Tantal und Niob ähneln sich so sehr, dass erst 45 Jahre nach der Entdeckung des Minerals, in dem beide vorkommen, festgestellt wurde, dass es sich nicht um ein, sondern um zwei Elemente handelt. In diesem Artikel tauchen wir in Tantal ein, von dem Mineral Columbit und der Namensgebung des Elements bis zu seinen Eigenschaften und Anwendungen.

Entdeckung von Tantal

Tantal wurde 1802 von dem schwedischen Chemiker und Mineralogen Anders Gustaf Ekeberg entdeckt. Jahre später stellte sich jedoch heraus, dass er, wie auch sein englischer Kollege Charles Hatchett, nicht nur Tantal, sondern auch Niob untersucht hatte. Erst 1846 entdeckte der deutsche Chemiker Heinrich Rose, dass es sich trotz der starken Ähnlichkeiten um zwei Elemente handelt. Fünfzehn Jahre später wurde dit ook door andere Forscher bestätigt und beide Elemente erhielten einen eigenen Namen.

Tantal: Name und periodisches Element

Das Element Tantal ist nach König Tantalus aus der griechischen Mythologie benannt. Als Vater von Pelops, Niobe und Broteas fiel er bei den griechischen Göttern in Ungnade, weil er seinen Sohn Pelops heimlich opferte und den Göttern vorsetzte, um ihre Allwissenheit zu testen. Die Götter durchschauten den Betrug von Tantalus, erweckten seinen Sohn wieder zum Leben und beschlossen, Tantalus zu bestrafen. Er wurde für den Rest seines Lebens an einen Ort verbannt, an dem Wasser und Früchte gerade außerhalb seiner Reichweite waren.waren.

Aus dem Mythos von Tantalus stammt der Ausdruck „Tantalusqual“. Dies war die Grundlage für den Namen des Metalls Tantal, da der Abbau von Tantal sowohl wegen seiner Seltenheit als auch wegen des Isolationsprozesses eine schwierige Aufgabe ist. Wir bezeichnen Tantal mit dem Symbol Ta und der Ordnungszahl 73.

Eigenschaften von Tantal

Tantal wird aus dem schwarzen bis dunkelbraunen Mineral Columbit gewonnen, unter anderem in Kanada, Australien, Brasilien, Nigeria und der Demokratischen Republik Kongo. Tantal ähnelt sehr dem Niob, da beide Metalle sehr korrosionsbeständig, biokompatibel und hoch schmelzbar sind. Der Schmelzpunkt von Tantal liegt bei 2996⁰C und wird nur von Wolfram, Rhenium und Kohlenstoff übertroffen. Danachist Tantal ein sehr dehnbares, hartes und schweres Metall, das sich leicht bearbeiten lässt.

Überlegene chemische Korrosionsbeständigkeit

Charakteristisch für Tantal ist die Korrosionsbeständigkeit in starken (heißen) alkalischen Lösungen wie Schwefelsäure. Bei Raumtemperatur ist Tantal gegen nahezu alle chemischen Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure und Salpetersäure beständig, und auch bei höheren Temperaturen zeigt Tantal eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit.

Relativ korrosionsbeständige Metalle und Legierungen wie Titan und Hastelloy korrodieren schnell in Schwefelsäure. Tantal hingegen ist selbst in verdünnter (weniger als 10 Prozent) oder erhitzter Schwefelsäure sehr korrosionsbeständig. So beträgt die korrodierte Dicke eines Stücks Tantal nach einem Jahr in konzentrierter Schwefelsäurebei 175⁰C nur 0,0004 mm. Die Korrosionsbeständigkeit nimmt langsam ab, wenn Tantal in rauchender Schwefelsäure oder Säuren bei sehr hohen Temperaturen verwendet wird. Die Korrosionsrate eines Stücks Tantal in rauchender Schwefelsäure bei 130⁰C beträgt nach einem Jahr 15,6 mm. In 85-prozentiger Phosphorsäure bei 250⁰C beträgt die Korrosionsrate sogar 20 mm.

Anwendungen von Tantal

Die sehr gute chemische Korrosionsbeständigkeit macht Tantal besonders geeignet für Anwendungen in Ölraffinerien und petrochemischen Prozessen. Darüber hinaus wird Tantal unter anderem in folgenden Bereichen eingesetzt:

  • Strahltriebwerke
  • nukleare Anlagen
  • Elektronik
  • körperliche Prothesen
  • Kondensatoren

Ein Kondensator ist ein elektrischesKomponente, die elektrische Ladung aufbaut, speichert und entlädt. Kondensatoren werden unter anderem in Radarinstallationen, Teilchenbeschleunigern, Satelliten, Lasern und Elektromotoren eingesetzt. Dank ihrer natürlichen Eigenschaften bietet die Oberfläche von Tantal einen dichten und stabilen Oxidfilm mit hoher dielektrischer Festigkeit. Der Anodisationsprozess des Kondensators ist präzise und leicht zu steuern. Darüber hinaus bietet das Tantalpulver im Kondensator eine hohe Kapazität, geringe Leckströme, niedrigen äquivalenten Serienwiderstand und eine lange Lebensdauer. Dank dieser Eigenschaften sind Tantal-Kondensatoren stabil, verändern sich nicht durch Umweltveränderungen und bieten viel Kapazität. Tantal-Kondensatoren sind auch sehr gut als Alternative zu keramischen Kondensatoren geeignet, zum Beispiel.d in Situationen, die nicht für keramische Kondensatoren geeignet sind.

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