Tantal er et metall i gruppe 5 i grunnstoffenes periodesystem sammen med vanadium og niob.

Tantal er et sjeldent grunnstoff og er anslått å utgjøre 3,4 · 10–4 vektprosent av jordskorpen. Grunnstoffet forekommer i små og spredte mengder. Niob og tantal har like kjemiske egenskaper, og de forekommer ofte sammen, først og fremst i mineralet columbitt (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6 som også kalles niobitt og tantalitt alt etter som niob eller tantal er til stede i størst mengde. To tantalrike mineraler er tapiolitt, FeTa2O6, og mikrolitt, NaCaTa2O6(OH,F). Små mengder tantal inngår i lantanoidholdige mineraler som samarskitt, fergusonitt og euxenitt og i visse titanholdige mineraler. Mindre mengder tantal opptrer sammen med tinn, og slagg fra tinnfremstilling er et viktig råstoff for utvinning av metallet.

Tantal løser små mengder oksygen og nitrogen og blir dermed sprøtt og hardt. Det er meget korrosjonsbestandig i vann pga. et passiverende sjikt av amorft tantalpentoksid, men angripes av flussyre, rykende svovelsyre og smeltede alkalier. Over ca. 450 °C reagerer tantal raskt med oksygen og nitrogen. Til tross for sitt høye smeltepunkt kan tantal derfor ikke brukes ved høye temperaturer i oksiderende omgivelser hvis det ikke er belagt med beskyttende belegg (f.eks. silisider, aluminider). I kjemiske forbindelser er oksidasjonstrinn +V det mest vanlige og stabile, men tantal kan også opptre med alle oksidasjonstrinn mellom –VI og V, unntatt –II.

Tantal fremstilles ved å smelte anrikede tantalkonsentrater med natriumhydroksid. Da omdannes tantal og niob til tantalat og niobat. Ved behandling med varmt vann og saltsyre løses det meste av forurensningene. De tantal- og niobholdige oksidene løses så som fluorokomplekser i flussyre. Tantal danner mindre løselige [MeF7]2 komplekser enn niob og skilles ut som kaliumheptafluorotantalat, K2TaF7, ved tilsetning av en kaliumforbindelse. Moderne separasjonsteknikker utnytter væske–væske-ekstraksjon av fluorokomplekser mellom flussyre og metylisobutylketon (4-metylpentan-2-on). Tantalfluoridene opptas i ketonet fortrinnsvis fra løsninger med lav surhet.

Tantalmetall kan fremstilles ved elektrolyse av smelter av kaliumheptafluorotantalat (K2TaF7) og tantalpentoksid ved 800–900 °C, ved reduksjon av TaCl5 med magnesium eller natrium eller ved termisk spalting av tantalpentajodid, TaI5. Den siste metoden gir meget rent metall. Alle metodene gir tantal i form av pulver eller krystaller. Metallet kompakteres i beskyttelsesatmosfære (argon) eller i høyvakuum ved sintring, lysbue- eller elektronstrålesmelting.

Tantalmetall er kostbart å fremstille, men har likevel anvendelser som korrosjonsbestandig materiale i spesialutstyr i kjemisk industri og kjemiske laboratorier. Det brukes i visse typer elektriske kondensatorer, som gettermateriale (se getter), i røntgenrør, elektronrør og i noen grad som legeringstilsetning i spesiallegeringer for anvendelse ved høye temperaturer (superlegeringer).

Tantal ble i blanding med niob oppdaget i 1802 av svensken Anders Gustav Ekeberg  i Uppsala. Ved undersøkelser av svenske og finske malmer fant han et metalloksid som i motsetning til andre oksider ikke løste seg i overskudd av syrer. På grunn av denne egenskapen gav Ekeberg det tilsvarende metallet navnet tantalum etter sagnskikkelsen Tantalos i gresk mytologi. I likhet med Tantalos, som ikke var i stand til å ta til seg noe av det vann og den frukt som omgav han, kunne heller ikke tantaloksidet gjøre seg nytte av det syreoverskudd som det ble behandlet med.

Tantal og niob var lenge antatt å være samme grunnstoff, men den tyske kjemikeren Heinrich Rose viste i 1844 at de var to forskjellige grunnstoffer. Det andre grunnstoffet fikk navnet niob etter Niobe, datter av Tantalos. Rose fremstilte i 1856 tantalmetall ved å redusere natriumfluorotantalat og tantalpentaklorid, med metallisk natrium. Se også niob.

Kjemisk symbol Ta
Atomnummer 73
Relativ atommasse 180,9479
Smeltepunkt 2996 °C
Kokepunkt 5450 °C
Densitet 16,65 g/cm3
Oksidasjonstall 0, I, II, III, IV, V
Elektronkonfigurasjon [Xe]4f145d36s2

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.