venerdì 22 gennaio 2021

Del tantalio in poche parole...

Stamattina ho proposto la visione del video che vedete sotto, un reportage di David Chierchini e Matteo Keffer girato in Congo e trasmesso su Rai 2 da "Nemo - Nessuno escluso": è dedicato alle miniere dove si estrae il coltan, la principale fonte di tantalio. Cosa sia il tantalio lo ha dottamente spiegato il prof. Cervellati sul blog della SCI, in due articoli che potete trovare QUI e QUI.

Il tantalio è un elemento chimico con simbolo Ta e Z=73, pesante, resistente e duttile, chimicamente molto simile al niobio (elemento al quale è associato in alcuni minerali). Come quest'ultimo, forma facilmente uno strato di ossido protettivo (si parla tecnicamente di "passivazione"), che lo rende molto resistente alla corrosione. Il colore del tantalio puro è grigio, con iridescenze tra l'azzurro e il viola. 

Il tantalio è uno degli elementi meno abbondanti nell'universo. La Terra ha depositi di minerali del tantalio in luoghi remoti, spesso difficili da raggiungere: in particolare il Coltan è un minerale che contiene sia tantalio sia niobio, diffuso nel Congo orientale (dove si stima ci siano i 4/5 delle riserve mondiali) e in Brasile

La maggior parte del tantalio estratto è utilizzata per costruire i piccoli condensatori ad alta capacità, come quelli dei cellulari e di altri dispositivi high-tech. 

Poiché è non tossico e ben compatibile con il corpo, il tantalio è utilizzato in medicina per protesi e strumenti da taglio ad alta precisione

E' uno dei materiali metallici che presentano alta resistenza al calore e alla corrosione e queste proprietà ne giustificano vari impieghi tecnologici.

Il carburo di tantalio (TaC) e il carburo di tantalio-afnio (Ta4HfC5) sono molto duri e meccanicamente resistenti. 

Il pentossido di ditantalio, conosciuto anche come ossido di tantalio (V) - secondo la notazione di Stock, è il composto inorganico con la formula Ta2O5. Si presenta come un solido bianco, insolubile in tutti i solventi, ma attaccato dalle forti basi e dall'acido fluoridrico. 

Ta2O5 è un materiale inerte con un alto indice di rifrazione e un assorbimento basso (cioè incolore), che lo rende utile per formulare coatings e per fabbricare lenti di apparecchi fotografici. Inoltre è utilizzato estesamente nella produzione dei condensatori, vista la sua alta costante dielettrica. Si usa inoltre come catalizzatore nella disidratazione di monosaccaridi a furfurale

A proposito di catalisi, alcuni studi evidenziano come un catalizzatore formato da clusters di Ta supportati su silice possano realizzare anche la conversione di alcani: nell'esempio, da etano si ottiene una miscela di metano e propano.


Prima che il caro amico Thomas mi bacchetti, devo ricordare che è di interesse anche la chimica organometallica del tantalio: ad esempio, il primo carbene di Schrock fu sintetizzato nel 1973 su un complesso di Ta. Anche tra i primi complessi con il vinilidene come legante furono ottenuti lavorando su composti di Ta.

Infine, altro legame tra Ta e C è stato realizzato con leganti NHC (per la gioia del buon Thomas, che li ha studiati in lungo e in largo combinati col Pd) dal professor Robert Bergman a Berkeley.

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