Tantal

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Nb

Ta

Db

HafniumTantalWolfram

Ta
73
↓Periodická tabulka prvků↓
Obecné
Název (lat.), značka, číslo Tantal (Tantalum), Ta , 73
Registrační číslo CAS 7440-25-7
Umístění v PSP skupina,

. perioda, blok

Char. skupina Přechodné kovy
Hmotnostní zlomekzem. kůře ppm
Konc. v mořské vodě mg/l
Počet přírodních izotopů
Vzhled šedý kov
7440-25-7
Emisní spektrum
Atomové vlastnosti
Rel. at. hmotnost 180,9479
Atomový poloměr 146 pm
Kovalentní poloměr 170 pm
van der Waalsův poloměr pm
Elektronová konfigurace
Elektronů v hladinách
Oxidační číslo II, III, IV, V
Fyzikální vlastnosti
Skupenství Pevné
Krystalová struktura
Hustota 16,69 g/cm³
Kritická hustota {{{kritická hustota}}} g cm−3
Tvrdost 6,5 (Mohsova stupnice)
Magnetické chování Paramagnetické
Měrná magnetická susceptibilita {{{magnetická susceptibilita}}}
Teplota tání 3017 °C (3290 K)
Teplota varu 5458 °C (5731 K)
Kritická teplota {{{kritická teplota c}}} °C ({{{kritická teplota k}}} K)
Teplota trojného bodu {{{teplota trojného bodu c}}} °C ({{{teplota trojného bodu k}}} K)
Teplota přechodu do supravodivého stavu {{{teplota supravodivosti}}}
Teplota změny krystalové modifikace {{{teplota změny modifikace}}}
Tlak trojného bodu {{{tlak trojného bodu}}} kPa
Kritický tlak {{{kritický tlak}}} kPa
Molární objem · 10−6 m3/mol
Dynamický viskozitní koeficient {{{dynamický viskozitní koef.}}}
Kinematický viskozitní koeficient {{{kinematický viskozitní koef.}}}
Tlak nasycené páry
Rychlost zvuku m/s
Index lomu {{{index lomu}}}
Relativní permitivita {{{relativní permitivita}}}
Elektrická vodivost S·m−1
Měrný elektrický odpor 131 μΩ
Teplotní součinitel el. odporu {{{součinitel elektrického odporu}}}
Tepelná vodivost 57,5 W·m−1·K−1
Povrchové napětí {{{povrchové napětí}}}
Termodynamické vlastnosti
Skupenské teplo tání
Specifické teplo tání {{{spec. teplo tání}}}
Skupenské teplo varu
Specifické teplo varu {{{spec. teplo varu}}}
Molární atomizační entalpie {{{molární atomizační entalpie}}}
Entalpie fázové přeměny modifikace {{{entalpie fázové přeměny modifikace}}}
absolutní entropie {{{absolutní entropie}}}
Měrná tepelná kapacita {{{měrná tepelná kapacita}}}
Molární tepelná kapacita {{{molární tepelná kapacita}}}
Spalné teplo na m³
Spalné teplo na kg
Různé
Van der Waalsovy konstanty {{{van der Waalsovy konstanty}}}
Teplotní součinitel délkové roztažnosti {{{součinitel délkové roztažnosti}}}
Redoxní potenciál V
Elektronegativita 1,5 (Paulingova stupnice)
Ionizační energie
Iontový poloměr {{{iontový poloměr}}} pm
Izotopy
izo výskyt t1/2 rozpad en. MeV prod.
5 -
{{{výskyt}}} je stabilní s neutrony
je stabilní s neutrony
je stabilní s neutrony
Bezpečnost


R-věty
S-věty
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP.

Tantal (chemická značka Ta latinsky Tantalum) je vzácný, tvrdý, modro-šedý, lesklý, přechodný kov. Je vysoce korozivzdorný a používá pro výrobu chirurgických nástrojů a implantátů, protože je zcela inertní vůči organickým tělesným tkáním.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Tantal byl objeven roku 1802 švédským chemikem Andersem G. Ekebergem, čistý prvek byl izolován až v roce 1820 Jönsem Berzeliem. Jméno získal podle bájného krále Tantala z řecké mytologie a je vyjádřením jeho význačné vlastnosti – chemické netečnosti. Tantal patří mezi mimořádně obtížně tavitelné kovy, pouze wolfram a rhenium mají vyšší bod tavení. Chemicky je silně podobný prvku niobu a obvykle jej doprovází v minerálech a rudách.

Tantal je šedý, kujný, velmi pevný kovový prvek, vysoce odolný proti kyselinám, je dobrým vodičem tepla a elektřiny. Při teplotách pod 150 °C je téměř chemicky inertní, nereaguje dokonce ani s lučavkou královskou. Za teplot pod 4,48 K se stává supravodičem I typu. Rozpouští se v kyselině fluorovodíkové (HF), kyselých roztocích obsahujících fluoridové ionty a kapalném oxidu sírovém (SO3). Poměrně snadno se tantal rozkládá alkalickým tavením. V chemických sloučeninách se vyskytuje v mocenství Ta+3 a Ta+5.

Výskyt a výroba[editovat | editovat zdroj]

Minerál samarskit s obsahem cca 0,2 % Ta, Utah

Tantal je na Zemi velmi vzácný, jeho obsah v zemské kůře se odhaduje na 2 mg/kg. Koncentrace v mořské vodě je natolik nízká, že ji nelze změřit ani nejcitlivějšími analytickými metodami a uvádí se, že je nižší než 0,000 0025 mg/l. Ve vesmíru připadá jeden atom tantalu na 1 500 miliard atomů vodíku.

Tantal se v přírodě vyskytuje v minerálu tantalitu ((Fe,Mn)Ta2O6) a euxenitu (Y,Ca,Ce,U,Th)(Nb,Ta,Ti)2O6. Ložiska rud s prakticky využitelným obsahem tantalu se nalézají v Austrálii, Brazílii, Kanadě, jižní Africe a Egyptě.

Výroba čistého kovu je značně komplikovaná, protože ve všech přírodních rudách jej doprovází niob, jehož chemické chování je velmi podobné. Obvykle se pro separaci těchto dvou kovů používá krystalizace jejich fluorokomplexů nebo frakční destilace pětimocných chloridů. Po přečištění sloučenin se elementární kovový tantal vyrábí elektrolyticky.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Tantalový elektrolytický kondenzátor

Hlavní použití nachází tantal při výrobě elektronických součástek, hlavně tantalových kondenzátorů. Tantalové elektrolytické kondenzátory využívají schopnosti tantalu vytvořit odolnou povrchovou vrstvu oxidu, tantalová fólie tvoří první desku kondenzátoru, oxid jako jeho dielektrikum a elektrolyt tvoří druhou desku. Protože oxidická vrstva může být velmi tenká (tenčí než v jiných typech kondenzátorů) můžeme v malém objemu získat velkou kapacitu, to umožňuje využití těchto kondenzátorů v telefonech, počítačích atd.

Tantal se také využívá v mnoha slitinách, které díky němu získávají vysokou teplotu tání, jsou pevné a kujné. Nacházejí uplatnění při výrobě vysoce namáhaných součástek v leteckých turbomotorech, ponorkách, atomových reaktorech a chemických reaktorech pro speciální aplikace. Protože je v lidském těle absolutně inertní, používá se často jako součást slitin pro výrobu chirurgických nástrojů a tělních implantátů. Karbid tantalu je jedním z nejtvrdších známých materiálů a používá se při výrobě speciálních brusných směsí a pro ochranu povrchů vrtných zařízení. Oxid tantalu je složkou speciálních skel pro výrobu optických součástek (např. čočky filmových kamer), protože jeho přítomnost silně zvyšuje index lomu materiálu.

Izotopy[editovat | editovat zdroj]

Přírodní tantal obsahuje dva izotopy. 181Ta je stabilní a 180Ta má poločas rozpadu více než 1015 let.

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973
  • Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974
  • Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961
  • N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků 1. díl, 1. vydání 1993 ISBN 80-85427-38-9

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]



Periodická tabulka chemických prvků
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H (přehled) He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
 
*Lanthanoidy  La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
**Aktinoidy  Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
 
Skupiny prvků: Kovy · Nekovy · Polokovy | Blok s · Blok p · Blok d · Blok f