В 1787 г. возле шведского городка Иттерби был найден минерал, содержащий редкоземельные элементы. При исследовании этого минерала была выделена окись, которую некоторое время принимали за индивидуальное однородное вещество, за окись одного элемента. Затем выяснилось, что эта "редкая земля" содержит несколько элементов из семейства лантаноидов. Первым из них был выделен элемент (как оказалось затем) с нечетным номером 65, два других имели четные номера и были выделены в порядке их следования сначала с номером 68, а затем - 70. Большое значение в их открытии сыграл спектральный анализ. Все они, как "родные братья", получили названия от городка, вблизи которого находилась их родина. Однако, чтобы не было путаницы, их названия сделали несколько отличными одно от другого. Иттербий - имя старшего "брата" (70), имя тербий получил младший "брат" (65), имя среднего (68) - эрбий.
Тербий, открытый Мозандером,- второй в числе семейства лантаноидов - отличается от остальных своих близких и дальних "родственников" малой распространенностью в природе.
Радиоактивный изотоп тербия - тербий-160 используется в качестве радиоактивного индикатора в аналитической химии пpи изучении процессов одновременного осаждения трудно разделимых смесей лантаноидов и других элементов.
Те́рбий — химический элемент таблицы Менделеева, относящийся к группе лантаноидов.
История
В 1843 г. впервые шведский химик К. Г. Мосандер разложил концентрат Y2O3 на иттриевый, тербиевый и эрбиевый оксиды. В начале XX века французский химик Ж. Урбен первым получил чистый тербий.
Наряду ещё с тремя химическими элементами (эрбий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.
Получение
Выделяют тербий из смеси редкоземельных элементов методами ионной хроматографии или экстракции.
Месторождения
Тербий входит в состав лантаноидов, которые часто встечаются в США, Казахстане, России, Украине, Австралии, Бразилии, Индии, Скандинавии.
Источник: Википедия
| 66. Диспрозий-Dysprosium (Dy) |
Пожалуй, самое примечательное в "биографии" этого элемента - его название: диспрозий, "диспрозитос" - по-гречески "труднодоступный".
Лекок-де-Буабодран в 1886 г. характеризовал элемент: редкий, распылен по земному шару, трудно отделим от других "рядовых" лантаноидов.
История диспрозия связана с теми "элементами", которые в разное время были "открыты", получили название, а затем "закрывались", так как представляли либо смесь элементов, либо ошибку анализа. Но в этой смеси всегда находился диспрозий.
Магнитные свойства диспрозия и его соединений открывают ему пути в радиотехнику и электронику.
Диспрозий (др.-греч. δυσπρόσιτος — труднодоступный) — химический элемент таблицы Менделеева с атомным номером 66; редкоземельный металл с блеском серебра. Не встречается в природе в чистом виде, но входит в состав некоторых минералов, например, ксенотима.
История
П. Э. Лекок де Буабодран открыл диспрозий в 1886 году при спектроскопическом анализе гольмии, или гольмиевой земли, а затем выделил оксид. В 1906 году Ж. Урбэн получил диспрозий в чистом виде.
Получение
Диспрозий получают восстановлением DyCl3 или DyF3 кальцием, натрием или литием.
Физико-химические свойства
Диспрозий — серебристо-серый металл. Ниже 1384 °C устойчив α-Dy с гексагональной решеткой, а = 0,35603 нм, с = 0,56465 нм, выше 1384 °C — β-Dy с кубической решеткой.
На воздухе окисляется медленно, выше 100 °C — быстро. При нагревании металлический диспрозий реагирует с галогенами, азотом, водородом. Взаимодействует с минеральными кислотами (кроме HF), образуя соли Dy (׀׀׀), не взаимодействует с растворами щелочей.
Источник: Википедия
Гольм - слово, которое на всех германских наречиях служит для обозначения прибрежных островов. Окончание этого слова входит в многочисленные названия портовых и прибрежных городов, в частности и в название столицы Швеции - Стокгольм.
В честь латинского названия шведской столицы - Гольмиа - шведский химик П. Клеве произвел "имя" открытого им в 1879 г. нового элемента, оказавшегося из семьи лантаноидов.
Независимо от Клеве гольмий был открыт в 1878 г. швейцарским химиком Соре.
Гольмий - один из редчайших лантаноидов, находится в монацитовом песке и некоторых других минералах. Присутствует всегда с другими членами этого семейства, от которых с величайшим трудом отделяется после буквально многотысячных перекристаллизации.
О применении в чистом виде говорить не приходится: его не применяют из-за чрезвычайной трудности получения и связанной с этим исключительно высокой стоимости.
Достаточно указать, что в США один килограмм окиси гольмия стоит 350 000 долларов, т. е. почти в 320 раз дороже равного веса золота. Еще дороже ценится чистый металл.
Радиоактивный изотоп гольмия - гольмий-166 находит применение в аналитической химии в качестве радиоактивного индикатора.
Гольмий — химический элемент таблицы Менделеева, относящийся к группе лантаноидов.
История
В 1879 году швейцарский химик и физик Дж. Л. Соре методом спектрального анализа обнаружил в «эрбиевой земле» новый элемент.
Название элементу дал шведский химик П. Т. Клеве в честь Стокгольма (его старинное латинское название Holmia), так как минерал, из которого сам Клёве в 1879 выделил оксид нового элемента, был найден близ столицы Швеции.
Нахождение в природе
Содержание гольмия в земной коре составляет 1,3×10-4 % по массе, в морской воде 2,2×10-7 %. Вместе с другими редкоземельными элементами содержится в минералах монаците, бастенезите, эвксените, апатите и гадолините.
Среди космических объектов аномально высоким содержанием гольмия отличается звезда Пшибыльского.
Получение
Получают восстановлением фторида гольмия HoF3 кальцием.
Химические свойства
Медленно окисляется на воздухе, образуя Ho2O3. Взаимодействует с кислотами (кроме HF), образуя соли Ho3+. Реагирует при нагревании с хлором, бромом, азотом и водородом. Устойчив к действию фтора.
Источник: Википедия
Эрбий открыт Мозандером в 1843 г. О перспективах применения ничего сказать нельзя. Содержание этого элемента в земной коре так же невелико, как и большинства лантноидов.
Некоторые соли эрбия увеличивают количество гемоглобина и число красных кровяных телец в крови теплокровных животных. Не исключается возможность использования таких соединений в медицине.
Между прочим, в качестве исторического курьеза следует отметить, что сам Мозандер называл элемент с номером 65 эрбием. Элемент 68 он же назвал тербием. Отсутствие системы - классификации известных химических элементов - привело к тому, что в журнале решили расположить элементы в порядке ... количества букв в слове. "Мозандеровский эрбий" стал называться тербием, а тербий - эрбием. Так и остались эти названия до сих пор!
Эрбий (лат. Erbium) — химический элемент таблицы Менделеева с атомным номером 68, относится к лантаноидам.
История
Впервые эрбий был выделен в 1843 году шведским химиком К. Г. Мосандером, из минерала, найденного около селения Иттербю.
Наряду ещё с тремя химическими элементами (тербий, иттербий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.
Получение
Металлический эрбий получают электролизом расплава хлорида (фторида) эрбия ErCl3 (ErF3), а также кальцийтермическим восстановлением этих солей.
Применение
Ядерная энергетика
Одним из важнейших направлений использования эрбия является его применение в виде оксида (иногда бората) в атомной технике. Так например смесь оксида эрбия и оксида урана, позволяет резко улучшить работу реакторов РБМК, улучшив в них энергораспределение, технико-экономические параметры, и что особенно актуально — безопасность работы реакторов.
Лазерные материалы
Монокристаллы оксида эрбия используются в качестве высокоэффективных лазерных материалов.
Волоконно-оптическая связь
Оксид эрбия добавляют в кварцевый расплав при производстве оптических волокон, работающих на сверхдальних расстояниях (ВЛЭ — волокно, легированное эрбием). При построении сверхдлинных оптических трасс встаёт проблема промежуточной регенерации сигнала из-за его естественного затухания при распространении в кварцевой нити. В случае, если трасса проходит по «сложным» участкам (например, под водой), размещение «преобразующих» станций регенерации (т.е, таких, которые преобразуют слабый оптический сигнал в электрический, усиливают его и вновь преобразовывают в излучение лазера) становится технически очень сложной задачей ввиду необходимости обеспечения таких станций электропитанием. Оптическое волокно, легированное редкоземельным элементом эрбием, обладает способностью поглощать свет одной длины волны и испускать его на другой длине волны. Внешний полупроводниковый лазер посылает в волокно инфракрасный свет с длиной волны 980 или 1480 нм, возбуждая атомы эрбия. Когда в волокно поступает оптический сигнал с длиной волны от 1530 до 1620 нм, возбужденные атомы эрбия излучают свет с той же длиной волны, что и входной сигнал. EDFA — erbium-doped fiber amplifier — усилитель, работающий по этому принципу.
Источник: Википедия
"Тула" - название полулегендарной страны, которую географы древности считали самой северной частью земли, что соответствует для Европы Скандинавскому полуострову. Его древнее имя и послужило основанием шведскому химику Клеве для названия открытого им в 1879г. нового элемента. Тулий - четвертый из семьи лантаноидов, отличающийся от большинства своих "родственников" малой распространенностью в природе.
Причину малой изученности соединений тулия можно объяснить следующим образом: для того чтобы получить концентрат, содержащий 20 % тулия, понадобилось ... шесть лет! Для того чтобы повысить содержание тулия в концентрате до 99 %, понадобилось еще ... четыре года.
Хроматографический метод значительно упростил разделение лантаноидов, однако в 1955 г. стоимость одного килограмма металлического тулия в США составляла 300 тысяч долларов.
После открытия рентгеновских лучей к автору открытия Вильгельму Конраду Рентгену многие больные обращались за помощью. Не обошлось дело и без курьезов: один из просителей умолял "прислать несколько лучей" для просвечивания грудной клетки. Не лишенный остроумия автор попросил большого "прислать грудную клетку". Оставив в стороне комическую сторону дела, заметим, что и сейчас врачи доставляют больного к рентгеновскому аппарату, а не наоборот. В целом ряде случаев это очень усложняет диагностику.
Радиоактивный изотоп тулия - тулий-170 (период его полураспада 129 дней), обладающий мягким гамма-излучением, все шире и шире используется для целей медицинской диагностики и дефектоскопии. Рентгенопросвечивающие аппараты с радиоактивным тулием исключительно просты и в основном состоят из стальной трубки, в которой находится небольшое (0,1-0,2 г) количество радиоактивного тулия, заключенной в защитный свинцовый футляр. Радиоизотоп связан со спусковым тросиком, действием которого препарат пододвигается к плексигласовому окошечку, вмонтированному в переднюю часть аппарата, что дает возможность вести просвечивание или облучение.
В настоящее время тулий-170 используют для дефектоскопии легких металлов и сплавов, а также тонких стальных изделий (1-2 мм). Наиболее часто используемые изотопы кобальт-60, цезий-137 и ири-дий-192 в этих случаях не пригодны. Тулий-170 позволяет просвечивать алюминиевые изделия толщиной до 70 мм. Получают тулий-170 облучением нейтронами окиси тулия, заключенной в алюминиевые ампулы. Тулий - один из самых тяжелых редкоземельных элементов: его плотность составляет 9,32.
Ту́лий (лат. Thulium) — химический элемент побочной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов. Обозначается символом Tm, атомный номер — 69, относится к группе лантаноидов. Простое вещество тулий (CAS-номер 7440-30-4) представляет собой легко обрабатываемый металл серебристо-белого цвета.
История
Тулий был открыт шведским химиком П. Т. Клеве в 1879 году при поиске примесей к оксиду эрбия Er2O3. Этот же метод ранее позволил К. Г. Мосандеру открыть другие редкоземельные элементы. При выделении примесей Клеве получил два окисла — коричневый оксид гольмия и зелёный оксид тулия. В 1911 году Т. У. Ричардс получил элемент в чистом виде и измерил его атомный вес.
Выделив оксид неизвестного элемента, П. Т. Клеве дал ему название Thulium в честь расположенного на севере Европы легендарного острова Туле (др.-греч. Θούλη, лат. Thule), древнего названия Скандинавии.
Получение
Металлический тулий получают металлотермическим восстановлением TmF3 с использованием кальция: 2TmF3 + 3Ca = 3CaF2 + 2Tm
Распространённость в природе
Тулий является редким элементом, его содержание в земной коре 2,7 ×10-5 масс. %, в морской воде — 10-7 мг/литр. Наряду с другими редкоземельными элементами тулий присутствует в таких минералах как ксенотим, эвксенит, монацит, лопарит и некоторых других.
Источник: Википедия
| 70. Иттербий-Ytterbium (Yb) |
Предпоследним в списке "родственников" большой семьи лантаноидов является элемент иттербий. Довольно полная характеристика иттербия, как и некоторых его "родственников", может быть дана в нескольких словах: открыт в 1878 г. швейцарским химиком Ж. Ш. Мариньяком как примесь к элементу эрбию.
Однако иттербий оказался смесью двух лантаноидов, которые в 1907 г. были разделены французским химиком Ж. Урбеном и независимо от него Ауэром. Одному из них было оставлено прежнее название. Среди прочих лантаноидов иттербий отличается низкой температурой кипения -1800°С. В противоположность большинству представителей лантаноидов, способных частично выделяться из своих хлористых соединений в результате действия на них водорода при 800°С (причем легкость выделения возрастает в семействе лантаноидов от первого их члена к последнему), иттербий в свободном состоянии не выделен. Так же ведут себя самарий и европий.
Практического применения не имеет из-за чрезвычайной редкости.
Итте́рбий — элемент побочной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 70. Обозначается символом Yb (лат. Ytterbium). Относится к редкоземельным элементам (иттриевая подгруппа).
Простое вещество иттербий (CAS-номер: 7440-64-4) — металл светло-серого цвета. Существует в двух кристаллических модификациях: α-Yb с кубической решёткой типа меди и β-Yb с кубической объёмноцентрированной решёткой типа α-Fe, температура перехода α↔β 792 °C.
Происхождение названия
Наряду ещё с тремя химическими элементами (тербий, эрбий, иттрий) получил название в честь села Иттербю, находящегося на острове Ресарё, входящем в Стокгольмский архипелаг.
Получение
Основные методы получения иттербия это восстановление оксида иттербия (III) в вакууме углеродом или лантаном, а также электролизом расплава хлорида YbCl3.
Применение
Лазерные материалы
Ионы иттербия применяются для генерации лазерного излучения в ближнем инфракрасном диапазоне, с длиной волны излучения 1,06÷1,07 мкм, и в виде оксида иттербия используется для производства мощных волоконных лазеров. Монокристаллический сплав фторид бария — фторид иттербия, легированный ионами гольмия применяется как мощный и технологичный лазерный материал.
Термоэлектрические материалы
Монотеллурид иттербия является перспективным термоэлектрическим материалом (термоэдс 680 мкВ/К).
Магнитные материалы
На основе иттербия производятся разнообразные магнитные сплавы.
Ядерная энергетика
Борат иттербия находит применение в атомной технике (специальные эмали и стёкла).
Электроника
Оксид иттербия применяется в качестве диэлектрика при получении кремниевых МДП-структур.
Источник: Википедия
| 71. Лютеций-Lutetium (Lu) |
О последнем элементе из семейства лантаноидов, так же как и о некоторых других, много не скажешь. В отличие от всех лантаноидов, а также и большинства других элементов периодической системы Д. И. Менделеева, он имеет два названия: лютеций и кассиопей. Лютеций - древнее название Парижа, а точнее, главного города кельтского племени - паризиев - на р. Сене. В честь него французский химик Ж. Урбен и назвал новый элемент, открытый им в 1907 г. Одновременно новый элемент нашел К. Ауэр - австрийский ученый - и назвал его кассиопеем по имени одного из наиболее ярких, незаходящих созвездий Северного неба Кассиопей. Этот элемент находится в монацитовом песке.
От своих "родственников" отличается наименьшим атомным радиусом, наибольшей плотностью (9,74) и температурой плавления (1659-1750°С). В металлическом виде лютеций не получен еще до сих пор. Соединения лютеция применения пока не находят. В немецкой литературе элемент называют кассиопеем и ныне, а химики других государств узаконили название лютеций.
Лютеций — химический элемент таблицы Менделеева, относящийся к группе лантаноидов.
История открытия
Элемент в виде оксида в 1907 году независимо друг от друга открыли французский химик Жорж Урбэн, австрийский минералог Карл Ауэр фон Вельсбах и американский химик Чарльз Джеймс. Все они обнаружили лютеций в виде примеси к оксиду иттербия, который, в свою очередь, был открыт в 1878 г. как примесь к оксиду эрбия, выделенному в 1843 г. из оксида иттрия, обнаруженного в 1797 г. в минерале гадолините. Все эти редкоземельные элементы имеют очень близкие химические свойства. Приоритет открытия принадлежит Ж. Урбэну.
Происхождение названия
Название элемента его первооткрыватель Жорж Урбен произвёл от латинского названия Парижа — Lutetia Parisorum. Для иттербия, от которого был отделён лютеций, было предложено название неоиттербий. Оспаривавший приоритет открытия элемента Фон Вельсбах предложил для лютеция название кассиопий (cassiopium), а для иттербия — альдебараний (aldebaranium) в честь созвездия Северного полушария и самой яркой звезды созвездия Тельца, соответственно. Учитывая приоритет Урбена в разделении лютеция и иттербия, в 1914 году Международная комиссия по атомным весам приняла название Lutecium, которое в 1949 г. было изменено на Lutetium (русское название не менялось). Тем не менее, до начала 1960-х годов в работах немецких учёных употреблялось название кассиопий.
Получение
Для получения лютеция производится его выделение из минералов вместе с другими тяжёлыми редкоземельными элементами. Отделение лютеция от других лантаноидов ведут методами экстракции, ионного обмена или дробной кристаллизацией, а металлический лютеций получается при восстановлении кальцием из фторида LuF3.
Свойства
Физические свойства
Лютеций — металл серебристо-белого цвета, легко поддаётся механической обработке. Он является самым тяжёлым элементом среди лантаноидов как по атомному весу, так и по плотности (9,8404 г/см³). Температура плавления лютеция (1663 °C) максимальна среди всех редкоземельных элементов. Благодаря эффекту лантаноидного сжатия, среди всех лантаноидов лютеций имеет наименьшие атомный и ионный радиусы.
Химические свойства
При комнатной температуре на воздухе лютеций покрывается плотной оксидной плёнкой, при температуре 400 °C окисляется. При нагреве взаимодействует с галогенами, серой и другими неметаллами.
Лютеций реагирует с неорганическими кислотами с образованием солей. При упаривании водорастворимых солей лютеция (хлоридов, сульфатов, ацетатов, нитратов) образуются кристаллогидраты.
При взаимодействии водных растворов солей лютеция с фтороводородной кислотой образуется очень мало растворимый осадок фторида лютеция LuF3. Это же соединение можно получить при реакции оксида лютеция Lu2O3 с газообразным фтороводородом или фтором.
Гидроксид лютеция образуется при гидролизе его водорастворимых солей.
Источник: Википедия
Серебро и золото, хотя и не химически чистые, видел каждый. Но спросите у кого-нибудь о гафнии, и большинство ответит, что ни гафния, ни его соединений они не видели. А между тем атомов гафния в природе в 25 раз больше, чем серебра, и в 1000 раз больше, чем золота. В чем же дело, почему мы не сталкиваемся с гафнием? Ответ очень простой: гафний - элемент весьма распыленный. Пригодные для промышленной переработки месторождения имеются в немногих пунктах земного шара.
В 1922 г. Ж. Урбен после многолетних работ о "редкими землями" выделил новый элемент. В честь населявших некогда территорию современной Франции древних племен, кельтов, новый элемент был назван кельтием. Выяснилось, что химические свойства нового элемента не соответствовали тем, которые он должен был иметь, соответственно месту в периодической системе элементов - 72. Исходя из периодического закона Д. И. Менделеева, химик Г. Хевеши и физик Д. Костер, отыскивая аналог циркония, естественно, искали его в минералах, заключающих последний. И действительно, в первом же минерале, подвергнутом исследованию,- норвежском цирконите - они открыли новый элемент с помощью излучения рентгеновского спектра (1923 г.). В честь древнего названия столицы Дании - Гафниа - открытый элемент назвали гафнием. B последствии было установлено, что гафний всегда сопутствует цирконию не только в естественных минералах, но и различных искусственно полученных препаратах. Кельтий же оказался смесью уже известных элементов редкоземельной группы. Трудность выделения гафния из природных соединений является причиной, ограничивающей его практическое использование.
Сходство химических свойств гафния и циркония и в связи с этим трудность их разделения обусловлены тем, что радиусы ионов циркония и гафния практически равны.
Гафний в два раза тяжелее циркония, плавится при более высокой температуре (2230°С), чем цирконий. Не менее интересен такой ряд температур плавления; окись гафния - 2912°C, борид гафния - 3250°C, нитрид гафния - 3310°С, карбид гафния - 3890°С; именно поэтому нитриды тугоплавких металлов, в том числе гафния, представляют основу жаропрочных сплавов, высокотемпературных огнеупоров, твердых материалов, сплавов радио- и электротехнического назначения (болометров, резисторов, термокатодов).
Га́фний — тяжёлый тугоплавкий серебристо-белый металл, 72 элемент периодической системы.
История открытия и происхождение названия
Открыт в 1923 г. Гафний искали среди редкоземельных элементов, так как не было выяснено строение 6-го периода системы Д. И. Менделеева. В 1911 г. французский химик Ж. Урбен объявил об открытии нового элемента, названного им кельтием. В действительности он получил смесь, состоящую из иттербия и лютеция и небольшого количества гафния. И только после того, как Н. Бор на основании квантовомеханических расчётов показал, что последним редкоземельным элементом является элемент с номером 71, стало ясно, что гафний — аналог циркония. Базируясь на выводах Бора, который предсказал его свойства и валентность, в 1923 Дирк Костер и Дьёрдь де Хевеши систематически проанализировали рентгеноспектральным методом норвежские и гренландские цирконы. Совпадение линий рентгенограмм остатков после выщелачивания циркона кипящими растворами кислот с вычисленными по закону Мозли для 72-го элемента позволило исследователям объявить об открытии элемента, который они назвали гафнием в честь города, где было сделано открытие (Hafnia — латинское название Копенгагена). Начавшийся после этого спор о приоритете между Ж. Урбеном, Н. Костером и Д. Хевеши продолжался длительное время. В 1949 г. название элемента «гафний» было утверждено Международной комиссией и принято всюду.
Получение
Среднее содержание гафния в земной коре около 4 г/т. Ввиду отсутствия у гафния собственных минералов и постоянного сопутствия его цирконию, его получают путём переработки циркониевых руд, где он содержится в количестве 2,5 % от веса циркония (циркон содержит 4 % HfO2, бадделеит 4 — 6 % HfO2). В мире в год в среднем добывается около 70 тонн гафния, и объёмы его добычи пропорциональны объёмам добычи циркония. Интересна особенность скандиевого минерала — тортвейтита: в нём содержится гафния в процентном отношении гораздо больше, чем циркония, и это обстоятельство очень важно при переработке тортвейтита на скандий и концентрировании гафния из него.
Свойства
Физические
Гафний обладает высоким сечением захвата тепловых нейтронов - (115 барн у естественной смеси изотопов), тогда как у его химического аналога, циркония, сечение захвата на 2 порядка меньше, около 2×10-1 барн . В связи с этим цирконий, используемый для создания реакторных ТВЭЛов, должен быть тщательно очищен от гафния. Один из редких природных изотопов гафния, 174Hf, проявляет слабую альфа-активность (период полураспада 2×1015 лет).
Химические
Гафний, как и тантал, достаточно инертный материал из-за образования тонкой пассивной плёнки оксидов на поверхности. В целом, химическая стойкость гафния гораздо больше, чем у его аналога — циркония.
Лучшим растворителем гафния является фтороводородная кислота (HF), или смесь фтороводородной и азотной кислот, а также царская водка.
При высоких температурах (свыше 1000 К) гафний окисляется на воздухе, а в кислороде сгорает. Реагирует с галогенами. По стойкости к кислотам подобен стеклу. Также как и цирконий, обладает гидрофобными свойствами (не смачивается водой).
Источник: Википедия
Тантал в греческой мифологии - любимый сын Зевса. Будучи на правах любимца Зевса допущенным к трапезам богов. Тантал возгордился этим и, пригласив богов к себе на пир, подал им в виде угощения мясо собственного сына Пелопа, желая проверить их всеведение. За это преступление Тантал был наказан голодом и жаждой. Он был "заточен" в пруд, где стоял по горло в воде, под деревом, ветви которого свисали и гнулись под тяжестью спелых плодов. Всякий раз, когда Тантал, томимый жаждой, открывал рот, чтобы напиться, вода утекала от него; когда, мучимый голодом, он поднимал руку, чтобы сорвать плод, ветка с плодами уклонялась в сторону. Так древний миф описывал "танталовы муки".
Такие же муки перенесли химики, изучавшие свойства тантала, и особенно те ученые, которые пытались выделить тантал в чистом виде.
150 лет в коллекции Британского музея в Лондоне лежал ничем не примечательный минерал темного, почти черного цвета. От куска угля он отличался только очень тяжелым весом да прожилками золотистой слюды. Своей тяжестью минерал и привлек внимание химика К. Гэтчета, который исследовал неописанные минералы коллекции. Анализ показал наличие в минерале железа, кислорода и еще одного неизвестного элемента. По имени минерала, названного в честь Америки, где он был найден,- колумбита - открытый элемент назвали колумбием, а минерал ... положили в коллекцию. Это было в 1801 г. Год спустя химик Экеберг в минералах Скандинавского полуострова нашел новый элемент, который из-за мучительной трудности выделения был назван танталом. Изучая свойства колумбита, некоторые исследователи все более и более склонялись к мысли, что колумбий и тантал тесно смешаны в минерале колумбите.
В 1844 г. известный немецкий химик Г; Розе доказал, что в колумбите находятся два трудно разделимых элемента - ниобий и тантал. Они же вместе присутствуют и в минерале танталите, в манганотанталите, в ферротанталите и в некоторых других редких минералах. Наконец, было установлено, что колумбий и тантал почти всегда находятся вместе и что разделить их очень трудно.
В чистом виде тантал представляет собой серо-стальной, тяжелый (плотность 16,6), тугоплавкий (плавится при 3000°С) металл. Твердый и вместе с тем пластичный, он совмещает в себе химическую стойкость платины и ковкость золота, которое можно прокатать в тончайшие листочки. Тантал не растворим в кислотах и их смесях. Не растворяет его и "царская водка", пожирающая все металлы. Только смесь плавиковой кислоты с азотной действует на тантал.
Тантал явился конкурентом платины, он оказался незаменимым для изготовления химической аппаратуры. На одном из предприятий, использующих газообразный хлористый водород, детали аппарата из нержавеющей стали полностью разрушались за 2 месяца. Достаточно было заменить нержавеющую сталь танталом, и срок службы самых тонких частей (0,3-0,5 мм) увеличился до 20 лет. В прошлом тантал применялся для изготовления нитей в электрических лампочках, которые так и назывались танталовыми. Ныне он заменен более дешевыми металлами.
Одна из областей человеческого знания считает тантал совершенно незаменимым. Это - хирургия. В противоположность другим металлам тантал обладает замечательным свойством: вшитый в живые ткани (мышцы, кости), он совершенно не раздражает их. И это ценное свойство тантала используется в восстановительной хирургии. В виде тонких пластинок, проволоки, шурупов, гвоздей он находит себе применение в костной и пластической хирургии для скрепления обломов костей, закрывания отверстий в костях черепа и т. д. В экспериментальной хирургии.
Важным сырьем для получения тантала и ниобия служат колумбитоносные граниты, залежи которых особенно велики в районе Плато Джое (Северная Нигерия). Соединенные Штаты Америки вывозят из Нигерии обогащенную руду и накапливают концентраты, ибо считают тантал важнейшим стратегическим металлом.
Танта́л — химический элемент таблицы Менделеева с зарядом ядра 73, при обычных условиях — металл серого цвета (со слабым свинцовым оттенком вследствие образования плотной оксидной плёнки).
История
Тантал открыт в 1802 г. шведским химиком А. Г. Экебергом в двух минералах, найденных в Финляндии и Швеции. В последующем тантал и колумбий считали тождественными. Лишь в 1844 г. немецкий химик Розе доказал, что минерал колумбит содержит два различных элемента — ниобий и тантал.
Пластичный металлический тантал впервые получен немецким учёным В. Больтеном в 1903 г.
Элемент назван по имени героя древнегреческой мифологии Тантала, из-за трудностей его получения в чистом виде.
Получение
Основным сырьём для производства тантала и его сплавов служат танталитовые и лопаритовые концентраты, содержащие около 8 % Та2О5, 60 % и более Nb2O5. Концентраты разлагают кислотами или щелочами, лопаритовые — хлорируют. Разделение Та и Nb производят с помощью экстракции. Металлический тантал обычно получают восстановлением Ta2O5 углеродом, либо электрохимически из расплавов. Компактный металл производят вакуумно-дуговой, плазменной плавкой или методом порошковой металлургии.
Крупнейшее мировое месторождение танталовых руд Гринбушес расположено в Австралии в штате Западная Австралия в 250 км к югу от Перта.
Свойства
Физические
Обладает высокой температурой плавления (2996 °C), температура кипения 5300 °C, цвет в чистом виде серо-стальной, плотность 16,6, несмотря на твёрдость пластичен, как золото.
Химические
При нормальных условиях тантал малоактивен, на воздухе окисляется лишь при температуре свыше 280 °C, покрываясь защитной плёнкой Ta2O5; с галогенами реагирует при температуре свыше 250 °C. При нагревании реагирует с С, В, Si, P, Se, Те, Н2О, СО, СО2, NO, HCl, H2S.
Химически чистый тантал исключительно устойчив к действию жидких щелочных металлов, большинства неорганических и органических кислот, а также многих других агрессивных сред (за исключением расплавленных щелочей).
В отношении химической устойчивости к реагентам, тантал подобен стеклу. Тантал нерастворим в кислотах и их смесях, его не растворяет даже царская водка. Растворим только в смеси плавиковой и азотной кислот. Реакция с плавиковой кислотой идет только с пылью металла и сопровождается взрывом. Очень устойчив к воздействию серной кислоты любой концентрации и температуры, устойчив в обескислороженных расплавленных щелочных металлах и перегретых парах их (литий, натрий, калий, рубидий, цезий).
Источник: Википедия
|
