Taliu

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Taliu
 

81
Tl
 
        
        
                  
                  
                                
                                
  

mercur ← taliu → plumb

Aspect
Aspectul elementului
Metal alb argintiu
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic taliu, Tl, 81
Serie p blocează metalele
Grup , punct , bloc 13 (IIIA) , 6 , p
Densitate 11 850 kg / m³
Duritate 1.2
Configurare electronică
Configurare electronică
Termen spectroscopic 2 P sau 1/2
Proprietăți atomice
Greutate atomica 204.3833 u
Raza atomică (calc.) 190 (156) pm
Raza covalentă Ora 148
Raza Van der Waals 196 pm
Configurare electronică [ Xe ] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 1
și - după nivelul de energie 2, 8, 18, 32, 18, 3
Stări de oxidare 3, 1 (slab de bază )
Structură cristalină hexagonal
Proprietăți fizice
Stare a materiei solid
Punct de fuziune 577 K (304 ° C )
Punct de fierbere 1 746 K (1 473 ° C)
Volumul molar 1,722 × 10 −5 / mol
Entalpia vaporizării 4,142 kJ / mol
Căldura de fuziune 164,1 kJ / mol
Presiunea de vapori 5,3 × 10 −6 Pa la 577 K.
Viteza sunetului 818 m / s la 298,15 K
Alte proprietăți
numar CAS 7440-28-0
Electronegativitate 1,62
Căldura specifică 129 J / (kg K)
Conductibilitate electrică 6,17 × 10 6 / m Ω
Conductivitate termică 46,1 W / (m K)
Energia primei ionizări 589,4 kJ / mol
A doua energie de ionizare 1 971 kJ / mol
A treia energie de ionizare 2 878 kJ / mol
Izotopi mai stabili
iso N / A TD DM DE DP
203 Tl 29,524% Este stabil cu 122 de neutroni
204 Tl sintetic 3,77 ani β -
ε
0,761
0,347
204 Pb
204 Hg
205 Tl 70,476% Este stabil cu 124 de neutroni
iso: izotop
NA: abundență în natură
TD: timpul de înjumătățire
DM: modul de descompunere
DE: energia de descompunere în MeV
DP: produs de descompunere

Taliul este elementul chimic cu numărul atomic 81 și simbolul său este Tl . Este un metal p-block gri și maleabil; seamănă cu staniu , dar se întunecă prin oxidare atunci când este expus la aer . Taliul a fost descoperit independent în 1861 de către chimiștii William Crookes și Claude-Auguste Lamy în reziduuri din producția de acid sulfuric .

Ambele au folosit noua metodă de spectroscopie a flăcării , în care taliul produce o remarcabilă linie spectrală verde. Termenul „taliu”, din grecescul θαλλός ( thallós ), care înseamnă „mugur verde sau crenguță”, a fost inventat de Crookes. În 1862 a fost izolat atât de Lamy datorită electrolizei , cât și de Crookes prin precipitare și topirea prafului rezultat. Crookes l-au expus la expoziția internațională care a fost deschisă pe 1 mai a acelui an [1] sub formă de pulbere, precipitată de zinc .

Taliul tinde să se oxideze la +3 și +1 ca sare ionică. Starea +3 seamănă cu cea a celorlalte elemente din grupa 13 ( bor , aluminiu , galiu , indiu ). Pe de altă parte, starea +1, care este foarte frecventă, amintește de chimia metalelor alcaline și ionii de taliu (I) se găsesc mai ales în mineralele pe bază de potasiu .

Cu toate acestea, taliul este obținut comercial nu din minereuri de potasiu, ci ca produs secundar din rafinarea metalelor grele. Aproximativ 60-70% din producția de taliu este utilizată în industria electronică, restul fiind destinat industriei farmaceutice și producției de sticlă . Este, de asemenea, utilizat în detectoarele de lumină cu infraroșu . Radioizotopul Talium-201 este utilizat în cantități mici ca radiotrasor netoxic în examinările imagistice biomedicale în medicina nucleară , în special în scintigrafia miocardică .

Sărurile solubile de taliu, dintre care multe sunt aproape lipsite de gust, sunt extrem de toxice și au fost folosite istoric în otrăvurile și insecticidele pentru șobolani , dar datorită toxicității lor neselective, utilizarea acestor compuși a fost interzisă sau restricționată în multe țări. În special, otrăvirea cu taliu se manifestă prin căderea părului. Datorită popularității sale istorice ca „armă de crimă”, taliul a dobândit, alături de arsenic , notorietate ca „otravă a otrăvitorului” și „praful moștenirii” [2] [3] .

Istorie

Termenul de taliu derivă din grecescul θαλλός ( thallos ) , care înseamnă „ lăstari verzi”. Numele se datorează liniilor de emisie din spectru , de o culoare verde strălucitor [4] .

După publicarea unei metode mai bune de efectuare a spectroscopiei cu flacără dezvoltată de Robert Bunsen și Gustav Kirchhoff [5] și în urma descoperirii cesiului și rubidiului în anii 1859-1860, spectroscopia cu flacără a devenit o metodă aprobată pentru determinarea compoziției mineralelor și produse chimice. William Crookes și Claude-Auguste Lamy au început imediat să folosească noua metodă. Crookes l-au folosit pentru a face determinări spectroscopice pentru telur pe compuși de seleniu depuși în camera principală a unei fabrici de producere a acidului sulfuric lângă Tilkerode în Munții Harz . Cu câțiva ani în urmă, el a obținut probele pentru cercetarea sa cu cianură de seleniu datorită lui August Hofmann .

În 1862 Crookes a reușit să izoleze cantități mici din noul element și să determine proprietățile unor compuși [6] . Claude Auguste Lamy a folosit un spectrometru similar cu Crookes pentru a determina compoziția unei substanțe care conține seleniu depozitată în timpul producției de acid sulfuric din pirită. De asemenea, a observat noua linie verde din spectrul de emisii și a concluzionat că se confruntă cu un element nou. Lamy primise acest material de la fabrica de acid sulfuric a prietenului său Fréd Kuhlmann și acest produs secundar era disponibil în cantități mari. Lamy a început apoi să izoleze noul element de sursa respectivă [7] . Faptul că Lamy a fost capabil să proceseze cantități mari de taliu i-a permis să determine proprietățile diferiților compuși și, în plus, să pregătească un mic lingou de taliu metalic prin re-topirea minereului pe care îl obținuse prin electroliza sărurilor de taliu.

Deoarece ambii oameni de știință au descoperit taliul în mod independent și o mare parte a muncii, în special izolarea taliului metalic, a fost realizată de Lamy, Crookes a căutat să-și asigure prioritatea la locul de muncă. Lamy a primit o medalie la Expoziția Internațională din Londra din 1862: pentru descoperirea unei surse noi și abundente de taliu și, după proteste grele, Crookes a primit și o medalie: taliu, pentru descoperirea noului element . Controversa dintre cei doi oameni de știință a continuat pe întreaga perioadă de doi ani 1862-1863, apoi a dispărut și s-a încheiat după alegerea lui Crookes ca membru al Societății Regale , care a avut loc în iunie 1863 [8] [9] .

Taliul a fost odată utilizat pe scară largă în otrăvurile pentru rozătoare. După mai multe incidente, utilizarea acesteia ca otravă a fost interzisă în Statele Unite prin Ordinul executiv al președintelui nr. 11 643 din februarie 1972. În anii următori, multe alte țări au interzis utilizarea acesteia [10] .

Caracteristici chimice și fizice

Este un metal moale și maleabil care poate fi tăiat chiar și cu un cuțit. Expus aerului, suprafața sa strălucitoare se oxidează până la o nuanță gri-albăstruie similară cu cea a plumbului . Cu expunere prelungită, se formează un strat de oxid pe suprafața metalului. În prezența apei , se formează în schimb un strat de hidroxid de taliu. Starea sa de oxidare cea mai stabilă este taliul (I), dar sunt cunoscuți un număr de compuși și compuși de coordonare a taliului (III).

Aplicații

Sulfatul de taliu (I) inodor și fără gust este folosit ca otravă pentru șoareci și furnici . În multe țări a fost interzis din cauza pericolului său. Alte utilizări ale taliului includ:

Taliul este, de asemenea, implicat în cercetări pentru dezvoltarea materialelor supraconductoare la temperaturi ridicate pentru aplicații precum rezonanța magnetică nucleară, propulsia magnetică , generarea și transmiterea curentului electric .

Disponibilitate

Deși taliul este destul de abundent în scoarța terestră , cu o concentrație estimată de aproximativ 0,7 ppm , este aproape întotdeauna asociat cu sărurile de potasiu din argile , noroi și granite, ceea ce face ca extracția și purificarea sa să fie dezavantajoase din punct de vedere economic. Principala sursă comercială de taliu este reprezentată de urmele sale prezente în sulfurile minerale de cupru , plumb și zinc .

Taliul este extras din crooksite , hutchinsonit și lorándit . De asemenea, este conținut în pirită și se obține ca subprodus al producției de acid sulfuric atunci când mineralul este prăjit. O altă metodă de obținere a acestuia este topirea mineralelor bogate în zinc și plumb.

Există în natură minerale de taliu în care un procent de taliu oscilând între 16% și 60% este asociat cu alte elemente precum antimoniu , arsenic , cupru, plumb și argint , dar acestea sunt rare și, prin urmare, nu reprezintă principala sursă de producție a acest element.

Nodulii de mangan găsiți pe fundul oceanului conțin, de asemenea , taliu, dar extracția lor nu este viabilă din punct de vedere economic și are un impact imens asupra mediului marin.

Izotopi

Există 25 de izotopi de taliu, ale căror mase atomice variază de la 184 la 210 u . Dintre acestea, doar 203 Tl și 205 Tl sunt stabile; 204 Tl este izotopul radioactiv cu cel mai lung timp de înjumătățire de 3,78 ani.

Precauții și toxicitate

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: otrăvirea cu taliu .
Simboluri de pericol chimic
toxicitate acuta toxic pe termen lung
Pericol
fraze H 330 - 300 - 373 - 413 [11]
Expresii R. R 26 / 28-33-53
sfat P 260 - 264 - 284 - 310 [12]
Fraze S. S 1 / 2-13-28-45-61

Produsele chimice
trebuie manipulat cu precauție
Avertizări

Taliul și compușii săi sunt foarte toxici, de aceea trebuie să fie tratați cu grijă extremă. Toxicitatea sa derivă din capacitatea sa de a înlocui cationii metalelor alcaline prezente în organism, în principal sodiu și potasiu . Această substituție modifică multe dintre procesele celulare normale. Efectele otrăvirii cu taliu includ căderea părului și deteriorarea nervilor periferici. Taliul este, de asemenea, un cancerigen suspectat. Datorită toxicității sale, utilizarea sărurilor de taliu ca otravă pentru șobolani a fost interzisă în multe țări.

Contactul cu pielea este periculos și, pentru a evita deteriorarea prin inhalare, fuziunea taliului trebuie efectuată într-un mediu suficient de ventilat. Concentrația maximă permisă de expunere pe termen lung ( TLV-TWA ) la sărurile de taliu nu trebuie să depășească 0,1 mg / m³.

Poluarea datorată taliului

Conform cu Agenția pentru Protecția Mediului guvernului SUA, antropogene surse de taliu poluare includ emisiile gazoase de la fabricile de ciment , electrice pe cărbune plante , și canalizările metalice (conducte subterane pentru a asigura scurgerea apei sau a reziduurilor materiale). Principala cauză a concentrațiilor ridicate de taliu în apă este levigarea taliului în urma operațiunilor de prelucrare a mineralelor.

Notă

  1. ^ The Mining and Smelting Magazine Ed. Henry Curwen Salmon Vol iv Iulie Dec 1963, p. 87.
  2. ^ Heather Hasan, Elementele de bor: bor, aluminiu, galiu, indiu, taliu , Rosen Publishing Group, 2009, p. 14, ISBN 978-1-4358-5333-1 .
  3. ^ Andrea Greco, O otravă furioasă , trei victime: este rebus , pe PressReader.com , 12 octombrie 2017. Adus 16 decembrie 2017 .
  4. ^ Mary Elvira Weeks , Descoperirea elementelor. XIII. Notă suplimentară privind descoperirea taliului , în Journal of Chemical Education , vol. 9, nr. 12, 1932, p. 2078, bibcode : 1932JChEd ... 9.2078W , DOI : 10.1021 / ed009p2078 .
  5. ^ G. Kirchhoff, R. Bunsen, Chemische Analyze durch Spectralbeobachtungen , în Annalen der Physik und Chemie , vol. 189, nr. 7, 1861, pp. 337–381, Bibcode : 1861AnP ... 189..337K , DOI : 10.1002 / andp.18611890702 .
  6. ^ Robert K. DeKosky, Spectroscopy and the Elements in the Late XIX Century: The Work of Sir William Crookes , în The British Journal for the History of Science , vol. 6, nr. 4, 1973, pp. 400–423, DOI : 10.1017 / S0007087400012553 , JSTOR 4025503 .
  7. ^ Claude-Auguste Lamy, De l'existence d'un nouveau métal, le thallium , în Comptes Rendus , vol. 54, 1862, pp. 1255-1262.
  8. ^ Frank AJL James, Of 'Medals and Muddles' the Context of the Discovery of Thallium: William Crookes's Early , în Notes and Records of the Royal Society of London , vol. 39, nr. 1, 1984, pp. 65–90, DOI : 10.1098 / rsnr . 1984.0005 , JSTOR 531576 .
  9. ^ John Emsley, Thallium , în The Elements of Murder: A History of Poison , Oxford University Press, 2006, pp. 326-327, ISBN 978-0-19-280600-0 .
  10. ^ Personalul Diviziei Metale Neferoase, Taliu , din anuarul Minerale, metale, minerale și combustibili , vol. 1, United States Geological Survey, 1972, p. 1358.
  11. ^ foaie de taliu pe IFA-GESTIS , pe gestis-en.itrust.de . Adus la 24 mai 2021 (Arhivat din original la 16 octombrie 2019) .
  12. ^ Sigma Aldrich; rev. din 24 iulie 2010

Bibliografie

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 43733 · LCCN (EN) sh85134473 · GND (DE) 4059684-9 · BNF (FR) cb11956478c (dată) · BNE (ES) XX540885 (dată) · NDL (EN, JA) 00.572.717
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei