Periodiek systeem der elementen: Tantalium

Het periodiek systeem der elementen is een systeem waarin alle, tot nu toe bekende, atomen zijn gerangschikt. Het systeem wordt gebruikt om alle elementen een universele code te geven, die over de gehele wereld hetzelfde is. Sommige elementen, zoals H, Na en He zijn al heel lang bekend, terwijl het bestaan van andere elementen pas erg laat aan het licht is gekomen. Tantalium is precies zo'n element: niet erg bekend, maar wel ontzettend belangrijk!

Het element Tantalium

Tantalium is een element met atoomnummer 73. Je kunt het vinden in groep 5 en periode 6 van het Periodiek Systeem der Elementen. Het element heeft een smeltpunt van 3265 K en een kookpunt van 5807 K. Tantalium is een blauwgrijs, zeer buigzaam, hard en zwaar overgangsmetaal dat eenvoudig te bewerken is. Bovendien is dit element zeer corrosiebestendig. De naam Tantalium is afkomstig van het Griekse Tantalos dat een mythisch karakter is.

Wanneer en door wie is Tantalium ontdekt?

Tantalium of Tantaal werd in 1802 ontdekt door de Zweedse scheikundige Anders Gustaf Ekeberg. Hij vond het in mineralen die hij uit Ytterby had gehaald. Ytterby is een groeve vlakbij Stockholm in Zweden waar veel zeldzame, elementrijke aarde wordt gevonden. Veel wetenschappers in zijn tijd dachten echter dat hij geen nieuw element had ontdekt, maar alleen een isotoop van het element Niobium (wat veel soortgelijke chemische eigenschappen heeft met Tantaal). Dit probleem werd uiteindelijk in 1866 opgelost toen door de Zwitserse scheikundige Jean Charles Galissard de Marignac werd aangetoond dat Tantalium en Niobium wel degelijk twee verschillende elementen zijn.

Waar werd het element vroeger en waar wordt het element tegenwoordig voor gebruikt?

Toen het element Tantalium pas kort was ontdekt, werd het nog niet gebruikt als stof voor gebruiksmaterialen. Pas in het begin van de 20e eeuw ontstond de eerste toepassing met dit element; men gebruikte onzuiver Tantalium als gloeidraad in lampen. In deze zelfde periode werd er ook voor het eerst, door Werner von Bolton, zuiver Tantalium geproduceerd. Dit zuivere Tantalium werd nog niet direct gebruikt voor allerlei toepassingen, dit kwam pas later. Tegenwoordig kent het element Tantalium meerdere toepassingen. Tantalium wordt, in verbinding met andere stoffen, veel gebruikt voor de productie van lenzen, verwarmingselementen, hoogwaardige gereedschappen, vliegtuigmotoren, kernreactoren en raketonderdelen. Ook wordt het veelvoudig gebruikt in legeringen met een hoog smeltpunt. Tantalium als enkelvoudige stof wordt tegenwoordig gebruikt voor het trekken van draden waar andere metalen mee opgedampt kunnen worden en in extreem corrosieve processen, zoals de productie van zoutzuur, waterstofperoxiden, ultrapure chemicaliën en zwavelzuurterugwinning. Doordat zuiver Tantalium vrijwel immuun is voor lichaamsvloeistoffen, wordt het soms ook gebruikt voor implantaten en chirurgische instrumenten. In poedervorm wordt Tantalium veel gebruikt bij de productie van elektronische componenten zoals condensatoren voor mobiele telefoons

Hoe wordt Tantalium gewonnen?

Tantalium was en is nog steeds niet als enkelvoudige stof te winnen. Het wordt gewonnen uit Coltan erts. De winning van verschillende soorten erts is niet altijd hetzelfde, maar algemene lijnen zijn wel aan te geven. Eerst worden er een aantal schachten gegraven. De mijnwerkers in de schachten maken de erts los en doen deze in treintjes die rijden over rails van honderden kilometers. Wanneer de treintjes vol zijn, worden de erts naar het laadplatform bij een van de schachten gereden. Daar worden de erts in de ertskooien geladen en naar boven gehesen om verder te worden verwerkt. In de natuur komt Tantalium voor in de mineralen Tantaliet en Euxeniet die voornamelijk worden aangetroffen in Australië, Brazilië, Canada, de Democratische Republiek Congo, Mozambique, Nigeria, Portugal en Thailand. Het scheiden van Tantalium van Niobium, beiden aanwezig in Euxeniet, is bijzonder moeilijk. De meest toegepaste technieken zijn elektrolyse van gesmolten Kaliumfluorotantalaat en reductie door Natrium.