TÌM HIỂU KIM LOẠI TANTALIUM

KIM LOẠI TANTALIUM GVHD: NGUYỄN THỊ ÁNH HỒNG Thành viên: Nguyễn Thị Tiện:2102305 Phạm Thanh Tùng:2102315 Phạm Văn Tuân:2102314 Tên gọi lịch sử hình thành       Tantali đặt theo Tantalus, cha Niobe thần thoại Hy Lạp Được tìm thấy Thụy Điển năm 1802 Anders Êkeberg chiết tách năm 1820 Jons Berzelius Từng bị nhầm lẫn với Niobi Chiếm 1-2 ppm vỏ Trái Đất theo khối lượng Thường có quặng Tantalit, quặng hay lẫn với columit (hay niobit) Có đồng vị : Ta-181 đồng vị bền, Ta-180 đồng vị phóng xạ Đặc điểm nguyên tố     Cấu hình: [Xe]4f145d36s2 STT: 73 Bán kính nguyên tử: 1,46Ao với Nb co lantanoit Bởi vậy, Nb Ta giống tính chất hóa học Tantalium (Ta) kim loại hiếm, cứng, có màu xám xanh óng ánh, khó nóng chảy, khó sôi.(tonc= 3015oC, tos=5500oC) Điều chế      Chế hóa quặng tách riêng Nb Ta Fe(EO3)2 + 6NaOH  2Na3EO4 + FeO + 3H2O Mn(EO3)2 + NaOH  2Na3EO4 + MnO + 3H2O Rửa sản phẩm với nước để hòa tan hợp chất tan rổi chế hóa tiếp với axit loãng để hòa tan FeO, MnO lại hidrat pentaoxit 2Na3EO4 + 6HCl  E2O5 + 3H2O + 6NaCl Chế hóa hidrat với dung dịch hỗn hợp HF KF Ta2O5 + 4KF + 6HF  2K2[TaF7] + 5H2O Nb2O5 + 4KF + 6HF  2K2[NbOF5] + 3H2O Kết tinh phân đoạn tách riêng muối Điện phân Ta2O5 K[TaF7] nóng chảy, khử K[TaF7] Na, hay phản ứng hợp chất Tantali Cacbua với Tantali ôxít Tantali sản phẩm phụ tinh luyện thiếc K2[TaF7] + 5Na  2KF + 5NaF + Ta Ứng dụng   Tạo linh kiện điện tử tụ điện Ta có điện dung lớn mà kích thước nhỏ nên dùng điện thoại di động, máy nhắn tin, laptop,trang sức, Tạo nhiều hợp kim có độ nóng chảy cao, cứng, dễ gia công Chế tạo siêu hợp kim cho động phản lực hợp kim chứa 90%Nb 10%Ta, dụng cụ thí nghiệm hóa học, lò phản ứng hạt nhân, phận lò luyện chân không phận tên lửa     Dẻo, dễ kéo sợi nhỏ nên dùng dây tóc làm bốc các kim loại khác Nhôm Thép chứa Ta Nb dùng làm dụng cụ cắt gọt nhanh Không phản ứng với dung dịch thể, không gây dị ứng nên dùng chế tạo dụng cụ phẫu thuật Sợi dây mảnh làm Ta dùng để nối dây chằng huyết quản thể người Ôxít Tantali dùng để tạo kính có chiết suất cao cho thấu kính máy quay Tính chất hóa học     Ở điều kiện thường, Ta trơ mặt hóa học màng oxit bền bảo vệ, hòa tan HF hỗn hợp HF + HNO3 3Ta + 5HNO3 + 21HF  3H2[TaF7] + 5NO +10H2O Khi đun nóng, Ta tác dụng với flo oxi Ở nhiệt độ cao, Ta tác dụng với Cl2, S, N2, C, Si… thường tạo nên số hợp chất kiểu xâm nhập có thành phần biến đổi giống nguyên tố nhóm IVB Đặc biệt, TaC có độ cứng nhiệt độ nóng chảy (3800oC) không thua kim cương Ở dạng bột, Ta tác dụng với nước giải phóng H2 Ta tan kiềm đun nóng có chất oxy hóa 4Ta + 5O2 + 12KOH  4K4[TaO4] + 6H2O Hợp chất Tantalum     Ta2O5 có màu trắng, tonc =1500oC, không tan nước axit, phản ứng với kiềm đốt nóng tạo muối Ta2O5 + 2KOH = 2KTaO3 + H2O Tantalat tạo nên nấu chảy Ta 2O5 cacbonat kim loại kiềm, tan nước tạo hexantantalat Ta2O5 + K2CO3 = K3TaO4 + CO2 6K3TaO4 + 5H2O = K8Ta6O19 + 10KOH Peoxitantalat tạo nên hợp chất Ta(V) tác dụng với dung dịch H2O2 Ta2O5 + 8H2O2 + 6KOH = 2KTa(O2) + 11H2O TaO2 bột màu đen, trơ với dung dịch axít kiềm, tạo nên khử Ta2O5 nhiệt độ cao o 1700 C Ta2O5 + C = 2TaO2 + CO      TaX5 chất rắn, hoạt động hóa học,bi thủy phân dễ dàng Các TaOX bị thủy phân tương tự 2TaX5 + 5H2O = Ta2O5 + 10HX 2TaOX3 + 3H2O = Ta2O5 + 6HX TaF5 tác dụng với florua kim loại kiềm tạo anion phức [TaF6]- , [TaF7]2- , [TaF8]3- Các TaOX3 tương tự 2KF + TaF5 = K2[TaF7] Các TaX5 tổng hợp trực tiếp từ Ta (trừ TaI5 tạo nên chưng cất TaBr5 với HI) , có phương pháp khác Ta2O5 + PCl5 = 2TaCl5 + POCl3 Ta2O5 + 5Cl2 + 5C = 2TaCl5 + 5CO Các tetrahalogenua Ta biến đổi trạng thái oxy hóa tác dụng với dung dịch nước 4TaCl4 + 5H2O = 2TaCl3 + Ta2O5 + 10HCl 2TaCl4 + 14NaOH = 2Na3TaO4 + 8NaCl + 6H2O + H2 Tantan tetraclorua điều chế cách dùng Al khử TaCl5 Al + 3TaCl5 = 3TaCl4 + AlCl3 Nhận biết   Tantan dioxit(TaO2) bột có màu đen Tantan tetraclorua màu đen  ... Bán kính nguyên tử: 1,46Ao với Nb co lantanoit Bởi vậy, Nb Ta giống tính chất hóa học Tantalium (Ta) kim loại hiếm, cứng, có màu xám xanh óng ánh, khó nóng chảy, khó sôi.(tonc= 3015oC, tos=5500oC)... động, máy nhắn tin, laptop,trang sức, Tạo nhiều hợp kim có độ nóng chảy cao, cứng, dễ gia công Chế tạo siêu hợp kim cho động phản lực hợp kim chứa 90%Nb 10%Ta, dụng cụ thí nghiệm hóa học, lò... phận lò luyện chân không phận tên lửa     Dẻo, dễ kéo sợi nhỏ nên dùng dây tóc làm bốc các kim loại khác Nhôm Thép chứa Ta Nb dùng làm dụng cụ cắt gọt nhanh Không phản ứng với dung dịch thể,