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tantalio

El tantalio es un elemento químico ; tiene símbolo Ta y número atómico 73. Anteriormente conocido como tantalio , lleva el nombre de Tantalus , una figura de la mitología griega. [7] El tantalio es un metal de transición muy duro, dúctil , brillante , de color gris azulado y altamente resistente a la corrosión. Forma parte del grupo de los metales refractarios , que se utilizan ampliamente como componentes de aleaciones fuertes de alto punto de fusión . Es un elemento del grupo 5 , junto con el vanadio y el niobio , y siempre se encuentra en fuentes geológicas junto con el niobio químicamente similar, principalmente en los grupos de minerales tantalita , columbita y coltán .

La inercia química y el punto de fusión muy alto del tantalio lo hacen valioso para equipos industriales y de laboratorio, como recipientes de reacción y hornos de vacío . Se utiliza en condensadores de tantalio para equipos electrónicos como computadoras . Se está investigando su uso como material para resonadores superconductores de alta calidad en procesadores cuánticos. [8] [9] La Comisión Europea considera que el tantalio es un elemento tecnológico crítico . [10]

Historia

El tantalio fue descubierto en Suecia en 1802 por Anders Ekeberg , en dos muestras minerales, una de Suecia y otra de Finlandia. [11] [12] Un año antes, Charles Hatchett había descubierto el columbium (ahora niobio), [13] y en 1809 el químico inglés William Hyde Wollaston comparó su óxido, la columbita con una densidad de 5,918 g/cm 3 , con la de tantalio, tantalita con una densidad de 7,935 g/cm 3 . Concluyó que los dos óxidos, a pesar de su diferencia en la densidad medida, eran idénticos y mantuvo el nombre de tantalio. [14] Después de que Friedrich Wöhler confirmara estos resultados, se pensó que el columbium y el tantalio eran el mismo elemento. Esta conclusión fue cuestionada en 1846 por el químico alemán Heinrich Rose , quien argumentó que había dos elementos adicionales en la muestra de tantalita, y les puso el nombre de los hijos de Tantalus : niobio (de Niobe , la diosa de las lágrimas), y pelopio ( de Pélope ). [15] [16] El supuesto elemento "pelopio" fue identificado más tarde como una mezcla de tantalio y niobio, y se descubrió que el niobio era idéntico al columbium ya descubierto en 1801 por Hatchett.

Las diferencias entre tantalio y niobio fueron demostradas inequívocamente en 1864 por Christian Wilhelm Blomstrand , [17] y Henri Etienne Sainte-Claire Deville , así como por Louis J. Troost , quien determinó las fórmulas empíricas de algunos de sus compuestos en 1865 . 17] [18] Una confirmación adicional vino del químico suizo Jean Charles Galissard de Marignac , [19] en 1866, quien demostró que sólo había dos elementos. Estos descubrimientos no impidieron a los científicos publicar artículos sobre el llamado ilmenio hasta 1871. [20] De Marignac fue el primero en producir la forma metálica del tantalio en 1864, cuando redujo el cloruro de tantalio calentándolo en una atmósfera de hidrógeno . [21] Los primeros investigadores sólo habían podido producir tantalio impuro, y el primer metal dúctil relativamente puro fue producido por Werner von Bolton en Charlottenburg en 1903. Los alambres hechos con tantalio metálico se utilizaron para los filamentos de las bombillas hasta que el tungsteno lo reemplazó en su uso generalizado. . [22]

El nombre tantalio se deriva del nombre del mitológico Tantalus, el padre de Niobe en la mitología griega . En la historia, había sido castigado después de la muerte al ser condenado a permanecer sumergido en agua hasta las rodillas con frutos perfectos creciendo sobre su cabeza, lo cual lo atormentaba eternamente . (Si se inclinaba para beber el agua, ésta se escurría por debajo del nivel que podía alcanzar, y si alcanzaba la fruta, las ramas se le escapaban de las manos.) [23] Anders Ekeberg escribió: "A este metal lo llamo tantalio ... en parte en alusión a su incapacidad, cuando se sumerge en ácido, de absorberlo y saturarse." [24]

Durante décadas, la tecnología comercial para separar el tantalio del niobio implicó la cristalización fraccionada del heptafluorotantalato de potasio a partir del monohidrato de oxipentafluoroniobato de potasio, un proceso que fue descubierto por Jean Charles Galissard de Marignac en 1866. Este método ha sido suplantado por la extracción con disolventes de sustancias que contienen fluoruro. Soluciones de tantalio. [18]

Características

Propiedades físicas

El tantalio es oscuro (gris azulado), [25] denso, dúctil, muy duro, fácil de fabricar y muy conductor de calor y electricidad. El metal es conocido por su resistencia a la corrosión por ácidos ; de hecho, a temperaturas inferiores a 150 ° C , el tantalio es casi completamente inmune al ataque del normalmente agresivo agua regia . Puede disolverse con ácido fluorhídrico o soluciones ácidas que contengan ion fluoruro y trióxido de azufre , así como con hidróxido de potasio fundido . El alto punto de fusión del tantalio de 3017 °C (punto de ebullición 5458 °C) es superado entre los elementos sólo por el tungsteno , el renio y el osmio para los metales, y el carbono .

El tantalio existe en dos fases cristalinas, alfa y beta. La fase alfa es relativamente dúctil y blanda; tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo ( grupo espacial Im3m , constante de red a = 0,33058 nm), dureza de Knoop de 200 a 400 HN y resistividad eléctrica de 15 a 60 µΩ⋅cm. La fase beta es dura y quebradiza; su simetría cristalina es tetragonal (grupo espacial P42/mnm , a = 1,0194 nm, c = 0,5313 nm), la dureza de Knoop es de 1000 a 1300 HN y la resistividad eléctrica es relativamente alta, de 170 a 210 µΩ⋅cm. La fase beta es metaestable y se convierte en fase alfa al calentarla a 750-775 °C. El tantalio a granel es casi en su totalidad fase alfa, y la fase beta generalmente existe como películas delgadas [26] obtenidas mediante pulverización catódica con magnetrón , deposición química de vapor o deposición electroquímica a partir de una solución eutéctica de sal fundida. [27]

Isótopos

El tantalio natural se compone de dos isótopos estables : 180m Ta (0,012%) y 181 Ta (99,988%). Se predice que 180m Ta ( m denota un estado metaestable) se desintegrará de tres maneras: transición isomérica al estado fundamental de 180 Ta, desintegración beta a 180 W o captura de electrones a 180 Hf . Sin embargo, nunca se ha observado radiactividad de este isómero nuclear y sólo  se ha establecido un límite inferior en su vida media de 2,0 × 10 16 años. [28] El estado fundamental del 180 Ta tiene una vida media de sólo 8 horas. El 180m Ta es el único isómero nuclear natural (excluidos los nucleidos radiogénicos y cosmogénicos de vida corta). También es el isótopo primordial más raro del Universo, teniendo en cuenta la abundancia elemental de tantalio y la abundancia isotópica de 180 m Ta en la mezcla natural de isótopos (y nuevamente excluyendo los nucleidos radiogénicos y cosmogénicos de vida corta). [29]

El tantalio ha sido examinado teóricamente como material de " salado " para armas nucleares ( el cobalto es el material de sal hipotético más conocido). Una capa externa de 181 Ta sería irradiada por el intenso flujo de neutrones de alta energía de una hipotética explosión de un arma nuclear. Esto transmutaría el tantalio en el isótopo radiactivo 182 Ta, que tiene una vida media de 114,4 días y produce rayos gamma con aproximadamente 1,12 millones de electronvoltios (MeV) de energía cada uno, lo que aumentaría significativamente la radiactividad de la lluvia nuclear de la explosión durante varios meses. Estas armas "saladas" nunca han sido construidas ni probadas, hasta donde se sabe públicamente, y ciertamente nunca se han utilizado como armas. [30]

El tantalio se puede utilizar como material objetivo para haces de protones acelerados para la producción de varios isótopos de vida corta, incluidos 8 Li, 80 Rb y 160 Yb. [31]

Compuestos químicos

El tantalio forma compuestos en los estados de oxidación −III a +V. Los más comunes son los óxidos de Ta(V), que incluyen todos los minerales. Las propiedades químicas de Ta y Nb son muy similares. En medios acuosos, el Ta sólo presenta el estado de oxidación +V. Al igual que el niobio, el tantalio es apenas soluble en soluciones diluidas de ácidos clorhídrico , sulfúrico , nítrico y fosfórico debido a la precipitación de óxido de Ta(V) hidratado. [32] En medios básicos, el Ta puede solubilizarse debido a la formación de especies de polioxotantalato. [33]

Óxidos, nitruros, carburos, sulfuros

El pentóxido de tantalio (Ta 2 O 5 ) es el compuesto más importante desde la perspectiva de las aplicaciones. Los óxidos de tantalio en estados de oxidación más bajos son numerosos, incluidas muchas estructuras defectuosas , y están poco estudiados o mal caracterizados. [34]

Los tantalatos, compuestos que contienen [TaO 4 ] 3− o [TaO 3 ] −, son numerosos. El tantalato de litio (LiTaO 3 ) adopta una estructura de perovskita. El tantalato de lantano (LaTaO 4 ) contiene TaO aislado3-4
_
tetraedros. [35]

Como en el caso de otros metales refractarios , los compuestos más duros conocidos del tantalio son los nitruros y los carburos. El carburo de tantalio , TaC, al igual que el carburo de tungsteno más utilizado , es una cerámica dura que se utiliza en herramientas de corte. El nitruro de tantalio (III) se utiliza como aislante de película delgada en algunos procesos de fabricación microelectrónica. [36]

El calcogenuro mejor estudiado es el TaS 2 , un semiconductor en capas , como se observa en otros dichoslcogenuros de metales de transición . Una aleación de tantalio-telurio forma cuasicristales . [35]

Haluros

Los haluros de tantalio abarcan los estados de oxidación de +5, +4 y +3. El pentafluoruro de tantalio (TaF 5 ) es un sólido blanco con un punto de fusión de 97,0 °C. El anión [TaF 7 ] 2- se utiliza para su separación del niobio. [37] El cloruro TaCl
5
, que existe como dímero, es el principal reactivo en la síntesis de nuevos compuestos de Ta. Se hidroliza fácilmente a oxicloruro . El impuesto inferior a los haluros
4
e impuestos
3
, cuentan con bonos Ta-Ta. [35] [32]

Compuestos organotantalio

Los compuestos de organotantalio incluyen pentametiltantalio , cloruros mixtos de alquiltantalio, hidruros de alquiltantalio, complejos de alquilideno así como derivados de ciclopentadienilo de los mismos. [38] [39] Se conocen diversas sales y derivados sustituidos del hexacarbonilo [Ta(CO) 6 ] e isocianuros relacionados .

Ta( CH3 ) 5 .

Ocurrencia

Tantalita, distrito de Pilbara , Australia

Se estima que el tantalio constituye aproximadamente 1  ppm [40] o 2  ppm [32] de la corteza terrestre en peso . Hay muchos tipos de minerales de tantalio, de los cuales hasta ahora sólo algunos se utilizan como materia prima en la industria: tantalita (una serie compuesta por tantalita-(Fe), tantalita-(Mn) y tantalita-(Mg)), microlita ( ahora un nombre de grupo), wodginita , euxenita (en realidad euxenita-(Y)) y policrasa (en realidad policrasa-(Y)). [41] La tantalita ( Fe , Mn )Ta 2 O 6 es el mineral más importante para la extracción de tantalio. La tantalita tiene la misma estructura mineral que la columbita ( Fe , Mn ) (Ta, Nb ) 2 O 6 ; cuando hay más tantalio que niobio se llama tantalita y cuando hay más niobio que tantalio se llama columbita (o niobita ). La alta densidad de la tantalita y otros minerales que contienen tantalio hace que el uso de la separación gravitacional sea el mejor método. Otros minerales incluyen samarskita y fergusonita .

Mapa mundial gris y blanco con China, Australia, Brasil y Congo de color azul que representan menos del 10% de la producción mundial de tantalio cada uno y Ruanda de color verde que representa el 60% de la producción mundial de tantalio.
Productores de tantalio en 2015, siendo Ruanda el principal productor.

Australia era el principal productor de tantalio antes de la década de 2010, siendo Global Advanced Metals (anteriormente conocida como Talison Minerals ) la empresa minera de tantalio más grande de ese país. Operan dos minas en Australia Occidental, Greenbushes en el suroeste y Wodgina en la región de Pilbara . La mina Wodgina fue reabierta en enero de 2011 después de que se suspendiera la minería en el sitio a finales de 2008 debido a la crisis financiera mundial . [42] Menos de un año después de su reapertura, Global Advanced Metals anunció que debido a "... el debilitamiento de la demanda de tantalio ..." y otros factores, las operaciones mineras de tantalio debían cesar a finales de febrero de 2012. [43 ] Wodgina produce un concentrado de tantalio primario que se mejora aún más en la operación de Greenbushes antes de venderlo a los clientes. [44] Mientras que los grandes productores de niobio se encuentran en Brasil y Canadá , el mineral de allí también produce un pequeño porcentaje de tantalio. Algunos otros países, como China , Etiopía y Mozambique , extraen minerales con un mayor porcentaje de tantalio y producen un porcentaje significativo de la producción mundial. El tantalio también se produce en Tailandia y Malasia como subproducto de la minería del estaño . Durante la separación gravitacional de los minerales de los depósitos de placer, no sólo se encuentra casiterita (SnO 2 ), sino que también se incluye un pequeño porcentaje de tantalita. La escoria de las fundiciones de estaño contiene entonces cantidades económicamente útiles de tantalio, que se lixivia de la escoria. [18] [45]

Mapa mundial gris y blanco con Canadá, Brasil y Mozambique de color azul que representan menos del 20% de la producción mundial de tantalio cada uno y Australia de color verde que representa el 60% de la producción mundial de tantalio
Productores de tantalio en 2006, siendo Australia el principal productor.

La producción minera mundial de tantalio ha experimentado un cambio geográfico importante desde principios del siglo XXI, cuando la producción procedía predominantemente de Australia y Brasil. A partir de 2007 y hasta 2014, las principales fuentes de producción de tantalio procedente de las minas se trasladaron drásticamente a la República Democrática del Congo , Ruanda y algunos otros países africanos. [46] Se están explorando futuras fuentes de suministro de tantalio, en orden de tamaño estimado, en Arabia Saudita , Egipto , Groenlandia , China, Mozambique, Canadá, Australia, Estados Unidos , Finlandia y Brasil. [47] [48]

Estado como recurso de conflicto

El tantalio se considera un recurso de conflicto . El coltán , el nombre industrial de un mineral de columbita y tantalita del que se extraen niobio y tantalio, [49] también se puede encontrar en África Central , razón por la cual el tantalio se vincula a la guerra en la República Democrática del Congo (antes Zaire ). . Según un informe de las Naciones Unidas del 23 de octubre de 2003, [50] el contrabando y la exportación de coltán han ayudado a alimentar la guerra en el Congo, una crisis que ha provocado aproximadamente 5,4 millones de muertes desde 1998 [51] , lo que la convierte en la más mortífera del mundo. Conflicto documentado desde la Segunda Guerra Mundial . Se han planteado cuestiones éticas sobre el comportamiento empresarial responsable, los derechos humanos y el peligro de la vida silvestre debido a la explotación de recursos como el coltán en las regiones de conflicto armado de la cuenca del Congo . [52] [53] [54] [55] El Servicio Geológico de los Estados Unidos informa en su anuario que esta región produjo un poco menos del 1% de la producción mundial de tantalio en 2002-2006, alcanzando un máximo del 10% en 2000 y 2008. [45] Los datos del USGS publicados en enero de 2021 indicaron que cerca del 40% de la producción minera de tantalio del mundo procedía de la República Democrática del Congo, y otro 18% procedía de los vecinos Ruanda y Burundi . [56]

Producción y fabricación

Tendencia temporal de la producción de tantalio hasta 2012 [57]

En la extracción de tantalio a partir de tantalita intervienen varios pasos. Primero, el mineral se tritura y concentra mediante separación por gravedad . Esto generalmente se lleva a cabo cerca del sitio de la mina .

Refinación

El refinado del tantalio a partir de sus minerales es uno de los procesos de separación más exigentes en la metalurgia industrial. El principal problema es que los minerales de tantalio contienen cantidades significativas de niobio , que tiene propiedades químicas casi idénticas a las del Ta. Se han desarrollado una gran cantidad de procedimientos para abordar este desafío.

En los tiempos modernos, la separación se logra mediante hidrometalurgia . [58] La extracción comienza con la lixiviación del mineral con ácido fluorhídrico junto con ácido sulfúrico o ácido clorhídrico . Este paso permite separar el tantalio y el niobio de las diversas impurezas no metálicas de la roca. Aunque el Ta se presenta en forma de varios minerales, se representa convenientemente como pentóxido, ya que la mayoría de los óxidos de tantalio (V) se comportan de manera similar en estas condiciones. Una ecuación simplificada para su extracción es así:

Ta 2 O 5 + 14 HF → 2 H 2 [TaF 7 ] + 5 H 2 O

Para el componente de niobio se producen reacciones completamente análogas, pero en las condiciones de extracción suele predominar el hexafluoruro.

Nb 2 O 5 + 12 HF → 2 H[NbF 6 ] + 5 H 2 O

Estas ecuaciones están simplificadas: se sospecha que el bisulfato (HSO 4 ) y el cloruro compiten como ligandos por los iones Nb(V) y Ta(V), cuando se utilizan ácidos sulfúrico y clorhídrico, respectivamente. [58] Los complejos de fluoruro de tantalio y niobio luego se eliminan de la solución acuosa mediante extracción líquido-líquido en disolventes orgánicos , como ciclohexanona , octanol y metil isobutil cetona . Este sencillo procedimiento permite eliminar la mayoría de las impurezas que contienen metales (p. ej., hierro, manganeso, titanio, circonio), que permanecen en la fase acuosa en forma de fluoruros y otros complejos.

La separación del tantalio del niobio se logra entonces reduciendo la fuerza iónica de la mezcla ácida, lo que hace que el niobio se disuelva en la fase acuosa. Se propone que en estas condiciones se forme oxifluoruro H2 [ NbOF5 ] . Después de la eliminación del niobio, la solución de H 2 purificada [TaF 7 ] se neutraliza con amoníaco acuoso para precipitar el óxido de tantalio hidratado como un sólido, que puede calcinarse hasta pentóxido de tantalio (Ta 2 O 5 ). [59]

En lugar de hidrólisis, el H 2 [TaF 7 ] se puede tratar con fluoruro de potasio para producir heptafluorotantalato de potasio :

H 2 [TaF 7 ] + 2 KF → K 2 [TaF 7 ] + 2 HF

A diferencia del H2 [ TaF7 ] , la sal de potasio cristaliza fácilmente y se manipula como un sólido.

El K 2 [TaF 7 ] se puede convertir en tantalio metálico mediante reducción con sodio , a aproximadamente 800 °C en sal fundida . [60]

K 2 [TaF 7 ] + 5 Na → Ta + 5 NaF + 2 KF

En un método más antiguo, llamado proceso de Marignac , la mezcla de H 2 [TaF 7 ] y H 2 [NbOF 5 ] se convertía en una mezcla de K 2 [TaF 7 ] y K 2 [NbOF 5 ], que luego se separaba por cristalización fraccionada , aprovechando sus diferentes solubilidades en agua.

Electrólisis

El tantalio también se puede refinar mediante electrólisis, utilizando una versión modificada del proceso Hall-Héroult . En lugar de requerir que el óxido de entrada y el metal de salida estén en forma líquida, la electrólisis de tantalio opera con óxidos en polvo no líquidos. El descubrimiento inicial se produjo en 1997, cuando investigadores de la Universidad de Cambridge sumergieron pequeñas muestras de ciertos óxidos en baños de sal fundida y redujeron el óxido con corriente eléctrica. El cátodo utiliza óxido metálico en polvo. El ánodo está hecho de carbono. La sal fundida a 1000 °C (1830 °F) es el electrolito. La primera refinería tiene capacidad suficiente para abastecer entre el 3% y el 4% de la demanda mundial anual. [61]

Fabricación y metalurgia

Toda soldadura de tantalio debe realizarse en una atmósfera inerte de argón o helio para protegerlo de la contaminación con gases atmosféricos. El tantalio no se puede soldar . Moler tantalio es difícil, especialmente el tantalio recocido . En estado recocido, el tantalio es extremadamente dúctil y puede formarse fácilmente como láminas de metal. [62]

Aplicaciones

Electrónica

Condensador electrolítico de tantalio

El uso principal del tantalio, como polvo metálico, es en la producción de componentes electrónicos, principalmente condensadores y algunas resistencias de alta potencia . Los condensadores electrolíticos de tantalio aprovechan la tendencia del tantalio a formar una capa superficial protectora de óxido , utilizando polvo de tantalio, prensado en forma de bolita, como una "placa" del condensador, el óxido como dieléctrico y una solución electrolítica o sólido conductor como otro "plato". Debido a que la capa dieléctrica puede ser muy delgada (más delgada que la capa similar, por ejemplo, en un capacitor electrolítico de aluminio), se puede lograr una capacitancia alta en un volumen pequeño. Debido a las ventajas de tamaño y peso, los condensadores de tantalio son atractivos para teléfonos portátiles , computadoras personales , electrónica automotriz y cámaras . [63]

Aleaciones

El tantalio también se utiliza para producir una variedad de aleaciones que tienen altos puntos de fusión, resistencia y ductilidad. Aleado con otros metales, también se utiliza en la fabricación de herramientas de carburo para equipos de trabajo de metales y en la producción de superaleaciones para componentes de motores a reacción, equipos de procesos químicos, reactores nucleares , piezas de misiles, intercambiadores de calor, tanques y recipientes. [64] [63] [65] Debido a su ductilidad, el tantalio se puede estirar en alambres o filamentos finos, que se utilizan para evaporar metales como el aluminio . Dado que resiste el ataque de los fluidos corporales y no es irritante, el tantalio se utiliza ampliamente en la fabricación de implantes e instrumentos quirúrgicos. Por ejemplo, los recubrimientos porosos de tantalio se utilizan en la construcción de implantes ortopédicos debido a la capacidad del tantalio para formar una unión directa con el tejido duro. [66]

El tantalio es inerte contra la mayoría de los ácidos, excepto el ácido fluorhídrico y el ácido sulfúrico caliente , y las soluciones alcalinas calientes también provocan la corrosión del tantalio. Esta propiedad lo convierte en un metal útil para recipientes de reacción química y tuberías para líquidos corrosivos. Los serpentines de intercambio de calor para el calentamiento con vapor de ácido clorhídrico están hechos de tantalio. [67] El tantalio se utilizó ampliamente en la producción de tubos de electrones de frecuencia ultra alta para transmisores de radio. El tantalio es capaz de capturar oxígeno y nitrógeno mediante la formación de nitruros y óxidos y, por lo tanto, ayudó a mantener el alto vacío necesario para los tubos cuando se utilizan para piezas internas como rejillas y placas. [37] [67]

Otros usos

Monedas bimetálicas acuñadas por el Banco de Kazajstán con aro de plata y centro de tantalio. Estos dos incluyen el Apollo-Soyuz y la Estación Espacial Internacional.

La NASA utilizó tantalio para proteger de la radiación los componentes de las naves espaciales, como la Voyager 1 y la Voyager 2 . [68] El alto punto de fusión y la resistencia a la oxidación llevaron al uso del metal en la producción de piezas de hornos de vacío . El tantalio es extremadamente inerte y, por lo tanto, se forma en una variedad de piezas resistentes a la corrosión, como termopozos , cuerpos de válvulas y sujetadores de tantalio. Debido a su alta densidad, se han construido revestimientos penetradores de carga conformada y formados explosivamente a partir de tantalio. [69] El tantalio aumenta en gran medida las capacidades de penetración del blindaje de una carga moldeada debido a su alta densidad y alto punto de fusión. [70] [71]

También se utiliza ocasionalmente en relojes preciosos , por ejemplo, de Audemars Piguet , FP Journe , Hublot , Montblanc , Omega y Panerai . El investigador médico Gerald L. Burke observó por primera vez en 1940 que el tantalio también es altamente bioinerte y podría usarse de manera segura como material para implantes ortopédicos. [72] La alta rigidez del tantalio hace necesario su uso como espuma altamente porosa o andamio con menor rigidez para implantes de reemplazo de cadera para evitar la protección contra tensiones . [73] Debido a que el tantalio es un metal no ferroso y no magnético, estos implantes se consideran aceptables para pacientes sometidos a procedimientos de resonancia magnética. [74] El óxido se utiliza para fabricar vidrio especial de alto índice de refracción para lentes de cámaras . [75]

Cuestiones ambientales

El tantalio recibe mucha menos atención en el campo ambiental que en otras geociencias. La concentración de la corteza superior (UCC) y la relación Nb/Ta en la corteza superior y en los minerales están disponibles porque estas mediciones son útiles como herramienta geoquímica. [76] El último valor para la concentración de la corteza superior es de 0,92 ppm, y la relación Nb/Ta(p/p) es de 12,7. [77]

Hay pocos datos disponibles sobre las concentraciones de tantalio en los diferentes compartimentos ambientales, especialmente en aguas naturales donde ni siquiera se han producido estimaciones fiables de las concentraciones de tantalio "disuelto" en agua de mar y agua dulce. [78] Se han publicado algunos valores sobre concentraciones disueltas en los océanos, pero son contradictorios. A los valores en agua dulce les va un poco mejor, pero, en todos los casos, probablemente estén por debajo de 1 ng L −1 , ya que las concentraciones "disueltas" en aguas naturales están muy por debajo de la mayoría de las capacidades analíticas actuales. [79] El análisis requiere procedimientos de preconcentración que, por el momento, no dan resultados consistentes. Y en cualquier caso, el tantalio parece estar presente en aguas naturales principalmente como material particulado y no disuelto. [78]

Los valores de concentraciones en suelos, sedimentos de lecho y aerosoles atmosféricos son más fáciles de obtener. [78] Los valores en suelos se acercan a 1 ppm y, por tanto, a los valores de UCC. Esto indica origen detrítico. Para los aerosoles atmosféricos los valores disponibles son dispersos y limitados. Cuando se observa enriquecimiento de tantalio, probablemente se debe a la pérdida de elementos más solubles en agua en los aerosoles de las nubes. [80]

No se ha detectado contaminación relacionada con el uso humano del elemento. [81] El tantalio parece ser un elemento muy conservador en términos biogeoquímicos, pero su ciclo y reactividad aún no se comprenden completamente.

Precauciones

Los compuestos que contienen tantalio rara vez se encuentran en el laboratorio. El metal es altamente biocompatible [72] y se utiliza para implantes y recubrimientos corporales , por lo que la atención puede centrarse en otros elementos o en la naturaleza física del compuesto químico . [82]

Las personas pueden quedar expuestas al tantalio en el lugar de trabajo al inhalarlo, al contacto con la piel o con los ojos. La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional (OSHA) ha establecido el límite legal ( límite de exposición permisible ) para la exposición al tantalio en el lugar de trabajo en 5 mg/m 3 durante una jornada laboral de 8 horas. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 5 mg/m 3 durante una jornada laboral de 8 horas y un límite a corto plazo de 10 mg/m 3 . En niveles de 2.500 mg/m 3 , el polvo de tantalio es inmediatamente peligroso para la vida y la salud . [83]

Ver también

Referenciado y formando un tema clave en la serie de Amazon Prime, Jack Ryan de Tom Clancy (temporada 2). [84]

Referencias

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