Tantálio

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O tántalo ou tantálio é um elemento químico de número atômico 73 ( 73 prótons e 73 elétrons ) , símbolo Ta com massa atómica 181 uma que se situa no grupo 5 da classificação periódica dos elementos. Trata-se de um metal de transição raro, azul grisáceo, duro, que apresenta brilho metálico e resiste muito bem à corrosão. Na temperatura ambiente o tantálio encontra-se no estado sólido.

É encontrado no mineral tantalita. Fisiologicamente inerte, de modo que, entre suas varias aplicações, pode ser empregado para a fabricaçao de instrumentos cirúrgicos e em implantes.

Foi descoberto em 1802 por Anders G. Ekeberg em minerais provenientes da Suécia e Finlândia e isolado por Jons Berzelius em 1820..

Háfnio - Tantálio - Tungstênio
Nb Ta Db
	Tabela periódica

Geral

Nome, símbolo, número

Tantálio, Ta, 73

Classe Série química

Metal , metal de transição

Grupo, periodo, bloco

5, 6 , d

Densidade, dureza

16650 kg/m³, 6,5

Cor e aparência

Azul grisáceo

Propriedades atômicas

Massa atómica

180,94788(2) uma

Raio médio^†

145 picómetro

Raio atómico calculado

200 pm

Raio covalente

138 pm

Raio de van der Waals

Sem dados

Configuração electrónica

[Xe]4f¹⁴ 5d³ 6s²

Estado de oxidação (óxido)

5 ( levementeácido)

Estructura cristalina

Cúbica centrada no corpo

Propriedades físicas

Estado da matéria

sólido

Ponto de fusão

3290 K

Ponto de ebulição

5731 K

Entalpia de vaporização

743 kJ/mol

Entalpia de fusão

31,6 kJ/mol

Pressão de vapor

0,776 Pa a 3269 K

Velocidade do som

3400 m/s a 293,15 K

Informações diversas

Electronegatividade

1,5 (Pauling)

Calor específico

140 J/(kg·K)

Condutividade elétrica

7,61 x 10⁶ m^-1·Ω^-1

Condutividade térmica

57,5 W/(m·K)

1° Potencial de ionização

761 kJ/mol

2° potencial de ionização

1500 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso.	AN	Meia-vida	MD	ED M eV	PD
¹⁷⁹Ta	Sintético	1,82 a	ε	0,110	¹⁷⁹Hf
¹⁸⁰Ta	0,012%	8,125 h	ε β⁺	0,854 0,708	¹⁸⁰Hf ¹⁸⁰W
^180mTa	{Sin}	>1,2 x 10¹⁵ a	β^- ε	0,075	^{¹⁸⁰W 180}Hf
¹⁸¹Ta	99,988%	Ta é estável com 108 neutrons

Medidas no sistema SI e nas CNPT exceto onde indicado o contrário

[editar] Características principais

O tantálio é um metal cinzento, pesado, ductil, muito duro, resistente a corrosão por ácidos e um bom condutor de calor e eletricidade. Em temperaturas abaixo de 150°C o tantálio é quase completamente imune ao ataque químico, mesmo pela agressiva água régia. Somente é atacado pelo ácido fluorídrico, ácido que contem o ion fluoreto ou mediante fusão alcalina. O elemento tem um ponto de fusão apenas menor que o tungstênio e o rênio O eu ponto de fusão é de 3290 K, e o ponto de ebulição é de 5731 K). O tantálio tem a maior capacitância por volume entre todas as substâncias. É parecido ao nióbio, podendo ser encontrados nos minerais columbita-tantalita. Alcança o estado de oxidação máximo do grupo: +5.

[editar] Aplicações

O principal uso do tantálio é como óxido , um material dielétrico, para a produção de componentes eletrônicos, principalmente capacitores, que são muito pequenos em relação a sua capacidade. Por causa desta vantagem do tamanho e do peso os principais usos para os capacitores de tantálio incluem telefones, pagers, computadores pessoais, e eletrônicos automotivos

O tantálio também é usado para produzir uma série de ligas que possuem altos pontos de fusão, alta resistência e boa ductilidade. O Tantálio de carbono , um tipo de carbeto muito duro, é usado para produzir ferramentas de cortes, furadeiras e máquinas trefiladoras. O tantálio em superligas, é usado para produzir componentes de motores de jatos, equipamentos para processos químicos, peças de mísseis e reatores nucleares. Filamentos de tantálio são usados para a evaporação de outros metais como o alumínio.

Por ser não-irritante e totalmente imune à ação dos fluidos corporais, é usado extensivamente para produzir equipamentos e implantes cirúrgicos em medicina e odontologia. O óxido de tantálio é usado para elevar o índice de refração de vidros especiais para lentes de câmera. O metal também é usado para produzir peças eletrolíticas de fornalhas de vácuo.

[editar] História

O tantálio ( do grego "Tântalo", pai de "Níobe" na mitologia grega ) foi descoberto em 1802 por Anders G. Ekeberg em minerais provenientes da Suécia ( Ytterby ) e da Finlândia ( Kimito ) e isolado em 1820 por Jons Berzelius. Até 1844 muitos químicos acreditavam que o nióbio e o tantálio eram o mesmo elemento. Os pesquisadores Rowe ( 1944 ) e Jean Charles Galissard de Marignac ( 1866 ) demonstraram que os ácidos nióbico e tantálico eram compostos diferentes. Posteriormente os investigadores puderam isolar somente o metal impuro, e o primeiro metal ductil relativamente puro foi produzido por Werner von Bolton em 1903. Em 1922, um engenheiro de uma usina de Chicago ( Estados Unidos ) conseguiu obter industrialmente o tantálio com 99,9% de pureza. Os filamentos feitos com o metal tantálio eram usados em lâmpadas incandescentes até serem substituídos pelo tungstênio.

Seu nome é derivado do carácter Tântalo, ( filho de Zeus e pai de Níobe, da mitologia grega ) que, por desagradar aos deuses, foi condenado a ficar eternamente com fome e sede mergulhado de joelhos com água até o pescoço, sob uma árvore carregada de frutos. Quando se dobrava para beber, a água drenava e, quando levantava as mãos para apanhar frutos, os galhos se moviam para fora do seu alcance. Esta similaridade com o comportamento não reativo do tantálio – estar entre reagentes e não ser afetado por eles – foi a origem do seu nome.

[editar] Ocorrência

O tantálio não é encontrado livre na natureza. Ocorre principalmente no mineral tandalita ( (Fe, Mn) Ta₂O₆] , euxenita e outros minerais como a samarskita e a fergusonita. A tandalita é encontrado na maior parte misturado a columbita. Na crosta terrestre, o tantálio participa com 8 ppm em peso.

Minérios de tantálio são encontrados na Austrália, Brasil, Canadá, República Democrática do Congo, Moçambique, Nigéria, Portugal e Tailândia.

O tantálio quase sempre é encontrado em minerais associado ao nióbio. Diversas etapas complicadas estão envolvidas na separação destes dois elementos. Comercialmente a produção do tantálio pode seguir um dos diversos métodos:

eletrólise do fluortantalato de potássio fundido;
Redução do fluortantalato de potássio com sódio;
Reagindo o carboneto de tantàlio com óxido de tantálio;
Como subproduto da extração do estanho.

[editar] Compostos

No Laboratório Nacional de Los Alamos os cientistas desenvolveram um carbeto de tantálio ( composto de grafite ) que é um dos materiais mais duros sintetizados

Um dos compostos importantes é o pentóxido de tantálio ( Ta₂O₅ ) que por ser um material dielétrico é usado para a fabricação de capacitores utilizados em equipamentos eletrônicos e, em vidros especiais para a fabricação de slentes devido ao alto índice de refração.

[editar] Isótopos

O tantálio natural é constituido por dois isótopos. O Ta-181 é um isótopo estável, e o Ta-180m é um radioisótopo ( com meia-vida acima de 10¹⁵ anos ) transformando-se lentamente num isômero nuclear.

[editar] Precauções

Compostos que contêm tantálio raramente são encontrados, e o metal normalmente não causa problemas quando manuseado em laboratório, entretanto deve ser considerado como altamente tóxico Há alguma evidência que os compostos de tantálio podem causar tumores, e a poeira do metal é explosivo.