Тантал, химический элемент

(хим.; Tanta — нем., Tantale — франц., Таntаlum — лат. и англ.; при 0 = 16 Та = 183 — по Мариньяку) — вместе с ниобием, или колумбием, как предпочитают называть этот элемент в Сев. Америке, встречается в редких минералах — в танталитах и колумбитах, в пирохлоре, иттротанталите и некоторых других, где эти металлы играют роль неметаллических элементов, так как ангидридного характера окислы их типа R₂O₅ соединены здесь с различными основаниями — с закисью железа, марганца, с окисью кальция, магния и проч.; кроме того, в этих минералах присутствуют еще и другие ангидриды — вольфрамовый, оловянный, циркониевый, ториевый и титановый. Вот, напр., состав танталита из Финляндии (по Раммельсбергу): Та₂O₅ — 76,34%, Nb₂O₅ — 7,54%, SnO₂ — 0,7%, FеО — 13,9% и MnO — 1,42%. О положении Т. в V-ой группе периодической системы и об известной аналогии его с вольфрамом, элементом VI-ой группы, см. Ниобий. Впервые Гатшетт (1801) указал на существование нового металла, колумбия, в колумбите из Массачусетса, затем Экеберг (1802) нашел Т. в одном минерале из Иттерби (Швеция), а после того и в другом, получившем наименование танталита, — из Комито (Финляндия); название Т. было дано новому металлу отчасти за полную неспособность его окисла реагировать с кислотами, хотя бы они прибавлялись и в избытке. Волластон (1809) высказывался за тождество Т. с колумбием. Г. Розе (с 1846 г.), изучая танталиты из различных местностей, пришел к убеждению, что, кроме Т., в них присутствует другой элемент, и назвал его ниобием (он же колумбий, см. выше). Полное разъяснение этой области химии было достигнуто уже в 60-х годах благодаря исследованиям Бломстранда и особенно Мариньяка, который дал способ разделения соединений обоих металлов, различные смешения которых, трудноделимые, породили предположения о существовании особых элементов — диания (Кобелль) и ильмения с нептунием (Германн). При отделении от ниобия (см.) Т. получается в виде трудно растворимого в холодной воде фторотанталата калия K₂ТаF₇. Это солеобразное соединение представляет маленькие ромбические иголки; легко растворимо в горячей воде и при продолжительном кипячении разлагается ею; в отсутствие воды оно легко плавится и выдерживает в платиновом тигле даже белое каление без разложения. Если нагреть фторотанталат с равным весом крепкой серной кислоты постепенно до 400° и остаток промыть кипящей водой, то весь Т. оказывается в виде ангидрида Та₂О₅. Это белый, аморфный, неплавкий порошок, который при сильном накаливании делается кристаллическим; в кислотах не растворяется, но при нагревании с фтористым аммонием улетает вполне. Если нагревать тесную смесь Ta₂O₅ с углем в струе хлора, то получается хлористый Т., ТаСl₅, который кристалличен (светло-желтые призмы), плавится при 211° и при 242° кипит; но уже при 144° упругость пара его настолько значительна, что имеется полная возможность сублимировать его при этой температуре в токе углекислоты или хлора. Плотность пара ТаСl₅ нормальная (Девилль и Троост). На воздухе он дымит. Бромистый Т., TaBr₆, сходен с хлористым. Йодистый Т. неизвестен. Фтористый Т., TaF₅, известен только в водном растворе, при испарении которого TaF₅ частью улетает, частью превращается в танталовую кислоту. Танталовая кислота НТаО₃ получается при разложении хлористого Т. водой и после промывания слабым раствором аммиака представляет кристаллический порошок указанного состава — после сушения при 100°. Она растворима в плавиковой кислоте, а также, в момент образования, и в других кислотах; растворима в растворе кислой калиевой соли щавелевой кислоты и, конечно, в щелочах. Нормальные танталаты, т. е. соли, отвечающие по составу НТаО₃, к которым принадлежат и встречающиеся в природе, все нерастворимы в воде. Кроме того, известны танталаты, производимые от кислоты состава H₈Тa₆O₁₉; из них только танталаты щелочных металлов растворимы в воде, а именно калиевый, K₈Ta₆O₁₉∙16H₂O, и натриевый, Na₈Ta₆O₁₉, которые получаются или при растворении кислоты в едкой щелочи, или при сплавлении ангидрида с двойным весом КОН и с соответствующим количеством NaOH. Почти не растворимая аммонийная соль, (NH₄)₂Ta₆O₁₆∙5Н₂O получается путем прибавления нашатыря к раствору натриевой соли — возникает осадок, похожий на хлористое серебро. Менее богатый кислородом окисел T., Ta₂O₄, получается (Берцелиус) при очень сильном накаливании Та₂O₅ в маленьком угольном тигле; он представляет пористую темно-серую массу, которая чертит стекло, не реагирует с кислотами — даже со смесью плавиковой и азотной, при накаливании на воздухе снова превращается в Ta₂О₅. Металлический Т. был приготовлен (Берцелиус) при накаливании фторотанталата калия с металлическим калием; реакция протекает со вспышкой. Это черный порошок, который проводит ток. Растворяется в плавиковой кислоте при выделении водорода; но другие кислоты, не исключая царской водки, на него не действуют. При нагревании на воздухе окисляется в Та₂О₅; в парах серы и при слабом нагревании в хлоре сгорает.