tantal

Tantal er et metall som er svært bestandig mot korrosjon. Det er et grunnstoff som tilhører gruppe fem i periodesystemet sammen med vanadium og niob.

Faktaboks

Uttale
tantˈal
Etymologi
Også kjent som

engelsk tantalum

Det er to stabile isotoper av tantal: 189Ta (0,012 %) og 181Ta (99,988 %)

Forekomst

Tantal er et sjeldent grunnstoff og er anslått å utgjøre 2 ppm 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. Dette mineralet kalles også niobitt eller 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.

Kjemiske egenskaper

Tantal løser små mengder oksygen og nitrogen og blir dermed sprøtt og hardt. Metallet er meget korrosjonsbestandig i vann på grunn av et passiverende sjikt av amorft tantalpentoksid, men det angripes av flussyre, rykende svovelsyre og smeltede alkalier.

Over cirka 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 (for eksempel silisider eller 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.

Fremstilling

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.

Bruk

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, i røntgenrør, elektronrør og i noen grad som legeringstilsetning i spesiallegeringer for anvendelse ved høye temperaturer (superlegeringer).

Historie

Tantal ble i blanding med niob oppdaget i 1802 av svensken Anders Gustav Ekeberg (1767–1813) 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 vannet og frukten 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.

Tantal

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

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg