Tantal

Från Wikipedia
Hoppa till navigering Hoppa till sök
Tantal
Nummer
73
Tecken
Ta
Grupp
5
Period
6
Block
d
Nb

Ta

Db
HafniumTantalVolfram
[Xe] 4f14 5d3 6s2
73Ta

Tantalum single crystal and 1cm3 cube.jpg

Emissionsspektrum
Emissionsspektrum
Generella egenskaper
Relativ atommassa180,947 9 u
UtseendeGrå-blå
Fysikaliska egenskaper
Densitet16 650 kg/m3 (273 K)
AggregationstillståndFast
Smältpunkt3 290 K (3 017 °C)
Kokpunkt5 731 K (5 458 °C)
Molvolym10,85 × 10-6 m3/mol
Smältvärme31,6 kJ/mol
Ångbildningsvärme743 kJ/mol
Atomära egenskaper
Atomradie145 (200) pm
Kovalent radie138 pm
JonisationspotentialFörsta: 761 kJ/mol
Andra: 1 500 kJ/mol
(Lista)
Elektronkonfiguration
Elektronkonfiguration[Xe] 4f14 5d3 6s2
e per skal2, 8, 18, 32, 11, 2
Electron shell 073 Tantalum - no label.svg
Kemiska egenskaper
Oxidationstillstånd5 (svag syra)
Elektronegativitet1,5 (Paulingskalan)
Diverse
Ljudhastighet3 400 m/s
Elektrisk konduktivitet7,61 × 106 A/(V × m)
Mohs hårdhet6,5
Identifikation
Historia
Stabilaste isotoper
Huvudartikel: Tantalisotoper
Nuklid NF t1/2 ST SE (MeV) SP
179Ta {syn.} 1,82 år ε 0,110 179Hf
180Ta 0,012 % 8,125 timmar ε
β+
0,854
0,708
180Hf
180W
180mTa {syn.} >1,2×1015 år β-
ε
0,075 180W
180Hf
181Ta 99,988 %
Stabil
SI-enheter och STP används om inget annat anges.

Tantal är ett hårt metalliskt grundämne. På grund av att tantal spontant täcks av ett skyddande oxidskikt angrips materialet ej av syror och används därför bland annat i kemisk apparatur. Denna egenskap har även gjort tantal till ett sedan 1960-talet efterfrågat ämne för tillverkning av högkvalitativa elektrolytkondensatorer, tantalelektrolytkondensatorer, gemenligen i kortform kallade tantalyter. Sådana kondensatorer används i all slags utrustning med elektronik, där krav på små dimensioner motiverar deras höga pris.

Tantal upptäcktes år 1802 av svensken Anders Gustaf Ekeberg, som namngav den tåliga metallen efter den antika mytologins Tantalos.

Tantalit[redigera | redigera wikitext]

Ett mineral som innehåller betydande koncentrationer av tantal är tantalit.[1] I detta är tantal ofta förenat med järn (Fe) och mangan (Mn), utöver syre (O): (Fe,Mn)Ta2O6. Föreningen med järn kallas ferrotantalit (järntantalit) eller tantalit-(Fe),[2] med mangan manganotantalit eller tantalit-(Mn).[3]

En tantalitrik malm är coltan (columbit-tantalit), där tantaliten bildat en fast lösning med det likartade niob-rika mineralet columbit ((Fe,Mn)Nb2O6).

Den snabba ökningen av efterfrågan på tantalmineral (coltan) under 1990-talet har lett till omfattande illegal utvinning i bland annat Kongo-Kinshasa, vilket resulterat i miljöförstöring och utgjort en drivkraft till militära konflikter.

Separation av tantal från niob[redigera | redigera wikitext]

Tantalit innehåller, förutom grundämnet tantal även en varierande mängd av grundämnet niob. Dessa två grundämnen är mycket lika och därmed svåra att separera. De kan dock skiljas åt med olika metoder. Traditionellt har framför allt två metoder använts. Den första bygger på att man överför niob och tantal till klorid-form (NbCl5 respektive TaCl5) varefter de skiljs och renas genom destillation. Den andra metoden bygger på fraktionerad kristallisation där metallerna överförs till fluoridform med fluorvätesyra och kaliumfluorid. Tantal bildar kaliumfluorotantalat (K2TaF7) som kristalliseras ut medan niob bildar ett oxifluoroniobat med högre löslighet som inte kristalliserar förrän pH ändras. Denna metod kom dock i mitten av 1900-talet att ersättas av metoder som bygger på vätskeextraktion. Det kan t.ex. ske genom att mineral med de båda ämnena löses i t.ex. fluorvätesyra, extraheras över till en organisk fas av t.ex. metylisobutylketon, tributylfosfat eller 1-oktanol, och därefter selektivt extraheras tillbaka till en vattenfas och sedan fälls ut t.ex. med hjälp av kaliumfluorid eller ammoniak. Denna princip har sedan vidareutvecklats till metoder där faserna separeras med membran.[4][5][6]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Tantalum-Niobium international study center
  2. ^ Barthelmy, David. ”Tantalite-(Fe) Mineral Data”. Mineralogy Database, webmineral.com. http://webmineral.com/data/Tantalite-%28Fe%29.shtml#.UinwRH_4Lkw. Läst 6 september 2013. 
  3. ^ Barthelmy, David. ”Tantalite-(Mn) Mineral Data”. Mineralogy Database, webmineral.com. http://webmineral.com/data/Tantalite-%28Mn%29.shtml#.UinzH3_4Lkw. Läst 6 september 2013. 
  4. ^ Enghag, Per (1998). Jordens grundämnen och deras upptäckt, del 1. Stockholm: Industrilitteatur AB. sid. 133. ISBN 91-7548-511-7 
  5. ^ Ayanda, Olushola S.; Adekola, Folahan A.. Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering 10 (3): sid. 245-256. 
  6. ^ Ungerer, Marietjie (2012). ”Separation of Tantalum and Niobium by Solvent Extraction”. http://dspace.nwu.ac.za/bitstream/handle/10394/9850/ungerer_m.pdf?sequence=1. Läst 1 februari 2016.