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Tantal


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Tantal ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73.
Es ist ein selten vorkommendes hartes blaugraues Übergangsmetall mit hoher Korrosionsbeständigkeit. Tantal wird verwendet die Herstellung von medizinischen Instrumenten und Implantaten es nicht mit Körpergeweben und -flüssigkeiten reagiert.
Eigenschaften
Allgemein
Name Symbol Ordnungszahl Tantal Ta 73
Serie Übergangsmetalle
Gruppe Periode Block 5 (VB) 6 d
Dichte Mohshärte 16650 kg/m 3 6.5
Aussehen grau blau
Atomar
Atomgewicht 180.9479 amu
Atomradius (berechnet) 145 (200) pm
Kovalenter Radius 138 pm
van der Waals-Radius k.A.
Elektronenkonfiguration [ Xe ]4 f 14 5d 3 6 s 2
e - 's pro Energieniveau 2 8 18 32 11 2
Oxidationszustände ( Oxid ) 5 (leicht sauer )
Kristallstruktur kubisch raumzentriert
Physikalisch
Aggregatzustand ( Magnetismus ) fest
Schmelzpunkt 3290 K (3017° C )
Siedepunkt 5731 K (5458°C)
Molares Volumen 10.85 × 10 -3 m 3 /mol
Verdampfungswärme 743 kJ/mol
Schmelzwärme 31.6 kJ/mol
Dampfdruck 0.776 Pa bei 3269 K
Schallgeschwindigkeit 3400 m/s bei 293.15 K
Verschiedenes
Elektronegativität 1.5 ( Pauling-Skala )
Spezifische Wärmekapazität 140 J/(kg*K)
Elektrische Leitfähigkeit 7.61 10 6 /m Ohm
Wärmeleitfähigkeit 57.5 W/(m*K)
1. Ionisierungsenergie 761 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 1500 kJ/mol
Most stabil/Notable Isotopes
Isotop NH t 1/2 ZM ZE M eV ZP
179 Ta {syn.} 1.82 y ε 0.110 179 Hf
180 Ta 0.012% 8.125 h ε
β + 		0.854
0.708 		180 Hf
180 W
Meta {Syn} >1.2 E15 y β -
ε 		0.075 180 W
180 Hf
181 Ta 99.988% Ta ist stabil mit 108 Neutronen
NMR-Eigenschaften
181 Ta
Kernspin 7/2
gamma / rad / T 3.202e7
Empfindlichkeit 0.036
Larmorfrequenz bei B="4".7 T 23.9 M Hz
SI -Einheiten und Standardbedingungen werden benutzt
sofern nicht anders angegeben.

Inhaltsverzeichnis

Bemerkenswerte Eigenschaften

Tantal ist grau schwer duktil sehr leicht zu bearbeiten hervoragend beständig in Säuren ein guter Wärme- und Stromleiter. Über 150°C Tantal meist vollkommen beständig in Flusssäure sauren und freiem Schwefeltrioxid. Nur Wolfram und Rhenium einen höheren Schmelzpunkt.

Vorkommen

Fast ausschließlich in Afrika und Australien. Kongo Südafrika Namibia als in Pegmatite eingelagerte Minerale Columbit Tantalit. trivial Coltan . Die Konzentration ist sehr gering. Der Teil des heute verwendeten Tantals stammt aus
Ein technisch außerordentlich wichtige Quelle sind tantalhaligen aus der Zinnverhüttung. In den 1980 stellten die größte Tantalquelle dar.

Herstellung

Die Trenung von Niob und Tantal aufgrund des ähnlichen Verhaltens der beiden Elemente aufwendig.

Großtechnisch stehen mehrere Wege offen :

  • Elektrolyse von geschmolzenem Kaliumfluorotantalat
  • Reduktion von Kaliumfluorotantalat mit Natrium
  • Reaktion von Tantalkarbid mit Tantaloxid

Verwendung

Hauptsächlich für sehr kleine Kondensatoren mit hoher Kapazität . Diese Kondensatoren werden überall in der Mikroelektronik verwendet. Ebenso wird Tantal zur Herstellung hochschmelzenden und hochfesten Legierungen eingesetzt. Als Legierungszusatz es zur Herstellung karbidhaltiger Werkzeug- und Schneidstähle Herstellung von Superlegierungen für den Einsatz in für Ausrüstungskomponenten in der chemischen Prozessindustrie Komponenten Nuklearreaktoren und für Raketenteile verwendet. Als duktile kann Tantal zu Feindraht gezogen werden.
Wegen seiner Immunität und nicht irritierenden gegenüber Körpergeweben wird Tantal für medizinische Implatate Instrumente eingesetzt. Tantaloxid wird für Spezialgläser mit hohen Brechungsindex z.B. für Kameralinsen verwendet. Metallisches wird auch für Komponenten im Vakuumofenbau verwendet.

Geschichte

Tantal ( Tantalos griechische Mythologie) wurde 1802 in Schweden Anders Gustav Ekeberg aus finnischen Mineralien in seines Oxides entdeckt und elementar 1815 von J. J. Berzelius durch Reduktion des Fluorids mit Kalium Lange Zeit hielt man Niob und Tantal identisch. Erst 1844 konnte Heinrich Rose das Verhalten von Niob- und Tantalsäure zeigen. 1903 die Darstellung von duktilem und relativ reinem Tantal (Werner von Bolton). Tantaldraht diente bis Einführung von Wolframdraht als Glühfaden in elektr.

Verbindungen

Tantalpentoxid Ta 2 O 5

Vorsichtsmaßnahmen

Tantalhaltige Verbindungen kommen selten vor. Unter verursacht der Umgang mit ihnen normalerweise keine Tantal und seine Verbindungen sind nicht toxisch. gibt aber vage Hinweise auf krebsauslösendes Verhalten Tantalverbindungen. Von Tantalpulver und -staub geht eine Feuer- und Explosionsgefahr aus.

Weblinks




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