Tantalio: differenze tra le versioni

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{{Infobox elemento chimico

|Nome = tantalio

|Serie_chimica = [[Metalli del blocco d|metalli di transizione]]

|Nucleoni =

|Precedente = [[afnio]]

Riga 9:

|Gruppo = [[elementi del gruppo 5|5 (VB)]]

|Periodo = [[elementi del periodo 6|6]]

|Blocco = [[orbitaleMetalli del blocco d|d]]

|Densità = 1665016 650 kg/m³ ³

|Durezza = 6,5

|Aspetto = Tantalum_single_crystal_and_1cm3_cube.jpg

|Didascalia = Metallo grigio lucente

|Spettro = Tantalum_spectrum_visible.png

|Peso_atomicoMassa_atomica = {{M|180,94788 [[unità di massa atomica|amu]]u=uma}}

|Raggio_atomico = {{Val|145 |(200) [[picometro|ul=pm]]}}

|Raggio_covalente = 138 [[picometro|pm]]

|Raggio_di_van_der_Waals = {{m|0142,14255|n|mul=pm}}<ref>{{cita web|http://www.lenntech.it/periodica/elementi/ta.htm|Tantalo|27 aprile 2013|editore=lenntech.it}}</ref>

|Configurazione_elettronica = <nowiki>[</nowiki>[[Xeno|Xe]]<nowiki>]</nowiki>4f¹⁴5d³ 6s²

|Termine_spettroscopico = ⁴F_3/2

|Elettroni = 2, 8, 18, 32, 11, 2

|Numero_di_ossidazione = 5, 4, 3, 2, -1−1 (mediamente [[acido]])

|Struttura_cristallina = [[Reticolo cubico a corpo centrato|cubica a corpo centrato]]

|Stato = [[solido]]

|Fusione = {{Converti|3290 |K (3017&nbsp;°C)|lk=on}}

|Ebollizione = {{Converti|5731 |K (5458&nbsp;°C)}}

|Volume_molare = {{ExpM|1,085|-5e=−5|ul=m3}} m³/[[Mole|mol]]

|Calore_di_fusione = {{M|31,6 |ul=kJ/mol}}

|Calore_di_evaporazione = {{M|743 |ul=kJ/mol}}

|Tensione_di_vapore = {{M|0,776 |ul=Pa}} a 3269 3&nbsp;269&nbsp;K

|Velocità_del_suono = {{M|3400 |ul=m/s}} a 293,15 &nbsp;K

|Numero_CAS = 7440-25-7

|Elettronegatività = 1,5

|Calore_specifico = 140 J/(kg ·K)

|Conducibilità_elettrica = {{ExpM|7,61|e=6}} /m ·Ω

|Conducibilità_termica = 57,5 W/(m ·K)

|Energia_1a_ionizzazione = 761 kJ/mol

|Energia_2a_ionizzazione = 15001&nbsp;500 kJ/mol

|Isotopo_1 = ¹⁷⁹Ta

|NA_1 = sintetico

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|DM_1 = ε

|DE_1 = 0,010

|DP_1 = [[Afnio|¹⁷⁹[[Afnio|Hf]]

|Isotopo_2 = ¹⁸⁰Ta

|NA_2 = sintetico

|TD_2 = 8,125 anniore

|DM_2 = ε<br </br> β⁺

|DE_2 = 0,854<br </br> 0,708

|DP_2 = [[Tungsteno|¹⁸⁰[[Tungsteno|W]]<br </br> [[Afnio|¹⁸⁰[[Afnio|Hf]]

|Isotopo_3 = ^{180[[metastatoIsomeria nucleare|m]]}Ta

|NA_3 = 0,012%

|TD_3 = {{ExpVal|p=>|1,2|152e15}} anni

|DM_3 = ε<br </br> β⁺

|DE_3 = 0,075

|DP_3 = [[Tungsteno|¹⁸⁰[[Tungsteno|W]]<br </br> [[Afnio|¹⁸⁰[[Afnio|Hf]]

|Isotopo_4 = ¹⁸¹Ta

|NA_4 = '''99,988%'''

|TD_4 = È stabile con 108 neutroni

}}

Il '''tantalio''' o '''tantalo''' è l'[[Elemento (chimico)|elemento chimico]] di [[numero atomico]] 73. Ile il suo simbolo è '''Ta'''.

È un [[metalliMetalli didel transizioneblocco d|metallo di transizione]] duro e duttile, lucido, di colore blu-grigio, molto resistente alla corrosione, soprattutto all'attacco degli [[acido|acidi]], ed è un buon conduttore di calore ed elettricità. È piuttosto raro in natura e si trova nelnei [[mineraleMinerale|minerali]] [[tantalite-(Mg)]], [[tantalite-(Fe)]] e [[tantalite-(Mn)]]. Il tantalio ha moltissime applicazioni: si usa in strumenti chirurgici e, negli impianti di protesi intracorporee, perché non reagisce con i fluidi del corpo, ma anche nella realizzazione di [[Condensatore (elettrotecnica)|condensatori]] di ridotte dimensioni per il mondo dell'elettronica di consumo e la [[telefonia mobile]]. Viene inoltre utilizzato nell'alta orologeria per la produzione di casse per orologi da polso.<ref>{{Cita web|url=https://www.audemarspiguet.com/it/watch-collection/royal-oak/26325TS.OO.D005CR.01/|titolo=26325TS.OO.D005CR.01 - Royal Oak Collezione|sito=Audemars Piguet - Le Brassus|accesso=26 marzo 2018|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20180704035658/https://www.audemarspiguet.com/it/watch-collection/royal-oak/26325TS.OO.D005CR.01/|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.fpjourne.com/en/collection/classique-collection/chronometre-bleu|titolo=F.P.Journe Chronomètre Bleu {{!}} Calibre 1304|sito=www.fpjourne.com|accesso=20 maggio 2024}}</ref>

== Caratteristiche ==

Come già detto, ilIl tantalio è molto resistente alla corrosione: in pratica, per temperature al di sotto dei {{M|150 [[Celsius|ul=°C]],}} lo si può considerare del tutto immune agli attacchi chimici, perfino a sostanze estremamente aggressive come l'[[acqua regia]], e può essere intaccato soltanto dall'[[acido fluoridrico]], da soluzioni acide contenenti lo ione [[fluoruro]] e da [[Anidride solforica|triossido di zolfo]] libero. Il tantalio ha un punto di fusione molto alto, superato soltanto dal [[tungsteno]] e dal [[renio]] (punto di fusione 3290 3&nbsp;290&nbsp;K, punto di ebollizione 5731 5&nbsp;731&nbsp;K). Il tantalio forma ossidi con stato di ossidazione +5 (Ta₂O₅, più stabile) e +4 (TaO₂).

== Applicazioni ==

L'uso principale per il tantalio, in forma di polvere metallica, è nella produzione di componenti elettronici, soprattutto [[Condensatore (elettrotecnica)|condensatori]] al tantalio, di dimensioni molto ridotte in rapporto alla loro capacità. Questi vengono impiegati in quasi tutti i dispositivi elettronici portatili, come [[telefonia cellulare|telefoni cellulari]], [[computer portatile|computer portatili]], [[lettore DVD|lettori DVD]], [[fotocamera digitale|fotocamere]] e [[videocamera|videocamere]] digitali ed elettronica per l'automobile.

Il tantalio è anche utilizzato in una grande varietà di [[Lega (metallurgia)|leghe]] con alto punto di fusione, forte resistenza e buona duttilità. In lega con altri metalli è utilizzato anche per la fabbricazione di utensili al carburo per la lavorazione dei metalli e nella produzione di [[superleghe]] per [[Motore a reazione|motori a reazione]], strumentazione per laboratori chimici e [[reattore nucleare a fusione|reattori nucleari]] e parti di [[missile|missili]].

Altri usi:

Riga 78:

* Per la sua inerzia chimica, il tantalio si usa anche per i ferri chirurgici e per le [[Clip (chirurgia)|clips da sutura chirurgica]].

* L'[[ossido di tantalio]] viene impiegato per [[vetro|vetri]] ad alto [[indice di rifrazione]] usati nelle [[lente|lenti]] degli apparecchi fotografici.

* Il tantalio si usa anche per realizzare parti di forni [[sottovuoto]].

* Il tantalio viene utilizzato per la preparazione di impianti chimici grazie alla sua elevata resistenza alla corrosione.

* In medicina si utilizza in componenti protesiche di anca, ginocchio e spalla

== Storia ==

Il tantalio (dal [[Lingua greca antica|greco antico]] ''[[Tantalo (mitologia)|Tantalos]]'') fu scoperto in [[Svezia]] nel [[1802]] da [[Anders Gustav Ekeberg|Anders Ekeberg]] e isolato nel [[18201824]] circa da [[Jöns Jacob Berzelius|Jöns Berzelius]].<ref>{{Cita web|http://www.liberliber.it/mediateca/libri/g/guareschi/jons_jacob_berzelius_etc/pdf/jons_j_p.pdf|Jöns Jacob Berzelius e la sua opera scientifica: Brevi cenni sulla Chimica nella prima metà del secolo XIX|città=Torino|autore=[[Icilio Guareschi]]|editore=Unione Tipografico-Editrice|anno=1915}}</ref> Molti chimici del tempo pensavano che il [[niobio]] e il tantalio fossero lo stesso elemento: questa opinione venne confutata nel 1844 e nel 1866, quando i ricercatori dimostrarono che l'acido niobico e l'acido tantalico erano due composti diversi. I primi ricercatori furono capaci soltanto di isolare il metallo impuro; il primo tantalio metallico relativamente puro e duttile fu prodotto da [[Werner von Bolton]] nel [[1903]]. I filamenti di tantalio furono usati nelle [[lampadina a incandescenza|lampadine elettriche]] finché non vennero sostituiti da quelli in [[tungsteno]].

I primi ricercatori furono capaci soltanto di isolare il metallo impuro: il primo tantalio metallico relativamente puro e duttile fu prodotto da [[Werner von Bolton]] nel [[1903]]. I filamenti di tantalio furono usati nelle [[Lampada a incandescenza|lampadine elettriche]] finché non vennero sostituiti da quelli in [[tungsteno]].<ref name=treccani>{{cita web|url=http://www.treccani.it/enciclopedia/tantalio/|titolo=Tantalio|editore=Treccani|accesso=27 ottobre 2015}}</ref>

Il nome di questo elemento deriva dal personaggio di [[Tantalo (mitologia)|Tantalo]], padre di [[Niobe]] nella [[mitologia greca]], che fu condannato dopo la sua morte a restare immerso nell'acqua fino alle ginocchia, mentre sopra di lui crescevano dei frutti perfetti che lo avrebbero tentato per l'eternità: se si chinava per bere, l'acqua spariva, e se alzava le braccia per cogliere i frutti, i rami che li reggevano si alzavano oltre la sua portata. In un certo senso questo somiglia al comportamento chimico del tantalio: resta fra i reagenti ma non reagisce con nessuno di essi.

Il nome difu questoscelto elementoda Ekeberg e deriva dal personaggio mitico di [[Tantalo (mitologia)|Tantalo]] (greco Τάνταλος ''Tántalos''), padre di [[Niobe]] nella [[mitologia greca]], che fu condannato dopo la sua morte a restare immerso nell'acqua fino alle ginocchia, mentre sopra di lui crescevano dei frutti perfetti che lo avrebbero tentato per l'eternità: se si chinava per bere, l'acqua spariva, e se alzava le braccia per cogliere i frutti, i rami che li reggevano si alzavano oltre la sua portata. In un certo senso questo somiglia al comportamento chimico del tantalio:, resta fra i reagenti mache non reagiscesi conscioglie nessunonegli diacidi.<ref essi.name=treccani/>

=== Guerra del coltan ===

Il coltan, abbreviazione della [[columbite-tantalite]] o columbo-tantalite, miscela di due ossidi ad alto tenore di tantalio, è presente in gran quantità nella zona orientale del [[Repubblica Democratica del Congo|Congo]]. La gestione dell'estrazione e del traffico di questo ed altri minerali ([[oro]], [[cassiterite]] ecc.) da parte di organizzazioni paramilitari e guerriglieri africani, con relativo sfruttamento della manodopera locale, contribuisce all'instabilità decennale della zona e alla [[guerra civile]]. Le stesse [[Organizzazione delle Nazioni Unite|Nazioni Unite]] sono impegnate in loco, prima nella missione MONUC e poi dal 2010 nella missione MONUSCO.<ref>{{cita web|url=http://www.un.org/en/peacekeeping/missions/monusco/mandate.shtml|titolo=MONUSCO|editore=ONU|accesso=27 ottobre 2015}}</ref> Nelle fonti giornalistiche tale conflitto viene spesso definito "guerra del Coltan", a partire da rapporti ONU che nel 2001 portarono alla luce la questione.<ref>{{cita libro|titolo=Coltan|url=https://archive.org/details/isbn_9781118287668|autore=Michael Nest|editore=John Wiley & Sons|anno=2013|isbn=9780745637716|capitolo=1. Facts, figures and myths}}</ref>

Negli anni diverse aziende multinazionali sono state accusate di contribuire a tale traffico,<ref>{{cita web|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/africa/8159977.stm|titolo=Mineral firms 'fuel Congo unrest'|editore=BBC|data=21 luglio 2009|accesso=27 ottobre 2015}}</ref> fino ad arrivare a forme di certificazione della provenienza.<ref>{{cita web|url=https://abcnews.go.com/Nightline/story?id=128631&page=1|editore=ABC|titolo=What Is Coltan?|accesso=27 ottobre 2015}}</ref> Malgrado i milioni di morti causati dai conflitti, le ampie violazioni dei diritti umani riscontrate e il coinvolgimento del settore delle nuove tecnologie, la questione trova peraltro scarso spazio sui media.<ref>{{cita news|url=http://www.repubblica.it/solidarieta/emergenza/2013/07/19/news/il_costo_del_coltan-63325505/|titolo=Il costo umano di uno smartphone e tutto ciò che gira attorno al coltan|autore=Mariagrazia Scaringella|data=19 luglio 2013|rivista=[[La Repubblica (quotidiano)|la Repubblica]]|accesso=27 ottobre 2015}}</ref>

== Disponibilità ==

Il tantalio si trova soprattutto nel minerale [[tantalite]] [([[ferro|Fe]], [[manganese|Mn]]) Ta₂[[ossigeno|O]]₆] ed [[euxenite-(Y)]] (altri minerali: [[Samarskite-(Y)|samarskite]] e [[fergusonite]]). La tantalite si trova molto spesso mescolata con la [[columbite]] in un minerale chiamato [[columbite-tantalite]] (colloquialmente ''coltan'').

Giacimenti di tantalio commercialmente sfruttati esistono in [[Australia]], [[Brasile]], [[Canada]], [[Repubblica Democratica del Congo]], [[Mozambico]], [[Nigeria]], [[Portogallo]] e [[Thailandia]].

La separazione del tantalio dal niobio richiede un processo lungo, composto di molte fasi complicate. La produzione commerciale di questo elemento può sfruttare uno di molti metodi diversi, fra cui l'[[elettrolisi]] di fluorotantalato di [[potassio]] fuso o la sua riduzione con [[sodio]], o la reazione fra carburo di tantalio e [[ossido di tantalio]]. Il tantalio si estrae anche come sottoprodotto dell'estrazione dello [[Stagno (elemento chimico)|stagno]].

{| class="wikitable" align=center

== Pericoli legati all'estrazione ==

! colspan=3|I maggiori produttori di tantalio nel 2019<ref>[https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-tantalum.pdf Statistiche sulla produzione di tantalio por USGS]</ref>

L'estrazione del [[columbite-tantalite|coltan]] ha comportato gravissimi problemi etici, di diritti umani e di protezione dell'ambiente, dovuti allo sfruttamento indiscriminato di giacimenti nelle regioni del Congo da parte delle multinazionali: queste infatti non si fanno scrupolo di ricorrere al finanziamento di guerre per ottenere ad un prezzo minore le loro materie prime.

|-

L'estrazione del tantalio, effettuata nel Congo in condizioni tremende e spesso ad opera di bambini, è stata per lungo tempo la causa della più feroce guerra del mondo dopo il 1945, costata milioni di morti. L'azienda che ha tratto i maggiori profitti da questo traffico illegale in Congo è stata una ditta affiliata al gruppo chimico tedesco Bayer. Tratto da "il libro che le multinazionali non ti farebbero mai leggere" di Klaus Werner-Lobo.

! Posizione

! Paese

! Produzione (tonnellate)

|-

| 1 || {{COD}}||align=right| 580

|-

| 2 || {{BRA}}||align=right| 430

|-

| 3 || {{RWA}}||align=right| 336

|-

| 4 || {{NGA}}||align=right| 180

|-

| 5 || {{CHN}}||align=right| 76

|-

| 6 || {{ETH}}||align=right| 70

|-

| 7 || {{AUS}}||align=right| 67

|-

| 8 || {{BDI}}||align=right| 38

|-

| 9 || {{RUS}}||align=right| 26

|-

|}

== Composti ==

Gli scienziati del [[Los Alamos National Laboratory]] americano hanno sviluppato un [[materiale composito]] di [[carburi|carburo]] di tantalio e [[grafite]] che si è dimostrato uno dei materiali più duri mai fabbricati dall'uomo.{{Cn}}

== Isotopi ==

Il tantalio reperibile in natura consiste di due [[isotopo|isotopi]]: il Ta-181 (99,988%),<ref>{{Cita web|url=https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html|titolo=Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data|sito=www-nds.iaea.org|accesso=9 marzo 2022}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Markus|cognome=Pfeifer|data=2017|titolo=The Tantalum isotope inventory of terrestrial and early solar system materials|editore=Universität zu Köln|lingua=de|accesso=9 marzo 2022|url=http://www.uni-koeln.de/}}</ref> che è stabile, e il raro<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Mikael|cognome=Hult|nome2=Joël|cognome2=Gasparro|nome3=Gerd|cognome3=Marissens|data=27 novembre 2006|titolo=Underground search for the decay of Ta 180 m|rivista=Physical Review C|volume=74|numero=5|p=054311|lingua=en|accesso=9 marzo 2022|doi=10.1103/PhysRevC.74.054311|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.74.054311}}</ref> Ta-180m (0,012%).<ref name=":0">{{Cita web|url=https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html|titolo=Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data|sito=www-nds.iaea.org|accesso=9 marzo 2022}}</ref> Quest'ultimo rappresenta lo ''stato eccitato'' del nuclide Ta-180, ossia un suo [[isomeria nucleare|isomero nucleare]] (termine tecnico della [[fisica nucleare]]). L'isotopo Ta-180m, che ha spin 9-, è il primo stato eccitato di Ta-180, che ha spin1+. Questo stato eccitato Ta-180m si diseccita decadendo a Ta-180 per via elettromagnetica emettendo radiazione gamma di 77,2 keV. L'[[Emivita (fisica)|emivita]] per questo processo è estremamente elevata e per questo è difficile da misurare: è stimata in oltre 7·10¹⁵ anni.<ref name=":0" /> Un importante fattore responsabile di un'emivita così lunga è il notevole divario di momento angolare nucleare tra lo stato eccitato e quello fondamentale,<ref>{{Cita pubblicazione|nome=V.|cognome=Rakopoulos|nome2=M.|cognome2=Lantz|nome3=A.|cognome3=Solders|data=13 agosto 2018|titolo=First isomeric yield ratio measurements by direct ion counting and implications for the angular momentum of the primary fission fragments|rivista=Physical Review C|volume=98|numero=2|p=024612|lingua=en|accesso=9 marzo 2022|doi=10.1103/PhysRevC.98.024612|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.98.024612}}</ref> e un altro è il piccolo divario energetico, cioè il piccolo guadagno di stabilità in seguito ad decadimento. Il Ta-180 così formatosi, a differenza di Ta-181, ha protoni e neutroni entrambi dispari e, anche per questo, è instabile: decade per l'85% per [[cattura elettronica]] a dare Hf-180 (stabile), e per il 15% per [[decadimento beta]] a dare W-180 (soggetto a [[decadimento alfa]], ma osservativamente stabile), con un'emivita di 8,154 ore.<ref name=":0" /> Il risultato è che il Ta-180 è l'unico isotopo ad essere presente in natura praticamente solo in uno stato eccitato.

Il tantalio reperibile in natura consiste di due [[isotopo|isotopi]]: il Ta-181, che è stabile, e il Ta-180m. Quest'ultimo rappresenta un caso del tutto particolare: è infatti un [[isomeria nucleare|isomero nucleare]] dell'isotopo Ta-180 nel quale decade con un'emivita superiore a 10¹⁵ (non è stato possibile osservare direttamente il tempo di dimezzamento, è stato possibile solo porre un limite inferiore), mentre il Ta-180 decade per decadimento beta con un'emivita di circa otto ore. Il risultato è che il Ta-180 è l'unico isotopo ad essere presente in natura praticamente solo in uno stato eccitato.

== Precauzioni ==

La polvere di questo metallo può incendiarsi e perfino esplodere, se riscaldata.

== Note ==

<references/>

{{reflist}}

== Bibliografia ==

* {{cita libro | nome= Francesco | cognome= Borgese | titolo= Gli elementi della tavola periodica. Rinvenimento, proprietà, usi. Prontuario chimico, fisico, geologico | editore= CISU | città= Roma | ed= | anno= 1993 | linguaisbn= | id= ISBN 88-7975-077-1 | url= http://books.google.it/books?id=9uNyAAAACAAJ}}

* {{cita libro | autore= R. Barbucci, | autore2= A. Sabatini, | autore3= P. Dapporto | titolo= Tavola periodica e proprietà degli elementi | editore= Edizioni V. Morelli | città= Firenze |ed= | anno= 1998 |lingua= |id= |cid= Tavola periodica e proprietà degli elementi | url= http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20101022060832/http://www.idelsongnocchi.it/online/vmchk/chimica/tavola-periodica-degli-elementi-iupac.html}}

* [http://periodic.lanl.gov/elements/73.html Los Alamos National Laboratory - Tantalum]

== Altri progetti ==

{{Interprogetto|commons=Tantaluminterprogetto|wikt=tantalio|wikt_etichetta=tantalio|preposizione=sul}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{en}} [http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ta/index.html WebElements.com - Tantalum]

* {{Cita web|1=http://periodic.lanl.gov/elements/73.html|2=Tantalio|lingua=en|editore=[[Los Alamos National Laboratory]]|accesso=23 aprile 2005|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20100111060838/http://periodic.lanl.gov/elements/73.html|urlmorto=sì}}

* {{en}} [http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ta.html EnvironmentalChemistry.com - Tantalum]

* {{en}}Cita [web|http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Ta/index.html |Tantalio|lingua=en|sito=WebElements.com - Tantalum]}}

* {{en}} [http://www.tanb.org/ Tantalum-Niobium International Study Center]

* {{en}}Cita [web|http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Ta.html |Tantalio|lingua=en|sito=EnvironmentalChemistry.com - Tantalum]}}

* {{en}}Cita [web|http://www.tanb.org/ |Tantalum-Niobium International Study Center]|lingua=en}}

{{ElementoElementi chimicochimici}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|chimica}}

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[[Categoria:Metalli]]

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