadi kation pentavalent TA⁵⁺, yang sangat stabil secara elektronik; Karakteristik yang sebenarnya berbagi dengan rekan Anda v⁵⁺ Dan mo⁵⁺. Inilah alasan mengapa senyawa tantal (V) atau +5 adalah yang paling umum untuk logam ini.

Sifat tantalus

Penampilan fisik

Itu adalah logam yang cerah namun gelap, dan itu bisa menghadirkan beberapa viso kebiruan atau ungu. Warna -warna ini disebabkan oleh lapisan dengan ketebalan oksida yang berbeda yang menutupi permukaan logam.

Potongan tantalus sangat ulet dan lunak, meskipun tergantung pada proses yang diperoleh, mereka juga bisa sangat keras dan rapuh.

Ini adalah konduktor listrik dan panas yang baik. Ini memiliki titik leleh yang sangat tinggi (3017 ºC), hanya dilampaui oleh tungsten, renio dan osmium. Selain itu, ini adalah salah satu dari sedikit logam refraktori; Artinya, sangat tahan terhadap panas dan keausan.

Tantal memiliki dua bentuk alotropik: alfa, ulet dan lunak; dan beta, keras dan rapuh. Ini adalah logam yang tahan korosi, karena film oksida yang menutupinya. Bentuk tantalus dalam debu dapat menembak secara spontan di udara.

Nomor atom

73

Masa molar

180.947 g/mol

Titik lebur

3017 ºC

Titik didih

5458 ºC

Kepadatan

16.69 g/cm³

Panas fusi

36.57 kJ/mol

Panas penguapan

753 kJ/mol

Kapasitas kalori molar

25.36 J/(mol · k)

titik pengapian

> 250 ºC

Indeks bias

2.05

Kekerasan

6.5 pada skala Mohs

Keadaan oksidasi

Atom Tantalo dapat berpartisipasi dalam senyawa mereka dengan keadaan oksidasi berikut: -3, -1, +1, +2, +3, +4 dan +5, yang terakhir menjadi yang paling dominan. Oleh karena itu, senyawa tantal (V) atau +5 (V) lebih umum dan stabil (TA⁵⁺).

Elektronegativitas

1.5 Skala Pauling.

Energi ionisasi

Pertama: 761 kJ/mol

Kedua: 1500 kJ/mol

Reaktivitas

Tantal pada suhu di bawah 150 ºC adalah salah satu logam reaktivitas paling kimia atau lebih rendah. Pada suhu sekitar itu tidak diserang oleh asam encer atau terkonsentrasi, bahkan tahan terhadap aksi air kerajaan. Itu hanya dapat dilarutkan dengan asam fluorhorat.

Tantalus tidak diserang oleh sebagian besar alkali yang dilarutkan dalam air, tetapi oleh alkalis cair dan kalium hidroksida. Pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan fluor, klorin dan oksigen.

Dapat melayani Anda: Analisis Kuantitatif dalam Kimia: Pengukuran, Persiapan

Tantalus dioksidasi untuk membentuk pentoksida (TA₂SALAH SATU₅), senyawa yang memiliki beberapa aplikasi. Nitruro dan Tantalo carbide adalah senyawa kekerasan besar, digunakan dalam alat pemotong. Selain itu, tantal dapat menjadi bagian dari beberapa senyawa organometalik, seperti: pentamethyltalo, ta (ch (ch₃)₅.

Aplikasi

Potongan yang digunakan dalam listrik dan elektronik

Kapasitor tantalo di sirkuit elektronik. Sumber: EPOP, Domain Publik, Via Wikimedia Commons

Kapasitor atau kapasitor yang dibangun dengan tantalo memiliki nilai yang lebih besar dari hubungan antara kapasitansi dan volume yang jenis kapasitor lainnya, sehingga memungkinkannya untuk digunakan dalam instrumen yang memiliki sirkuit mikro; seperti ponsel, laptop, kamera elektronik, dll.

Tantalus telah digunakan dalam produksi elektron frekuensi ultra -tinggi untuk pemancar radio. Tantalo bereaksi dengan nitrogen dan oksigen yang membantu menjaga kekosongan tinggi di tabung, diperlukan saat potongan internal digunakan seperti kisi -kisi dan piring.

Ini juga digunakan untuk pembuatan elektroda untuk lampu neon dan penyearah AC/DC. Tantalus, karena keuletannya, digunakan untuk memproduksi kabel yang sangat tipis yang digunakan dalam penguapan aluminium.

Potongan kekerasan yang bagus

Tantalus adalah logam yang keras dan tahan, sehingga telah digunakan, dalam bentuk karbida, dalam pekerjaan logam dan alat kerja. Ini juga telah digunakan dalam pembuatan mesin reaksi, reaktor nuklir, suku cadang rudal, bilah turbin dan tapas pesawat.

Artikel kimia resistensi tinggi

Karena tantalus adalah lembam.

Selain itu, karena titik leleh yang tinggi dan resistensi oksidasi, digunakan dalam pembuatan cawan lebur untuk distilasi di tungku vakum.

Penggunaan medis

Tantalus adalah logam non -iritasi dan tahan terhadap cairan tubuh, sehingga telah digunakan dalam implan tulang ortopedi; Dan di samping itu, karena kelenturannya, lembaran logam yang digunakan dalam perbaikan bagian tengkorak yang rusak telah dibangun. Lembar ini juga digunakan dalam hubungan saraf yang robek.

Tantalus digunakan dalam elaborasi logam trabekuler, yang mirip dengan bahan tulang dan mendekati sifat fisiknya. Konfigurasi trabekuler dan berpori mendukung pembentukan infiltrasi tulang dan jaringan cepat.

Itu dapat melayani Anda: asam perklorik: formula, karakteristik dan penggunaan

Prosedur ini memiliki aplikasi dalam artroplasti pinggul dan lutut, dan dalam pengobatan nekrosis jaringan tulang pada kepala femoralis.

Hyalurorano adalah gel yang digunakan untuk mengangkut obat melalui kateter perkutan. Tantalus dimasukkan ke dalam gel untuk membuatnya buram ke x -rays dan mengamati masuknya ke dalam tubuh.

Demikian juga, tantal telah diselidiki untuk pencegahan osteoartritis dan skoliosis idiopatik remaja.

Yang lain

Tantalus digunakan dalam industri Cauchera sebagai katalis dalam sintesis butadieno. Ini juga digunakan dalam elaborasi pena, skala analitik dan instrumen bedah dan gigi dalam penggantian platinum.

Tantalus oksida digunakan dalam pembuatan indeks refraksi tinggi untuk lensa kamera.

Memperoleh

Tantalus memiliki kelimpahan antara 1 dan 2 ppm di kerak bumi, tidak berada dalam keadaan bebas. Ini dieksploitasi secara komersial dari Tantalita Mineral, meskipun juga ditemukan di Columbita dan Coltán.

Mineral yang dihancurkan, lindi dengan asam fluorhororat yang dicampur dengan asam sulfat atau hidroklorat, menghasilkan kompleks tantalus dan fluorida, h₂[TAF₇]. Kompleks ini mengalami ekstraksi cair-cair dengan menggunakan pelarut organik.

H₂[TAF₇] Kalium fluorida diolah untuk menghasilkan kalium fluktantalat, k₂[TAF₇], yang akhirnya dikurangi dengan natrium logam dengan memanaskan oven listrik, sehingga mendapatkan logam tantalus.

Isotop

Tantalus memiliki total 38 isotop, di mana seseorang hanya dapat dianggap stabil: ¹⁸¹Ta. Isotop ini memiliki kelimpahan 99.98 % dari tantalus, sedangkan 0.12% tersisa diwakili oleh ^180mTa.

Isotop dengan paling sedikit setengah -kehidupan adalah ¹⁹¹TA, dengan nilai lebih dari 300 nanodetik; sedangkan yang dengan setengah hidup terbesar adalah yang disebutkan di atas ^180mTa 2.0 · 10¹⁶ . Bagian dari peluruhan radioaktif diproduksi oleh penangkapan elektronik dan dengan emisi partikel α dan β^-.

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Tantalum. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
3. Kata. Doug Stewart. (2020). Fakta Elemen Tantalum. Pulih dari: chemicool.com
4. Pusat Nasional Informasi Bioteknologi. (2020). Tantalum. Ringkasan Elemen Pubchem untuk AtomicNumber 73. Pulih dari: pubchem.NCBI.Nlm.Nih.Pemerintah
5. Royal Society of Chemistry. (2020). Tantalum. Pulih dari: rsc.org
6. Para editor Eeritlopaedia Britannica. (2020). Tantalum. Dipulihkan dari: Britannica.com
7. Lentech b.V. (2020). Tantalum. Pulih dari: lentech.com
8. Jefferson Lab Resource. (2020). Isotop elemen tontalum. Pulih dari: pendidikan.Jlab.org