tantalio

tantalio Elemento chimico di numero atomico 73, peso atomico 180,95, simbolo Ta, di cui è noto un solo isotopo naturale stabile. Metallo di color grigio lucente simile a quello del platino; fu scoperto nel 1802 da A.G. Ekeberg, che così lo denominò perché non si scioglie negli acidi ed è quindi paragonabile al mitico Tantalo, condannato nell’oltretomba al supplizio di non poter bere l’acqua che lo circonda. Il t. allo stato metallico fu ottenuto solo molto più tardi (1903) e fu prima usato per filamenti per lampade, poi sostituito dal tungsteno. In natura il t. è stato trovato in minuti granuli cristallini, di colore giallo grigiastro, nei campi auriferi degli Urali e dei Monti Altai (Asia centrale). Cristallizza nel sistema monometrico.

Il t. è un metallo duttile, malleabile, di densità 16,6 g/cm3, che fonde a circa 3000 °C, dotato di notevole resistenza alla maggior parte degli agenti chimici (eccetto alcali concentrati e acido fluoridrico); al di sopra di 250 °C assorbe in notevole misura idrogeno divenendo fragile; a elevata temperatura reagisce direttamente con carbonio e boro formando il carburo e il boruro. La sua valenza principale è 5, ma forma anche composti meno stabili a valenza inferiore.

I minerali del t. sono numerosi; di solito contengono anche niobio; quelli che hanno maggiore interesse per l’estrazione del t. sono wodginite, tantalite e columbite. I minerali, dopo arricchimento, vengono fusi con soda caustica per trasformare gli ossidi di t. e di niobio nei corrispondenti tantalati e niobati alcalini solubili che, convertiti poi in ossidi idrati insolubili, sono separati dagli altri metalli che rimangono in soluzione. Per successivo trattamento con acido fluoridrico e fluoruro di potassio, si ottengono il t. e il niobio sotto forma di fluoruri complessi che si possono separare, data la loro differenza di solubilità. Al posto del trattamento di fusione, il minerale arricchito può essere trattato con acido fluoridrico, che solubilizza gli ossidi di t. e di niobio; la soluzione acida, separata dai costituenti non solubilizzati, è sottoposta a estrazione con metilisobutilchetone, che separa il t. dal niobio e dalle impurezze presenti; trattando poi la soluzione con acqua, il t. passa in questa e si può ottenere come fluorotantalato di potassio, K2TaF7. Quest’ultimo è ridotto a metallo o con sodio a elevata temperatura, secondo la reazione K2TaF7+5Na→Ta+5NaF+2KF, oppure per elettrolisi. In questo caso il sale fuso, a temperatura di circa 900 °C, è contenuto in un adatto crogiolo di acciaio, la cui parete ha pure funzione di catodo; sull’anodo, costituito da un cilindro di grafite immerso nel bagno, va a depositarsi man mano il t. spugnoso. Sia dal procedimento di riduzione con il sodio, sia dall’elettrolisi si ottiene t. di elevata purezza (99,8% ca.); il metallo, che è sotto forma di polvere o di spugna, viene poi consolidato ricorrendo alla sinterizzazione a circa 2000 °C e sotto compressione, oppure alla fusione sotto vuoto all’arco elettrico. Sono così ottenuti lingotti compatti per sinterizzazione mediante riscaldamento, sotto vuoto, a 2100-2500 °C; tali lingotti possono essere poi lavorati a temperatura ambiente sotto forma di lamiere, fili ecc. È anche possibile portare a fusione il t. in polvere mediante forni ad arco in gas inerte, ottenendo un prodotto privo di porosità.

Il principale impiego del t. è nella fabbricazione dei condensatori elettrici di tipo elettrolitico. Il t. è anche usato nella costruzione di apparecchiature per l’industria chimica (apparecchi di reazione, condensatori, scambiatori di calore ecc.), sottoposte all’azione di particolari agenti corrosivi, in elettronica (come materiale per condensatori, per filamenti e getter nelle valvole termoioniche, nei tubi sotto vuoto ecc.); per l’eccellente resistenza alla corrosione, è anche impiegato nell’industria nucleare (lo si utilizza, sia da solo sia in forma di lega con 8-10% di W e 2% di Hf, nei reattori nucleari raffreddati con metalli liquidi). Per l’assenza di azione irritante sui tessuti dell’organismo, è adoperato in forma di lamine, reticoli, tubetti, viti e fili in chirurgia generale nelle plastiche e in traumatologia per la immobilizzazione dei monconi di frattura. Infine il t. ha trovato applicazione in siderurgia (sotto forma di ferrolega contenente il 50-60% di niobio e t.) quale elemento speciale di aggiunta ad acciai inossidabili austenitici stabilizzati, ad acciai ad alto limite di snervamento e ad alcune leghe di nichel. Tantalite Minerale, raro allo stato puro, di colore bruno-nerastro, con lucentezza submetallica, ossido di tantalio, ferro e manganese rombico, quasi sempre in miscela isomorfa con la columbite, (Fe, Mn) Ta2O6.