Тантал (элемент)
| Тантал (элемент) | |
| |
 Статья в Википедии
| |
 Медиафайлы на Викискладе
|
| 73 | Тантал
|
| 4f145d36s2 | |
Танта́л (лат. Tantalum; обозначается символом Ta) — элемент 5-й группы, шестого периода периодической системы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы пятой группы, V-B) с атомным номером 73. Как простое вещество тантал представляет собой блестящий переходный металл серебристо-белого цвета (со слабым свинцовым (синеватым) оттенком, связанным с образованием плотной оксидной плёнки).
Тантал был открыт в 1802 году шведским химиком А. Г. Экебергом в двух минералах, найденных в Финляндии и Швеции. Однако в чистом виде выделить его не удалось, поскольку он практически по всем химическим свойствам совпадал с ниобием, и поэтому долгое время считалось, что это один и тот же элемент. И только в 1844 году немецкий химик Генрих Розе установил, что это отличный от тантала элемент и переименовал его в «ниобий» в честь дочери Тантала Ниобы, чем подчеркнул родственное сходство между элементами.
Тантал в определениях и коротких цитатах
[править]| — Иван Ефремов, «Звёздные корабли», 1944 |
| — Семён Плоткин, «Порошковая металлургия», 1951 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Тантал — тяжёлый металл. <...> Он очень тугоплавкий — плавится лишь при 2850–3000 градусах. Более высокую температуру плавления имеют только вольфрам и рений.[3] | |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Тантал — прочный металл. Предел прочности танталовой проволочки — 92 кг на кв. мм. Далеко не всякая сталь может похвастаться такой прочностью! | |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Сходство соединений колумбия и тантала было так велико, что в течение сорока лет большинство химиков считало: тантал и колумбий ― один и тот же элемент.[4] | |
| — Леонид Элькинд, Татьяна Лобанова, «Ниобий, элемент, открытый дважды», 1968 |
| — Борис Горзев, «Что вы знаете и чего не знаете о гафнии и его соединениях», 1968 |
| — Сергей Венецкий, «В мире металлов» («Одежда» урановых стержней), 1982 |
| — Сергей Венецкий, «В мире металлов» («Одежда» урановых стержней), 1982 |
| — Вадим Шелагуров, «Металл для высоких технологий», 2003 |
Вполне вероятно, что какое-то количество тантала и ниобия сейчас лежит у вас в кармане. <...> В середине 1990-х годов производители сотовых телефонов резко взвинтили спрос на эти металлы (особенно на тантал)...[8] | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
...ниобий и тантал используют для производства электролитических конденсаторов высокой удельной емкости (однако последний позволяет производить более качественные конденсаторы).[9] | |
| — Мария Сапрыкина, Татьяна Здорик, «Непознанное царство минералов», 2014 |
Тантал, сын Зевса, в наказание за свои преступления стоял по горло в воде, к которой склонялись ветви с плодами, но не мог ни напиться, ни насытиться. Очень стойкий металл тантал назван в честь этого мифологического персонажа, потому что не может «насытиться» кислотой: она отступает от него, как вода от Тантала.[10] | |
| — Илья Леенсон, «Элементарная» география, 2019 |
Тантал в научной и научно-популярной литературе
[править]
В настоящее время из вольфрама, считавшегося «абсолютно хрупким», на наших заводах вытягивают тончайшие нити диаметром меньше 0,02 мм и длиной до 10 км. Из тугоплавкого тантала, который становится хрупким от самых незначительных примесей не только твёрдых, но и газообразных загрязнений, методами металлокерамики изготовляют чистый металл, по пластичности не уступающий меди.[2] | |
| — Семён Плоткин, «Порошковая металлургия», 1951 |
Лишь второстепенные (по количеству) минералы, да и то не во всех типах пегматитов, существенно отличаются по составу, так как содержат в себе ценные редкие химические элементы, часто в ассоциации с минералами, содержащими летучие компоненты. Так, например, в гранитных пегматитах в дополнение к главнейшим породообразующим минералам (полевые шпаты, кварц, слюды) наблюдаются фтор- и борсодержащие соединения (топаз, турмалин), минералы бериллия (берилл), лития (литиевые слюды), иногда редких земель, ниобия, тантала, олова, вольфрама и др.[11] | |
| — Анатолий Бетехтин, «Курс минералогии», 1951 |
| — Григорий Макаревич, «Наша себацинка», 1966 |
Интересными свойствами отличаются и бериллиды ― интерметаллические соединения бериллия с танталом, ниобием, цирконием и другими тугоплавкими металлами. Бериллиды обладают исключительной твёрдостью и стойкостью против окисления. Лучшей технической характеристикой бериллидов служит тот факт, что они могут проработать более 10 часов при температуре 1650°C.[13] | |
| — Клара Капустинская, «Бериллий», 1967 |
С хромом и молибденом, ниобием и танталом вольфрам дает обычные (гомогенные) сплавы при любых соотношениях. Уже небольшие добавки вольфрама повышают твёрдость этих металлов и их устойчивость к окислению.[14] | |
| — Фаина Перельман, «Вольфрам», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Тантал внешне напоминает платину. На воздухе он покрывается сероватой, очень прочной пленкой окислов, препятствующих дальнейшей коррозии. При нагревании до 400 градусов эта пленка приобретает красивый небесно-голубой цвет, сохраняющийся и после охлаждения. | |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Тантал — прочный металл. Предел прочности танталовой проволочки — 92 кг на кв. мм. Далеко не всякая сталь может похвастаться такой прочностью! | |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Новый элемент Хатчет назвал Колумбией, отмечая тем самым его заокеанское происхождение. А чёрный минерал получил название колумбита. Через год шведский химик А. Экеберг выделил из колумбита окисел еще одного нового элемента, названного танталом. Сходство соединений колумбия и тантала было так велико, что в течение сорока лет большинство химиков считало: тантал и колумбий ― один и тот же элемент.[4] | |
| — Леонид Элькинд, Татьяна Лобанова, «Ниобий, элемент, открытый дважды», 1968 |
Сплав тантала с 8% вольфрама и 2% гафния имеет высокую прочность и при температуре, близкой к абсолютному нулю, и при 2000° C. Он хорошо обрабатывается и сваривается. Сплав предназначен для изготовления камер сгорания ракетных двигателей, каркаса и обшивки ракет.[5] | |
| — Борис Горзев, «Что вы знаете и чего не знаете о гафнии и его соединениях», 1968 |
| — Сергей Венецкий, «В мире металлов» («Одежда» урановых стержней), 1982 |
| — Дмитрий Дробот, Татьяна Буслаева, «Редкие и платиновые металлы в XX-XXI вв.», 2001 |
Тантал — светло-серый с синеватым оттенком ковкий и тугоплавкий металл, обычно покрытый тончайшей, но весьма прочной оксидной пленкой. Он весьма устойчив к коррозии, хорошо обрабатывается давлением на холоде, легко поглощает газы: при 20°C один объём этого металла ассимилирует 775 объемов водорода. | |
| — «Тантал: ресурсы и потребности», 2004 |
Тантал (в чистом виде) – это блестящий металл серебристо-белого цвета, имеет высокую температуру плавления. Несмотря на твердость, он пластичен, как золото, обладает парамагнитными свойствами. В отношении химической устойчивости к реагентам тантал подобен стеклу, нерастворим в кислотах и их смесях. Он растворяется только в смеси плавиковой и азотной кислот. Ниобий — это также блестящий металл серебристо-серого цвета. Химически он довольно устойчив. Ему всегда сопутствует тантал. Так, близкие химические свойства ниобия и тантала обусловливают совместное их нахождение в одних и тех же минералах и участие в общих геологических процессах.[9] | |
| — Мария Сапрыкина, Татьяна Здорик, «Непознанное царство минералов», 2014 |
Тантал в публицистике и документальной литературе
[править]
Веками совершенствуя свойства металлов, научившись создавать из них сложнейшие комбинации и зная сотни методов обработки, человечество лишь недавно овладело секретом получения металлов в чистом виде. Сверхчистые железо, цирконий и гафний, тантал и ванадий, хром, ниобий, германий, галлий вошли в нашу жизнь лишь благодаря успехам, достигнутым химией и смежными с нею науками.[17] | |
| — Николай Семёнов. «Ожидаемое и неожиданное», 1965 |
В Японии разработан новый метод очистки тантала, тяжелого тугоплавкого металла, все шире применяемого в электронике, электротехнике, химическом машиностроении, ядерной технике и даже хирургии. По этому методу тантал осаждается на вольфрамовом или угольном катоде в процессе электролиза его соли из расплава хлоридов натрия и калия. Температура процесса 750-850°C. Метод позволяет получать высококачественный тантал при сравнительно небольшом расходе электроэнергии.[18] | |
| — Борис Горзев, «Новый метод очистки тантала», 1966 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
...на вооружении советских хирургов есть дивный аппарат для сшивания сосудов. Изобрел его молодой инженер В. Гудов. | |
| — Михаил Васильев, «Металлы и человек», 1967 |
Сырьевая база Ярославского ГОКа позволяет обеспечить потребности отечественной промышленности в плавиковом шпате более чем на 50 лет. А вот значительное количество бериллия, а также лития, тантала и других металлов уходит в отвалы.[7] | |
| — Вадим Шелагуров, «Металл для высоких технологий», 2003 |
В недрах Конго ждут своего часа миллионы тонн алмазов, высококачественной меди, цинка, магния, кобальта (60% всех мировых запасов), урана, ниобия и тантала (80% мировых запасов). Из роскошного приданого особо выделяется тантал, поскольку он используется в производстве самых конъюнктурных современных товаров: мобильных телефонов, приборов ночного видения, оптоволоконных изделий и — самое главное! — конденсаторов для компьютерных микрочипов. О важности тантала можно судить по такому факту: в декабре 2000 года из-за острой нехватки его на рынке корпорация Sony была вынуждена приостановить выпуск своей модной игровой приставки «Play Station 2», чем вызвала невиданный переполох и ажиотаж во всем мире.[19] | |
| — Сергей Голубицкий, «Гуманоид Бек-Тал. Часть вторая. Ebony and Ivory», 2004 |
По распоряжению правительства в 1996 году тантал включен в перечень основных видов стратегического минерального сырья. Прогнозные ресурсы тантала в мире в 2002 году оценивались в 733,5 тыс. т. На долю пяти стран — Саудовской Аравии, Дании (Гренландии), Австралии, Бразилии и Канады — приходится 64,5% таких ресурсов. Общие запасы пентаоксида тантала в мире оцениваются в 232 тыс. т, более 70% которых располагаются в Австралии, Бразилии и Китае. <...> По оценке геологической службы США, общие запасы в мире составляют 123 тыс. т., подтвержденные — 39 тыс. т. Обеспеченность последними при современном потреблении (с учетом потерь при добыче и переработке) оценивается в 50 лет. В минувшее десятилетие в результате новых открытий в Бразилии, Австралии, Канаде и Гренландии ведущим типом промышленных месторождений тантала стал не пегматитовый, а редкометалльно-щелочногранитовый, для которого характерны более крупные запасы руд и достаточно высокое содержание пентаоксида тантала в рудах.[16] | |
| — «Тантал: ресурсы и потребности», 2004 |
В 2002 году производство танталовых концентратов увеличилось в мире более чем на 29% по сравнению с 2001 годом и составило около 2070 т в пересчете на металл. Особенно большой рост достигнут в Бразилии, Канаде и Австралии. Эти страны выпустили более 76% танталовых концентратов мира. Ведущим продуцентом остается австралийская компания Sons of Gwalia, на долю которой приходится около 32% производимого в мире тантала. Ее добыча выросла в 2002 году на 15% и составила более 660 т в пересчете на металл. В 2003 году эта компания может увеличить выпуск тантала на 30%, а к 2006 году — вдвое увеличить производственные мощности своих предприятий по сравнению с 2003 годом. В Бразилии компания Paranapanema планировала начать разработку коренных руд месторождения Питинга, где предполагается годовое производство около 500 т пентаоксида тантала в концентрате.[16] | |
| — «Тантал: ресурсы и потребности», 2004 |
...каждый десятый житель Экваториальной Африки погиб именно из-за того, что здесь в избытке встречаются названные в их честь элементы. Вполне вероятно, что какое-то количество тантала и ниобия сейчас лежит у вас в кармане. Как и их соседи по периодической системе, оба металла отличаются высокой плотностью, устойчивостью к высоким температурам, не подвержены коррозии и хорошо держат электрический заряд. В середине 1990-х годов производители сотовых телефонов резко взвинтили спрос на эти металлы (особенно на тантал) и стали требовать его у крупнейшего поставщика – центральноафриканского государства. Сегодня эта страна называется Демократическая Республика Конго, а в описываемые годы именовалась Заир.[8] | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
Из Конго на рынок поступает 60% ниобия и тантала, которые в земле образуют единый минерал колтан. Как только сотовые телефоны вошли в повседневную жизнь – с 1991 по 2001 год продажи этих устройств подскочили практически с нуля до миллиарда, – голод Запада оказался не менее неутолимым, чем у Тантала. Цены на колтан выросли в десятки раз. Люди, приобретавшие руду для производителей сотовых телефонов, не задавали вопросов и не беспокоились о том, откуда она поступает. Конголезские добытчики понятия не имели, зачем нужен этот минерал, а знали лишь о том, что за него готовы платить и что на вырученные деньги можно поддерживать свою воюющую группировку.[8] | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
Странно, но тантал и ниобий стали причиной стольких бед именно из-за «общедоступности» колтана. В отличие от ситуации, когда неразборчивые в средствах бельгийцы разрабатывали в Конго алмазные и золотые прииски, колтановые руды никто не контролировал. Чтобы добывать этот минерал, не требовалось ни экскаваторов, ни самосвалов. Любой простолюдин с лопатой и крепкой спиной мог накопать в речных руслах целые килограммы руды (она выглядит как густая грязь). Всего за час крестьянин мог заработать больше, чем его сосед-земледелец имел за год.[8] | |
| — Сэм Кин, «Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева», 2010 |
Тантал, сын Зевса, в наказание за свои преступления стоял по горло в воде, к которой склонялись ветви с плодами, но не мог ни напиться, ни насытиться. Очень стойкий металл тантал назван в честь этого мифологического персонажа, потому что не может «насытиться» кислотой: она отступает от него, как вода от Тантала. Металл ниобий по свойствам сходен с танталом и в природе почти всегда встречается вместе с ним, отсюда и его название: Ниоба — дочь Тантала.[10] | |
| — Илья Леенсон, «Элементарная» география, 2019 |
Тантал в мемуарах, письмах и дневниковой прозе
[править]Недостаточно точная химическая работа по чувствительности. Соотношение между SnO2 и ниоб<иево>-тант<аловыми> окислами химически неясно. Химия и геохимия Sn (олова), Nb (ниобия), Та (тантала) требует уточнения, а касситерит распадается на ряд минералов.[20] | |
| — Владимир Вернадский, из дневников, осень 1938 |
В отношении природных богатств мы допустили эксплуатацию ряда полезных ископаемых, необходимых для обороны. Это, во-первых, ниобий и танталовые руды, нужные для обороны (Селянкинское месторождение ильмено-рутила).[21] | |
| — Мариэтта Шагинян, Уральский дневник, 1942 |
Тантал в беллетристике и художественной прозе
[править]Еще в двадцатых годах нашей эры геохимики изнывали в поисках редких элементов: тантала, ниобия (он же колумбий), вольфрама, молибдена. Теперь мы доставляем на Землю частые и богатые руды этих металлов, улавливая самые древние обломки погибших в звездной бездне миров. Если хотите, звездоловы ― рудокопы вселенной. Мы ― небесные кроты. Конечно эта отрасль нашего дела более опасна, чем добыча простых руд, мы при поисках активных руд подвергаем себя в стратосфере не меньшим опасностям, чем углекопы и рудокопы в старину под землей.[22] | |
| — Сергей Григорьев, «За метеором», 1932 |
Перед Шатровым оказались два небольших металлических обломка и круглый диск около двенадцати сантиметров в диаметре. Маленькие обломки имели грани одинаковых размеров; в общем, каждый обломок походил на усеченную семигранную призму. Металл по тяжести походил на свинец, но отличался большей твёрдостью и желтовато-белым цветом. | |
| — Иван Ефремов, «Звёздные корабли», 1944 |
Источники
[править]- ↑ 1 2 Иван Ефремов, Собрание сочинений: В пяти томах. Том 5. Книга 1. — М.: Молодая гвардия, 1989 г.
- ↑ 1 2 Плоткин С. Я. Порошковая металлургия. ― М.: «Наука и жизнь», № 10, 1951 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Васильев М. В.. Металлы и человек. Научный редактор И. Н. Плаксин. — Москва: издательство «Машиностроение», 1967 г.
- ↑ 1 2 Л. Элькинд, Т. Лобанова. Ниобий. — М.: «Химия и жизнь», № 3, 1968 год
- ↑ 1 2 Борис Горзев. Что вы знаете и чего не знаете о цирконии и его соединениях (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 8, 1968 год
- ↑ 1 2 3 С. И. Венецкий. «В мире металлов». — М.: Металлургия, 1982 г.
- ↑ 1 2 Вадим Шелагуров. Металл для высоких технологий. — М.: «Металлы Евразии», № 6 от 3 ноября 2003 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 Сэм Кин. Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева. — М.: Эксмо, 2015 г. — 464 с.
- ↑ 1 2 Сапрыкина М., Здорик Т. Непознанное царство минералов. — М.: «Наука в России», № 2, 2014 г.
- ↑ 1 2 И. А. Леенсон. Четыре дамы и молодой человек в вакууме: Нестандартные задачи обо всем на свете. — М.: Альпина нон-фикшн, 2022 г.
- ↑ А.Г.Бетехтин, «Курс минералогии». — М.: Государственное издательство геологической литературы, 1951 год
- ↑ Г. Макаревич, Наша себацинка. ― М.: «Химия и жизнь», №5, 1966 г.
- ↑ К. А. Капустинская. «Бериллий». — М.: «Химия и жизнь», № 2, 1967 г.
- ↑ Ф. М. Перельман, Вольфрам. ― М.: «Химия и жизнь», №4, 1967 г.
- ↑ Дмитрий Дробот, Татьяна Буслаева. Редкие и платиновые металлы в XX-XXI вв. — М.: «Российский химический журнал», Том XLV, № 2 за 2001 г. — Химия на рубеже столетий (часть III).
- ↑ 1 2 3 Тантал: ресурсы и потребности (редакционная колонка). — М.: «Металлы Евразии», № 2 от 23 апреля 2004 г.
- ↑ Н. Н. Семёнов. «Ожидаемое и неожиданное». — М.: «Химия и жизнь», № 1, 1965 г.
- ↑ Борис Горзев. Новости отовсюду (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 10, 1966 год
- ↑ Сергей Голубицкий. Гуманоид Бек-Тал. Часть вторая. Ebony and Ivory. — М.: «Бизнес-журнал», №2, 2004 г.
- ↑ Вернадский В.И. Научное наследство. Том 2. — М.: Изд-во АН СССР, 1951 г.
- ↑ Мариэтта Шагинян. Уральский дневник (Июль 1941 — июль 1943). Публ. и прим. Е. Шагинян. — М.: «Новый мир», № 4, 1985 г.
- ↑ С. Т. Григорьев. «За метеором». ― М.: «Знание ― сила», № 23-24, 1932 г.
