تانتالم
تانتالم ( سابقاً تانتالیم نامیده می شد) عنصر شیمیایی است که با نشان Ta و عدد اتمی 73 در جدول تناوبی وجود دارد. تانتالم که فلز انتقالی براق، سخت، کمیاب و به رنگ آبی خاکستری است به شدت در برابر فرسایش بوسیله اسید مقاوم بوده و در کانی تانتالیت وجود دارد. تانتالم چون با مایعات بدن واکنش نمی کند در وسایل جراحی و پیوندها به کار می رود.
خصوصیات قابل توجه
تانتالم خاکستری رنگ، سنگین، انعطاف پذیر، بسیار سخت، به آسانی قابل تهیه، به شدت در برابر اسیدها مقاوم و از هدایت الکتریکی و حرارتی خوبی برخوردار می باشد.
در واقع این فلز در دماهای زیر 150 درجه سانتی گراد کاملاً از حملات شیمیایی مصون است و فقط توسط اسید هیدروفلوئوریک، محلول های اسیدی حاوی یون فلورید و تری اکسید سولفور آزاد مورد حمله قرار می گیرد. تنها نقطه ذوب تنگستن و رنیم از این عنصر بیشتر است (نقطه ذوب k 3290 و نقطه جوش k 5731).
کاربردها
کاربرد اصلی تانتالم به صورت پودر فلزی در تولید قطعات الکترونیکی، عمدتاً خازن های تانتالم می باشد. موارد استفاده از خازن های تانتالم بیشتر در تلفن های سیار، پیجرها، رایانه ها و الکترونیک موتوری است.
از تانتالم هم چنین جهت تولید آلیاژهای مختلفی که دارای نقاط ذوب بالا، مقاومت و انعطاف پذیری هستند استفاده می شود. تانتالم با عناصر دیگر آلیاژهایی می سازد که در تولید ابزارهای کاربید برای وسایل فلزکاری و در تولید ابر آلیاژها برای قطعات موتورهای جت، ابزار فرآیندهای شیمیایی، رآکتورهای هسته ای و قطعات موشک به کار می روند. این فلز انعطاف پذیر بوده و می توان آنرا به شکل سیم های ظریفی تبدیل نمود که به عنوان یک افروزه جهت تبخیر فلزاتی همچون آلومینیم به کار می روند.
چون در برابر واکنش مایعات بدن مصون است و تحریک کننده نیز نمی باشد در ساخت وسایل جراحی کاربرد وسیعی دارد. قرار است از اکسید تانتالم برای ساخت شیشه هایی با ضریب شکست بالا جهت لنز دوربین استفاده شود. علاوه بر این ها از این فلز در تولید قسمت های کوره خلأ استفاده می گردد.
تاریخچه
تامتالم ( واژه یونانی Tantalos، ویژگی اسطوره شناسی) در سال 1802 توسط Anders Ekeberg در سوئد کشف شد و در سال 1820 به وسیله Jons Berzelius جداسازی شد. بسیاری از شیمیدانان معاصر تا سال 1844 تصور می کردند نیوبیم و تانتالم عناصری مشابه هستند تا اینکه پس از سال 1866 محققان اثبات کردند اسیدهای نیوبیم و تانتالم ترکیباتی متفاوت می باشند.
محققان در ابتدا فقط توانستند نوع ناخالص این فلز را جدا کنند و اولین شکل نسبتاً خالص و انعطاف پذیر این فلز در سال 1903 به وسیله Werner von Bolton تولید شد. قبل از تنگستن از سیم های باریک تانتالم در لامپ استفاده می شد.
نام این عنصر از نام تانتالوس، پدر نایوبی در اسطوره شناسی یونانی گرفته شده که پس از مرگ مجازات شد به صورتی که با میوه هایی رسیده بالای سرخود محکوم به ایستادن تا زانو در آب بود و هر دو حالت برای همیشه او را به هوس می انداخت اگر برای نوشیدن آب خم شود سطح آب پایین می رود و اگر برای چیدن میوه اقدام کند شاخه ها از دسترس او دور می شوند. این حالت مشابه خصوصیت عمومی واکنش ناپذیری تانتالم به حساب می آید این عنصر در کنار معرف ها قرار می گیرد ولی تحت تأثیر آن ها واقع نمی شود.
پیدایش
تانتالم اصولاً در کانی تانتالیت FeMn)Ta2O))6 ) و اوکسنیت و سایر کانی ها (سامارسکیت و فرگوسونیت) یافت می شود. کانی های تانتالم در استرالیا، برزیل، کانادا، جمهوری دموکراتیک کنگو، موزامبیک، نیجریه، پرتقال و تایلند استخراج می شوند. تانتالیت اکثراً به همراه کلمبیت در سنگ معدنی به نام کلتان وجود دارد که درباره منابع آن ها سوالاتی مطرح شده است.
مراحل پیچیده ای برای جداسازی تانتالم از نیوبیم به کار گرفته می شود. برای تولید تجاری این عنصر باید از یکی از روش های متفاوت این کار استفاده نمود مثلاً الکترولیز فلوروتنتالات پتاسیم مذاب، کاهش فلوروتنتالات پتاسیم با سدیم یا به وسیله واکنش کاربید تانتالم با اکسید تانتالم. تانتالم همچنین یک محصول جانبی از استخراج قلع می باشد.
ترکیبات
دانشمندان آزمایشگاه ملی Los Alamos مادهای مرکب گرافیت، کاربید و تانتالم ساخته اند که یکی از سخت ترین مواد ساخته شده محسوب می شود.
ایزوتوپ ها
تانتالم به طور طبیعی دارای دو ایزوتوپ می باشد. Ta-181 که ایزوتوپی پایدار است و Ta-180 که ایزوتوپ رادیواکتیو است که خیلی سریع به یک ایزومر هسته ای با نیمه عمر بیش از 15 10سال تبدیل می شود.
هشدارها
ترکیبات دارای تانتالم به ندرت مشکل ساز بوده و این فلز عموماً در آزمایشگاه دردسرساز نمی باشد اما باید آن را شدیداً سمی به حساب آورد. شواهدی مبنی بر تومورزایی ترکیبات تانتالم وجود دارد و گرده فلز آن خطر انفجار و احتراق در پی دارد.
مرکز یادگیری سایت تبیان - منبع: پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور
تنظیم: مریم فروزان کیا
