73-Tàntal

Català	Español		English	Français	Símbol: Ta	Nombre atòmic: 73
Tàntal	Tántalo		Tantalum	Tantale	Grup: 5	Període: 6
Família: Metalls de transició		Configuració electrònica: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰5p⁶ 6s²4f¹⁴ 5d³

Generalitats
Descobridor/s: Anders Gustaf Ekeberg		Nacionalitat: Suècia			Any: 1802
Origen del nom: procedeix de la paraula grega “Tantalos”, pare de “Niobe” en la mitologia grega. (el tàntal està estretament relacionat amb el niobi de la taula periòdica)		Una mica d’història: Fou descobert 2n 1802 pel suec Anders Gustaf Ekeberg (1767-1813) quan estudiava una mostra d’un mineral de Finlàndia conegut avui dia com tantalita, però molts químics pensaven que el niobi (l’element que té per damunt a la taula periòdica) i el tàntal eren el mateix, potser una forma alotròpica del niobi. Més tard, Rose en 1844 i marignac en 1866 van demostrar que els àcids niobic i tantàlic eren dos àcids diferents. Es va obtenir per primera vegada en 1820 per Jöns Jakob Berzelius, que el va preparar escalfant tantalfluorur de potassi, K₂TaF₇, amb excés de potassi i relativament pur per Von Bolton en 1907.
Estat natural: Es troba principalment en el mineral tantalita ((Fe, Mn)Ta₂O₆), i com impuresa, acompanyant al niobi i altres metalls, en la casiterita i en les roques granítiques. Els jaciments principals es troben a Austràlia, Escandinava, Brasil, Moçambique, Tailàndia, Portugal, Nigèria, Zaire i Canadà. També es un subproducte en l’extracció de l’estany.		Estructura cristal·lina: Sistema cúbic centrat en el cos		Tots els angles rectes a = b = c
Abundància a l’ésser humà: -	Abundància a la Terra: Ocupa el lloc 53è en la classificació dels elements més abundants en l’escorça terrestre.		Abundància al Sistema Solar: 0,08 ppb (parts per bilió) en pes

Propietats
Físiques	Massa atòmica (u)	Densitat (kg/m³)		Duresa (escala de Mohs)		Volum atòmic (cm³/mol)
	180,9479	16654		6,5		10,9
Tèrmiques	Estat d’agregació a 298 K	Punt de fusió (K)		Punt d’ebullició (K)
	sòlid	3258		5698
Radis	Radi atòmic (Å)	Radi iònic (Å)		Radi covalent (Å)
	1,46	0,71 (Ta⁺³) 0,75 (Ta⁺⁵)		1,34
Ionització	Afinitat electrònica (KJ/mol)	1a energia ionització (KJ/mol)	2a energia ionització (KJ/mol)		3a energia ionització (KJ/mol)		Estats d’oxidació
	31,1	761	1560		2150		-1, +2, +3, +4, +5
Elèctriques	Conductivitat elèctrica (mOhm.cm)^-1	Electròniques	Electronegativitat (Pauling)		Polaritzabilitat (Å³)
	80,3		1,5		13,1
Termodinàmiques	Calor d’atomització (KJ/mol d’àtoms)	Calor de fusió (KJ/mol)	Calor de vaporització (KJ/mol)		Calor específica (J/kg K)		Conductivitat tèrmica (J/m s ºC)
	782	31,4	753		150,48		57,5
Altres	Potencial normal de reducció (v)	Caràcter metàl·lic	Precaucions: La pols del metall presenta risc de foc i explosió. Tos els compostos de tàntal s’haurien de considerar com altament tòxics, alguns d’ells poden causar tumors. El tàntal pot ser nociu per inhalació, ingestió o absorció cutània; provoca irritació als ulls, a la pell i al tracte respiratori superior.
	-0,81 Ta₂O₅/Ta	metall
	Característiques:
	És un metall de color blanc platejat, mal·leable, dúctil i molt dur. Té un punt de fusió només superat pel tungsté i el reni.

Isòtops
Isòtop	Protons	Neutrons	Símbol	Vida mitjana	Abundància(%)	Altres
Tàntal-177	73	104	¹⁷⁷Ta	2,356 dies	0,00	Radioactiu
Tàntal-178	73	105	¹⁷⁸Ta	9,29 minuts	0,00	Radioactiu
Tàntal-179	73	106	¹⁷⁹Ta	1,8 anys	0,00	Radioactiu
Tàntal-180	73	107	¹⁸⁰Ta	1200 bilions d’anys	0,012
Tàntal-181	73	108	¹⁸¹Ta	Estable	99,988
Tàntal-182	73	109	¹⁸²Ta	114,43 dies	0,00	Radioactiu
Tàntal-183	73	110	¹⁷³Ta	5,1 dies	0,00	Radioactiu

Reactivitat
Descripció	En fred (per sota 150ºC) resulta resistent als agents químics i és atacat només per l’àcid fluorhídric, solucions acídiques que contenen el ió fluorur i pel triòxid de sofre lliure. No reacciona amb els àcids sulfúric, clorhídric i nítric. No reacciona amb l’aire ni amb l’aigua sota condicions normals, perquè la superfície del metall queda protegida per un estrat molt fi d’òxid. Escalfant al roig, crema en l’aire per a formar pentaòxid de tàntal, Ta₂O₅. Reacciona amb els halògens per a formar halurs de tàntal (V): 2Ta (s) + 5F₂ (g) à TaF₅ (s) de color blanc 2Ta (s) + 5Cl₂ (g) à TaCl₅ (l) de color blanc 2Ta (s) + 5Br₂ (g) à TaBr₅ (s) de color groc pàl·lid 2Ta (s) + 5I₂ (g) à TaI₅ (s) de color negre Es dissolt en àlcalis fosos. A temperatures elevades absorbeix hidrogen i es combina amb nitrogen fòsfor, arsènic, antimoni, silici, carboni i bor. Forma també compostos, per reacció directe, amb el sofre, seleni, i tel·luri a temperatures elevades.
Amb aire	Escalfant; à Te₂O₅
Amb H₂O	No reacciona
*Amb HCL* 6M**	No reacciona
*Amb HNO₃* 15M**	No reacciona
*Amb NaOH* 6M**	No reacciona

Obtenció

L’aïllament del tàntal és complexa. Els minerals de tàntal normalment contenen també niobi i com que só molt similars químicament, és difícil separar-los.

El tàntal es pot extreure de les menes primer fonent la mena amb àlcali i, llavors extraient la mescla resultant amb àcid fluorhídric, HF. La metodologia actual implica la utilització de tècniques d’extracció líquid-líquid per separar el tàntal d’aquesta solució. En aquest procés les sals de tàntal s’extrauen amb cetona MIBK (cetona de metilisobutil, 4 metilpenta-2-ona); el niobi roman a la solució de HF.

Després de la conversió en òxid, Te₂O₅, el tàntal metàl·lic es pot obtenir per reducció amb sodi, alumini, carboni o un alitge de ceri. També s’utilitza electròlisi de fluorurs fosos.

A vegades el tàntal s’obté com a subproducte en la producció d’estany.

Per a la seva distribució comercial, el metall que s’ha obtingut en forma de pols, es premsa en calent en un procés anomenat sinterització.

Usos

S’usa per aliatges resistents a la corrosió en plantes químiques i en aeronàutica, per a fer acers amb propietats desitjables com punt de fusió alt, resistència alta i bona ductilitat.

Degut a la tolerància del teixit humà a aquest metall i de la resistència d’aquest als àcids corporals, s’usa en la fabricació d’instruments quirúrgics i de peces per a la subjecció de fractures osses i en sutures.

És més resistent que el platí a molts agents corrosius i per això s’utilitza, en lloc d’aquest, en diferents materials de laboratori.

És molt inert i per això és útil per omplir reactors en les indústries químiques i nuclears.

El carbur de tàntal s’usa en eines per tallar acer. S’usa també en la fabricació de condensadors per a circuits electrònics i rectificador de tensió en circuits com per exemple en els sistemes de senyalització ferroviària.

El pentaòxid de tàntal s’usa per incrementar el poder de refracció en vidres òptics especials (lents de cameres).

Toxicitat

Tos els compostos de tàntal s’haurien de considerar com altament tòxics, alguns d’ells poden causar tumors.

El tàntal pot ser nociu per inhalació, ingestió o absorció cutània; provoca irritació als ulls, a la pell i al tracte respiratori superior.