Tlenek tantalu(V)

Tlenek tantalu(V)
	; Ta5+ O2−
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
konst.	pentatlenek ditantalu, tlenek(2−) tantalu(5+), tlenek tantalu(5+), tlenek tantalu(V)
	Inne nazwy i oznaczenia
Stocka	tlenek tantalu(V)
inne	dawniej: pięciotlenek tantalu
	Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	Ta2O5
Masa molowa	441,89 g/mol
Wygląd	biały bezwonny proszek
	Identyfikacja
Numer CAS	1314-61-0
PubChem	518712
SMILES
	O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O
Właściwości
	Gęstość
	8,2 g/cm³; ciało stałe
	Rozpuszczalność w wodzie
	poniżej 0,010 g/l (20 °C)
Temperatura topnienia	1872 °C
Niebezpieczeństwa
	Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2011-06-01]
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Substancja nie jest klasyfikowana jako; niebezpieczna według kryteriów GHS.
	Europejskie oznakowanie substancji
	oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne
	Substancja nie jest klasyfikowana jako; niebezpieczna według europejskich kryteriów.
	NFPA 704
Na podstawie; podanego źródła	0 0 0
Numer RTECS	WW5855000
Dawka śmiertelna	LD50 8000 mg/kg (szczur, doustnie)
	Podobne związki
Podobne związki	TaO, TaO2
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Tlenek tantalu(V), Ta₂O₅ – nieorganiczny 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 + 5CCl₄ → 2TaCl₅ + 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)^[3].

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 + 5O₂ → 2Ta₂O₅

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

2Ta(OCH₂CH₃)₅ + 5H₂O → Ta₂O₅ + 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]

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Tantalum(V) oxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank, Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 5910 [dostęp 2011-06-01] (niem. • ang.).
↑ ^a ^b Tlenek tantalu(V) (nr 204536) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-01]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
↑ 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. Reade Advanced Materials. [dostęp 2017-05-06]. (ang.).
Tantalum. Spectrum Laboratories. [dostęp 2017-05-06]. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-08-15)]. (ang.).
Związki tantalu. [dostęp 2017-05-06]. (pol.).

[GESTIS-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f Tantalum(V) oxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank, Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 5910 [dostęp 2011-06-01] (niem. • ang.).

[Aldrich-US-2] Tlenek tantalu(V) (nr 204536) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2011-06-01]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)

[Holser-3] W.T. Holser. Compounds with the α-U₃O₈-type structure. „Acta Cryst.”. 9, s. 196, 1956. DOI: 10.1107/S0365110X56000486.

[1]

[2]

[3]