Tlenek tantalu(V)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Tlenek tantalu(V)
Tlenek tantalu(V)
     Ta5+      O2−
     Ta5+      O2−
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny Ta2O5
Masa molowa 441,89 g/mol
Wygląd biały bezwonny proszek[2]
Identyfikacja
Numer CAS 1314-61-0
PubChem 518712[3]
Podobne związki
Podobne związki TaO, TaO2
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tlenek tantalu(V), Ta2O5nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym tantal występuje na V stopniu utlenienia.

Właściwości[edytuj | edytuj kod]

Tlenek tantalu(V) jest białym ciałem stałym, nierozpuszczalnym w wodzie oraz w kwasach (oprócz kwasu fluorowodorowego). W warunkach normalnych jest związkiem niereaktywnym.

Podczas stapiania z wodorotlenkami litowców tworzy tantalany(V). Przy zmniejszaniu pH roztworu powstają akwapolitantalany o anionach [Ta6O19]8−. Przy dalszym obniżaniu pH strąca się uwodniony tlenek tantalu(V).

W temperaturze topnienia rozkłada się z wydzieleniem tlenu.

Pięciotlenek tantalu reaguje pod zwiększonym ciśnieniem z czterochlorkiem węgla, dając chlorek tantalu(V):

Ta2O5 + 5CCl42TaCl5 + 5COCl2

Pięciotlenek tantalu może być redukowany różnymi sposobami, np. za pomocą reduktorów metalicznych, takich jak glin lub wapń:

Ta2O5 + 2Al → Al2O3 + TaO2 + Ta
Ta2O5 + Ca → CaO + TaO4 + Ta

Istnieją dwie odmiany tlenku tantalu(V) – α i β. Forma β jest trwała powyżej temperatury 1360 °C. Poniżej występuje forma α. W 1360 °C następuje powolna, odwracalna przemiana z jednej formy w drugą.

Odmiana niskotemperaturowa ma strukturę krystaliczną typu oktatlenku triuranu (U3O8)[4].

Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]

Przemysłowo pięciotlenek tantalu otrzymuje się z minerałów tantalu i niobu (tantalit oraz kolumbit) przez ich kruszenie na pył, a następnie roztwarzanie wodorotlenkiem sodu. Na powstałe w ten sposób tantalany i niobiany sodu działa się bezwodnym kwasem fluorowodorowym, a następnie dodaje się stechiometryczną ilość fluorku potasu:

(FeMn)(NbTa)2O6 + 6NaOH → Ta2O5·7H2O + Nb2O5·7H2O
Ta2O5·7H2O + Nb2O5·7H2O + 32KF → 2K2TaF7 + 2K2NbF7 + 4HF + 24KOH
lub
Ta2O5 + Nb2O5 + 8KF + 20HF → 2K2TaF7 + 2K2NbF7 + 10H2O

Po wydzieleniu K2TaF7 poddaje się go stopieniu, a następnie elektrolizie, w której powstaje czysty tantal. Otrzymany pierwiastek spala się w temperaturze 1000 °C w atmosferze tlenu do tlenku tantalu(V):

4Ta + 5O22Ta2O5

W skali laboratoryjnej można go otrzymać w reakcji spalania tantalu w atmosferze tlenu lub w wyniku hydrolizy jego alkoholanu, np.

2Ta(OCH2CH3)5 + 5H2OTa2O5 + 10HOCH2CH3.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Tlenek tantalu został odkryty przez Andersa Gustafa Ekeberga w minerałach wyodrębnionych z pegmatytu w Ytterby w Szwecji oraz w Kimoto w Finlandii.

Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]

Tlenek tantalu wykorzystuje się do produkcji kondensatorów w elektronice samochodowej, telefonach komórkowych, pagerach, a także szkieł w obiektywach fotograficznych.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 Tlenek tantalu(V) (ang.). Karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich dla Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-01].
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Tlenek tantalu(V) (ang. • niem.) w bazie IFA GESTIS. Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA). [dostęp 2011-06-01].
  3. Tlenek tantalu(V) – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  4. W.T. Holser. Compounds with the α-U3O8-type structure. „Acta Cryst.”. 9, s. 196, 1956. doi:10.1107/S0365110X56000486. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Fred Fairbrother: The Chemistry of Niobium and Tantalum. Nowy Jork: Elsevier Publishing Company, 1967, s. 1–28.
  • A.F. Wells: Structural Inorganic Chemistry. Clarendon Press, 1947.
  • Tantalum Pentoxide Powder (ang.). Reade Advanced Materials. [dostęp 2011-06-01].
  • Tantalum (ang.). Spectrum Laboratories. [dostęp 2011-06-01].
  • Związki tantalu (pol.). [dostęp 2011-06-01].