Tantál

A tantál a periódusos rendszer 73-as rendszámú eleme. Vegyjele Ta, nyelvújításkori neve imeny. Az átmenetifémek közé tartozik.

1802-ben Anders Ekeberg svéd természettudós fedezte fel. Nevét legfontosabb ásványáról, a tantalitról, közvetve Tantalosz görög mitológiai alak nevéből kapta.

Fizikai tulajdonságai 

Szürkésfehér színű, fémesen csillogó, fém. Jól nyújtható. Tércentrált köbös rácsot alkot. Vegyületeiben általában 5 vegyértékű. Olvadáspontja igen magas, 3017 °C. Igen kemény;Vickers-keménysége 873.

Kémiai tulajdonságai 
A tantál a vegyszereknek jól ellenáll. A halogénelemek közül a fluorral már szobahőmérsékleten is reagál, ezt a reakciót tűzjelenség kíséri. A többi halogénnel csak magasabb hőmérsékleten lép reakcióba. Szobahőmérsékleten levegőn nem változik, ha 400 °C körüli hőmérsékletre hevítik, kékes színű lesz, 600 °C körül a színe szürkésfeketére változik. Ha a fém porát kén- vagy szelénporral keverik össze, hevítve szulfiddá, illetve szeleniddé alakul. Ezek a reakciók is tűzjelenséggel járnak. Hevítés hatására szénnel, nitrogénnel és foszforral is reakcióba lép. Vörösen izzva a vizet elbontja, hidrogént fejleszt belőle. Királyvízben nem oldódik.

Előfordulása 

A természetben elemi állapotában nem fordul elő, ásványaiban általában a nióbiummal együtt található. A földkéregben átlagos koncentrációja 0,7 mg/kg. Gazdaságilag legfontosabb ásványai oxidok; a szilikátok jelentősége alárendelt. A tantál legfontosabb ásványa a tantalit (Fe(TaO3)2).

Viszonylag gyakori tantáltartalmú ásványok:
 mikrolit (Na, Ca)2Ta2O6(O,OH,F)
 tapiolit (Fe, Mn) (Ta,Nb)2O6
 ixiolit (Ta, Nb, Sn, Mn, Fe)4O8
 wodginit (Ta, Nb, Sn, Mn, Fe)O2

Ritkább, illetve kisebb tantáltartalmú ásványai:
 ittrotantalit (Y4(Ta2O7)3)
 euxenirt (Y, Ca, Ce, U, Th) (Nb, Ti, Ta)2O6
 struverit (Ti, Ta, Fe)O2
 ilmenorutil Fex(Nb, Ta)2x4Ti1-xO2
 
Megtalálható továbbá a szamarszkit nevű urántartalmú ásványban is.

A két elem erős geokémiai rokonsága miatt lelőhelyei gyakran a nióbiummal közösek – ez alól azonban éppen a nióbium legfontosabb, karbonatitos lelőhelycsoportja kivétel. Így lelőhelyeink két alapvető genetikai csoportja:
 alkáli–peralkáli gránitokban és szienitekben;
 LCT típusú (azaz Li-, Cs- és Ta-dús) gránitokban.

A Kongói Demokratikus Köztársaságban nagy mennyiségben található tantál bányászatához kapcsolódó erőszakos cselekedetekért egyes civil szervezetek az elektronikai vállalatokat teszik felelőssé, amennyiben illegálisan, a feketepiacról szerzik be a termékeik (laptopok, mobiletelefonok) előállításához szükséges alapanyagok egy részét.

Természetvédelmi vonatkozása 
A Kongói Demokratikus Köztársaságban a tantalitot egyes gorillapopulációk élőhelyén bányásszák, és ez veszélyezteti a gorillákat.

Előállítása 
A tantál érceit először dúsítják, majd nátrium-hidrogén-szulfáttal vagy kálium-karbonáttal való ömlesztéssel feltárják őket. Az ércekben található tantált és nióbiumot az ömlesztés után pentoxidjaik alakjában választják el egymástól. Ezeket először hidrogén-fluoriddal és kálium-fluoriddal kezelik, majd az ekkor képződő kálium-fluoro-tantalátot (K2[TaF7]) frakcionált kristályosítással különítik el. Az utóbbi vegyületet vákuumkemencében nátriummal hevítik, és így tantál válik belőle szabaddá.

Felhasználása 
Nagy kémiai ellenállóképessége miatt kémiai eszközöket és elektródákat készítenek tantálból. Fogászati fúrók, analitikai mérlegek súlyai, röntgencsövek katódjainak, töltőtollhegyeknek a készítésére használják.

Mivel a szövetek mellett jól megfér, ezért a szervezetben bennmaradó, például a csontokat megtámasztó segédeszközöket készítenek belőle.

Elterjedten használják mobiltelefonok és más elektronikus berendezések kondenzátoraihoz.

Régen izzószálakat is készítettek belőle, de ma már erre a célra a volfrámot használják.

A Galileo Jupiter-szonda SSI kamerájának CCD-érzékelőjét egy 10 mm vastag tantálréteg védte a bolygó erős magnetoszférája miatt.

Jegyzetek

Források 
 Erdey-Grúz Tibor: Vegyszerismeret
 Nyilasi János: Szervetlen kémia
 Richard Shaw, Kathryn Goodenough et al.: Niobium–tantalum. British Geological Survey, 2011. 26 p.

Átmenetifémek