Тантал, металл

Тантал, металл, принадлежащий к V-ой группе периодической системы. Атомный вес Та = 181,5 (О = 16). Порядковое число 73 (см. элементы). Удельный вес 16,6. Температура плавления 2 770°.

Тантал  вместе с ниобием (или колумбией, как называют этот элемент англичане) находится в редких минералах: колумбите [(Nb,Ta)О₃]₂ (Fе, Мn) и танталите  [(Nb, Ta)O₃]₂ (Fе,Мn), различающихся по содержанию в них ниобия и тантала: в первом больше ниобия, во втором — тантала. Они резко различаются по удельному весу, равному 8 для чистого танталита и 5,4 для колумбита. Этим различием в удельного веса пользуются при технической сортировке минералов. Они встречаются в Баварии, Финляндии, на Урале, в Северной Америке и Австралии.

Для выделения ниобия и тантала минералы сплавляются с кислым сернокислым калием (KHSО₄), и сплав кипятится с водой, извлекающей соли калия и закиси железа, а в осадке остаются нечистые ниобиевые и танталовые кислоты. Этот сырой продукт обрабатывают сернистым аммонием, чтобы извлечь олово и вольфрам, а остаток — плавиковой кислотой, в которой он вполне растворяется. К нагретому раствору прибавляют фтористого калия, отчего осаждается танталовофтористый калий ТаF₇K₂ (растворяющийся плохо в воде: 1 часть на 200 частей воды), а ниобофтористый калий NbOP₃K₂ большей частью остается в растворе (1 ч. его растворяется в 12 ч. воды).

Металлический тантал получается при сплавлении ТаF₇K₂ с натрием; получающийся при этом темно-серый порошок переплавляют в электрической печи. От ниобия тантал отличается большей дуктильностью (т. е. способностью вытягиваться в длинные нити) и более высокой температурой плавления. В 1910 г. были получены большие количества тантала для применения его в виде нитей в электрических лампах. Ввиду его большой электропроводности нити должны вытягиваться очень тонкими и длинными. В настоящее время (1927) тантал из этой области вытеснен вольфрамом, но благодаря своей упругости, твердости, приближающей его к стали, и сопротивляемости действию щелочей и кислот (на него действует только смесь плавиковой и азотной кислот), тантал начинает заменять отчасти платину. По О. Брунку (О.Brunck), тантал в качестве материала для катода даже имеет преимущество перед платиной, так как он сопротивляется действию царской водки; в случае если он служит анодом, он покрывается темно-синей окисью Та₂О₄, которая не пропускает ток. При нагревании на воздухе тантал при 400° делается синим, при 600° — темно-серым и, наконец, загорается ярким светом, с образованием белого танталового ангидрида Та₂О₅, удельный вес 7,2. Танталовые соли, подобно ниобиевым, представляют типы ортосолей, аналогичных солям ортофосфорной кислоты (см. фосфор), и, кроме того, солей более сложного типа, заключающих большое количество элементов ангидрида; так, например, при сплавлении танталового ангидрида с едким калием получается Та₆О₁₉K₈.16Н₂O — соль, легко растворимая в воде, натронная же Та₆О₁₉Na₈.25Н₂O — очень трудно растворяется в воде (1 ч. в 493 ч. при 15° и в 162 ч. при 100°). Двуокись тантала (Та₂О₄ или ТаО₂) образуется при восстановлении Та₂О₅ при высокой температуре углем или магнием: белая пористая масса, нерастворимая в кислотах, даже в смеси азотной и плавиковой кислоты.

Пятихлористый тантал ТаСl5 получается: 1) при прокаливании смеси Та₂О₅ с углем в струе хлора, 2) при нагревании металла в струе хлора и 3) при нагревании Та₂О₅ в парах четыреххлористого углерода или хлора с примесью хлористой серы. Желтое кристаллическое тело с температурой плавления 211° и кипения 242°.

Пятифтористый тантал ТаF₅ получается при действии фтора на металл. Бесцветные призмы, плавятся при 94°. Температура кипения 225°.

И. Каблуков.