|
|
||||||
|
|
||||||
|
||||||
     
|
|
Physikalisch-chemische Eigenschaften |
| Tantal
ist ein hellgrau glänzendes Schwermetall, das gut dehnbar ist und
gut zu Blechen gewalzt werden kann. Tantal kristallisiert in der kubischen
Kristallform. Durch die Aufnahme von Wasserstoff
oder von Stickstoff wird es hart und brüchig.
Es besitzt sehr hohe Schmelz- und Siedetemperaturen
und zeigt bei sehr tiefen Temperaturen Supraleitfähigkeit.
Das Metall ist relativ unedel. An der Luft überzieht es sich mit einer schützenden Oxidschicht und ist daher auch gegen die meisten Säuren und Laugen widerstandsfähig. Nur Flusssäure, heiße rauchende Schwefelsäure, geschmolzene Alkalihydroxide und erhitztes Chlor, Fluor, Brom und heißer Schwefel vermögen Tantal anzugreifen. Reiner Sauerstoff oxidiert es beim Erhitzen zu Tantal(V)-oxid (Ta2O5), Tantalpulver verbrennt mit heller Flamme. Die Oxide des Tantals ergeben beim Lösen in Wasser eine saure Lösung und werden als saure Erden bezeichnet. |
|
Toxikologie |
| Das elementare Tantal und auch das Tantal(V)-oxid haben wohl nur ein geringes toxisches Potential. Das Freisetzen und Einatmen von Stäuben ist aber auf jeden Fall zu vermeiden. |
|
Vorkommen |
|||
Das
Metall steht in der Elementhäufigkeit mit
einem Anteil von 8 x 10-4 % an 41. Stelle und ist damit seltener
als Blei. In der Natur tritt es nie elementar
auf. Ein wichtiges Tantalerz ist das Mischmineral Columbit, in dem Tantal
stets mit Nioberzen vergesellschaftet ist. Die
Hauptvorkommen an Tantalmineralien liegen in Australien, Brasilien, Uganda,
Nigeria, Kongo, Kanada, den GUS-Staaten, Malaysia, Thailand und in den
USA.
|
|
Geschichte |
| Im Jahre 1802 entdeckte der schwedische Chemiker Anders Gustaf Ekeberg (1767-1813) in Uppsala das Element bei der Isolierung von Tantalpentoxid Ta2O5 aus finnischen Columbit-Mineralien. Tantalpentoxid ist ein weißes Pulver, das mit Säuren kein Salz bildet. Der Name bezieht sich auf die griechische Sagenwelt: Dem Tantalpentoxid ist die Bürde auferlegt, dass es wie Tantalus seinen Durst nicht löschen kann und mit Säuren nicht reagiert. Das chemische Symbol Ta schlug J.J. Berzelius im Jahre 1814 vor. Den Beweis für die Verschiedenheit von Niob und Tantal erbrachten H. Rose (1846) und Jean Charles Galissard de Marignac (1866) erst viele Jahre später. Die erste Reindarstellung des Elements gelang im Jahre 1903 durch Werner von Bolton (1868-1912) durch eine Reduktion von Kaliumheptafluorotantalat mit Natrium. |
|
Herstellung |
| Die
Tantal-Niob-Erze werden zunächst durch Flotation angereichert und
dann mit Schwefel- oder Flusssäure
aufgeschlossen. Früher erfolgte die Abtrennung der Tantalsalze von
den Niobsalzen nach dem Marignac-Verfahren durch fraktionierte Destillation
der Kaliumdoppelfluoride, heute gelingt die Trennung durch Lösungsmittelextraktion
mit Tribenzylamin oder Methylisobutylketon. Das Metall erhält man
dann durch eine Reduktion von Kaliumheptafluorotantalat mit Natrium
bei 800°C oder durch eine Reduktion von Tantalpentoxid mit Kohle bei
2200°C:
Ta2O5 + 5 C  2 Ta
+ 5 CO
Das erhaltene Tantalpulver wird durch Elektronenstrahl-Zonenschmelzen gereinigt und anschließend zu Barren gepresst. |
|
Verwendung |
|||
Aufgrund
der chemischen Beständigkeit wird das Tantal im chemischen Apparatebau
zur Auskleidung von Reaktoren oder in Pumpen und Wärmeaustauschern
eingesetzt. Ferner dient es zur Herstellung von Laborgeräten, Tiegeln,
Spateln und Schalen. In der chirurgischen Medizintechnik dient es als Werkstoff
für Knochennägel, Gelenkimplatate, Klammern ud Schrauben; ferner
auch für chirurgische Instrumente und Zahnarztbohrer. Tantal-Niob-Stähle
eignen sich als hitzebeständige Werkstoffe in Raketentriebwerken.
Tantalcarbid TaC ist ein Hartmetall für die Herstellung
von Schneidwerkzeugen. In der Elektronik wird Tantal für Tantal-Kondensatoren
oder Gleichrichter verwendet.
|
| Copyright: Thomas Seilnacht |
Gefahr
