Презентация по химии Тантал Выполнил ученик 7 В класса

Презентация по химии. Тантал. Выполнил ученик 7”В” класса Шпикин Григорий.

Тантал. Тантал – химический элемент в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 73, обозначается символом Ta (от лат. Tantalum) и имеющий относительную атомную массу 180, 9479 а. е. м. Этот химический элемент тяжелый, платиново-серый с синеватым оттенком блестящий металл, довольно твердый, но ковкий.

Название. Химический элемент был назван по имени героя древнегреческой мифологии - Тантала (Тантал – фригийский царь, который за жестокость был обречен на вечные муки голода, жажды и страха). Это связано с большими трудностями получения элемента в чистом виде.

Открытие и история. Тантал открыт в 1802 году шведским химиком Андерсом Густавом Экебергом в двух минералах: танталите и иттротанталите, которые были найдены в Финляндии и Швеции. На протяжении многих десятилетий промышленный мир не проявлял к Танталу никакого интереса. Да, Тантала, как такового, попросту и не существовало: в чистом компактном виде Тантал удалось получить спустя столетие с момента открытия элемента. Это произошло в самом начале 20 века - в 1902 году. Пластичный металлический Тантал был впервые получен немецким ученым Вернером фон Больтоном. С тех пор этот металл и начал использоваться в промышленности.

Нахождение в природе. Земная кора содержит лишь 0, 0002% Тантала, однако природа сравнительно богата его минералами - их насчитывается более 130 (как правило, Тантал в этих минералах неразлучен с Ниобием). Наиболее важное сырье для получения Тантала - Танталит и Колумбит. Основные месторождения Танталита находятся в Финляндии, Скандинавии и в Северной Америке. Минерал Тантала и Ниобия

Физические свойства. Тантал обладает высокой температурой плавления — 3017 °C (он уступает лишь Вольфраму и Рению); кипит при 5458 °C. Плотность Тантала — 16, 65 г/см³. Несмотря на твёрдость, пластичен, как Золото. Свойства Тантала в большой степени зависят от его чистоты; примеси Водорода, Азота, Кислорода и Углерода делают металл хрупким. Чистый Тантал хорошо поддается различной механической обработке, легко штампуется, перерабатывается в тончайшие листы и проволоку. Тантал

Химические свойства. В химическом отношении Тантал при обычных условиях малоактивен (сходен с ниобием (Nb)). На воздухе чистый компактный Тантал устойчив; окисляться начинает при 280 °С, имеет лишь один стабильный оксид – оксид Тантала (V) - Та 2 О 5. Химический элемент исключительно устойчив к действию многих жидких металлов: Na, К и их сплавов, Li, Pb и других, а также сплавов U - Mg и Pu - Mg. Очень устойчив к воздействию Серной кислоты (при 200 °C металл корродирует(ржавеет) в кислоте лишь на 0, 006 миллиметра в год). Начиная с 800 °C, Карбид Тантала (Ta. C) взаимодействует с Кислородом (O 2), образуя оксид Тантала(V) (Ta 2 O 5). Оксид Тантала (V)(Ta 2 O 5) Карбид Тантала (Ta. C)

Получение. Большую часть Тантала получают из пирохлоровых и танталит-колумбитовых концентратов¹ и из шлаков³ оловянной плавки. Разделение Тантала и Ниобия производят с помощью экстракции². Разделяют Тантал и Ниобий с получением чистых соединений экстракцией², например, трибутилфосфатом из плавиковокислых растворов, или хлоридов. Металлический Тантал обычно получают восстановлением Ta 2 O 5 Углеродом, либо электрохимически из расплавов. Руды, содержащие Тантал, редки, комплексны, бедны Танталом; перерабатывают руды, содержащие до сотых долей процента (Та, Nb)2 O 5, и шлаки³ восстановительной плавки оловянных концентратов¹. ¹Концентрат (лат. Concentratus — «сосредоточение» ) — вид продукции, в которой содержание полезного компонента выше, чем в исходном сырье. ²Экстракция (от лат. extraho — извлекаю) — способ извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстрагента). ³Шлак (нем. Schlacke) — побочный продукт или отход от производства металла.

Применение. Первоначально металл использовался для изготовления проволоки для ламп накаливания. Сегодня из Тантала и его сплавов изготовляют: Аппаратуру для химической промышленности, фильеры, лабораторную посуду и тигли для получения, плавки, и литья редкоземельных элементов, а так же иттрия и скандия. Теплообменники для ядерно-энергетических систем (Тантал наиболее из всех металлов устойчив в перегретых расплавах и парах Цезия-133). В хирургии, листы, фольгу и проволоку из Тантала используют для скрепления тканей, нервов, наложения швов, изготовления протезов, заменяющих повреждённые части костей (ввиду биологической совместимости). Карбид Тантала применяется в производстве твёрдых сплавов (смеси карбидов Вольфрама и Тантала — марки с индексом ТТ, для тяжелейших условий металлообработки и ударно поворотного бурения крепчайших материалов (камень, композиты). Тантал и Ниобий используют для производства электролитических конденсаторов высокой удельной емкости (но Тантал позволяет производить более качественные конденсаторы). Тантал используется в последние годы в качестве ювелирного металла, в связи с его способностью образовывать на поверхности прочные пленки оксида любого цвета. Большой потребитель Тантала – телекоммуникационные сети. Шкаф телекоммуникационного оборудования.

Около трети всего производимого Тантала, используется при изготовлении танталовых конденсаторов и других электронных приборов. Танталовые конденсаторы обладают намного большим сроком службы по сравнению с алюминивыми электролитическими. Благодаря высокой температуре плавления и кипения Тантала, танталовые электроды устойчивы к воздействию импульсных токов, возникающих в лампах. Термостойкие сплавы Тантала с Ниобием и Вольфрамом используются в ракетной и космической технике. Танталовые конденсаторы и микросхемы

Биологическое действие. Уникальное качество Тантала – его высокая биологическая совместимость, т. е. способность приживаться в организме, не вызывая раздражения окружающих тканей. На этом свойстве основано широкое применение тантала в медицине, главным образом в восстановительной хирургии – для ремонта человеческого организма. Пластинки из этого металла используют, например, при повреждениях черепа – ими закрывают проломы черепной коробки. Танталовой пряжей иногда возмещают потери мускульной ткани. С помощью тонких танталовых пластин хирурги укрепляют после операции стенки брюшной полости. Танталовыми скрепками, подобными тем, которыми сшивают тетради, надежно соединяют кровеносные сосуды. Сетки из тантала применяют при изготовлении глазных протезов. Нитями из этого металла заменяют сухожилия и даже сшивают нервные волокна. Танталовые пластинки

Интересные факты: В литературе описан случай, когда из танталовой пластинки было сделано искусственное ухо, причем пересаженная с бедра кожа при этом настолько хорошо прижилась, что вскоре танталовое ухо трудно было отличить от настоящего. • Замена Платины Танталом, как правило, весьма выгодна – он дешевле ее в несколько раз. • Поиски танталового сырья продолжаются и в наши дни. Ценные элементы, в том числе Тантал, есть в обычных гранитах. В Бразилии уже пробовали добывать Тантал из гранита. Правда, промышленного значения этот процесс получения Тантала и других элементов пока не имеет – он весьма сложен и дорог, но получить Тантал из такого необычного сырья сумели. • В последнее время Тантал начали использовать и в ювелирном деле: во многих случаях ему удается успешно заменять Платину. Ювелирной деятельности этого металла способствует его свойство покрываться тончайшей пленкой окиси красивых радужных цветов. Тантал используют для изготовления часов, браслетов, различных украшений.