Оксид тантала(V)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}}

Оксид тантала(V) — неорганическое соединение, оксид металла тантала с формулой TaШаблон:SubOШаблон:Sub, белые тугоплавкие кристаллы, термически устойчивые, не растворимые в воде.

Получение

• Сжигание тантала в кислороде:

$\mathrm{𝟦}𝖳𝖺\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}$

• Гидролиз фторида тантала(V) или хлорида тантала(V):

$\mathrm{𝟤}𝖳𝖺{𝖥}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{}{\to }𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖧𝖥$

$\mathrm{𝟤}𝖳𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\stackrel{}{\to }𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖧𝖢𝗅$

Физические свойства

Оксид тантала(V) образует белые кристаллы нескольких кристаллических модификаций:

• α-TaШаблон:SubOШаблон:Sub — тетрагональная сингония, пространственная группа I 4Шаблон:Sub/amd, параметры ячейки a = 0,381 нм, c = 3,609 нм, d = 8,37 г/см³, температура плавления 1887°С, устойчива выше 1360°С;
• β-TaШаблон:SubOШаблон:Sub — ромбическая сингония, параметры ячейки a = 0,6198 нм, b = 4,029 нм, c = 0,3888 нм, Z = 11, d = 8,18 г/см³, температура плавления 1787°С, устойчива до 1360°С;
• δ-TaШаблон:SubOШаблон:Sub — гексагональная сингония, параметры ячейки a = 0,3874 нм, c = 0,362 нм, метастабильная, образуется при закалке;
• триклинная сингония, параметры ячейки a = 0,3801 нм, b = 0,3785 нм, c = 3,574 нм, α = 90,91°, β = 90,19°, γ = 90°, метастабильная, образуется при закалке;

При нормальных условиях стабильна форма β-TaШаблон:SubOШаблон:Sub.

Из раствора осаждается в виде гидрата TaШаблон:SubOШаблон:Sub•n HШаблон:SubO, который является более реакционноспособным. После прокаливания (выше 600°С) становится химически пассивным.

Химические свойства

• Реагирует с концентрированной плавиковой кислотой:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟦}𝖧𝖥\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖳𝖺{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{]}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• С фторидом калия в разбавленной плавиковой кислотой:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖪𝖥\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖧𝖥\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{[}𝖳𝖺{𝖥}_{\mathrm{𝟩}}\mathsf{]}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Реагирует с растворами щелочей:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\stackrel{NaOH}{\to }𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟪}}\mathsf{[}𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟨}}{𝖮}_{\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟫}}\mathsf{]}$

• Реагирует при сплавлении с гидроксидами щелочных металлов:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\stackrel{500^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}\mathsf{(}𝖭𝖺𝖳𝖺\mathsf{)}{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Реагирует с хлором в присутствии восстановителей:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢\stackrel{300-350^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖳𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖢𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• При сильном нагревании реагирует с хлором:

$\mathrm{𝟤}𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{1000^{o}C}{\to }\mathrm{𝟦}𝖳𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

• При сильном нагревании реагирует с хлористым водородом:

$𝖳{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}{𝖮}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟢}𝖧𝖢𝗅\stackrel{1000^{o}C}{\to }\mathrm{𝟤}𝖳𝖺𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟧}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Применение

• Промежуточный продукт при получении металлического тантала.
• Благодаря высокой диэлектрической проницаемости и электрической прочности применяется в виде плёнок на поверхности тантала в электролитических конденсаторах и в качестве изолятора при производстве микросхем.
• Обладает высоким показателем преломления и применяется в оптике, в частности, в интерференционных светофильтрах.

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга