Het zilvergrijze tantaal is bij kamertemperatuur chemisch gezien haast onaantastbaar. Het heeft bijna de hoogste smelttemperatuur van alle elementen, alleen wolfraam en renium kunnen nog heter worden. De ontdekking van het element had de nodige voeten in de aarde vanwege de chemische verwantschap met niobium. De naam is afgeleid van koning Tantalus uit de Griekse mythologie, bekend van de ’tantaluskwelling’. Dat was het blijkbaar om dit element in handen te krijgen. Vanwege de elektrische eigenschappen is tantaal een populair materiaal voor de vervaardiging van condensatoren.

Symbool

Ta

Protonen/elektronen

73

Groep

5

Isotopen

180Ta, 181Ta

Periode

6

Elektronenconfiguratie

[Xe] 6s2 4f14 5d3

Blok

d

Elektronencofiguratie Bohr

2,8,18,32,11,2

Bij kamertemperatuur

vast

Elektronegativiteit

1,3 (Pauling)

Dichtheid

16700 kg m-3

Atoomstraal

143 . 10-12 m

Smeltpunt

2996 oC (3269 K)

Relatieve atoommassa

180.948

Kookpunt

5458 oC (5731 K)

Soortelijke warmte

140 J kg-1K-1

Warmtegeleidingscoëfficiënt

54 W m-1K-1

Selecteer

Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen

Toepassingen

Naam & ontdekking

Voorkomen

Bereiding

Beeld en audio

Toepassingen

Condensator

Van­wege de zeer goede diëlektrische eigenschappen wordt tantaal(V)oxide (TaO5) als diëlektri­cum ge­bruikt voor con­den­satoren en gelijkrichters. Hierdoor is het mogelijk zeer kleine, hoogwaardige condensatoren te maken met een grote capaciteit, die onder andere worden toegepast in satellieten en mobiele telefoons. Voor (grote) condensatoren wordt tantaal in blad- of draadvorm gebruikt.

Vacuümbuisgloeidraad

Tantaallegeringen hebben een hoog smeltpunt, een zeer lage damp­span­ning, een goede geleidbaarheid en zijn zeer sterk. Daardoor zijn ze bijzonder geschikt voor het maken van gloeidraden voor vacuümbuizen (onder andere voor röntgenapparatuur).

Snijgereedschap

Staal gelegeerd met tantaal is bijzonder hard en sterk, ook bij hogere tempe­raturen. Het is bovendien erg corrosie bestendig. Het wordt veel toegepast in snij ge­reedschap, zoals chirurgische instrumenten, boren voor tandart­sen en slijpap­paraten. Ook tantaalcarbide, -nitride en -boride worden hiervoor gebruikt.

Cameralens

Het toevoegen van tantaaloxide (Ta2O5) aan glas verhoogt de brekingsindex en vermindert de aberratie (vervaging). Dit glas is zeer geschikt voor lenzen van came­ra’s en andere optische apparatuur.

Raket

Voor onderdelen van vliegtuigen en raketten, die hard en hittebestendig moeten zijn, worden tantaallegeringen als tantaalstaal en tantaalnikkel gebruikt (met ca. 5 % tantaal).

Brilmontuur, prothese

Ons lichaam verdraagt een legering van tantaal en titaan goed. Het vertoont vrijwel geen verschijnselen van metaalallergie of afstoting. Het materiaal is bijzonder sterk en zeer corrosiebestendig­, en wordt daarom gebruikt voor brilmonturen en protheses.

Meer toepassingen

Als element en in legeringen

  • Gasturbines (o.a. met Fe, Cu en/of Ni)
  • Geneeskunde (chirurgie): implantaten, schroeven, krammen en instrumenten
  • Nucleaire installaties (Ta,Zr)
  • Uurwerken

 

In verbindingen

LichtmodulatorLiTaO3
Hoogfrequentfilters, o.a. voor radio en TVLiTaO3
Oven voor zeer hoge temperatuurTa2O5
PolijstmateriaalTaC

Naam

De naam tantaal is afgeleid van koning Tantalus uit de Griekse mythologie – net zoals het begrip tantaluskwelling. Tantalus, zoon van Zeus, had de toorn van de goden gewekt en moest als straf tot zijn kin in het water staan. Toch kon hij zijn dorst niet lessen, want zodra hij wilde drinken zakte het water buiten zijn bereik.

Met de naam tantaal refereert de ontdekker van het element aan het feit dat het isoleren van tantaal(oxide) zo moeizaam ging dat het een ware Tantaluskwelling was. Bovendien bleek tantaal(V)oxide ook bij lang­durige onderdompeling in een zure oplossing geen zouten te vormen.

Hier en daar wordt tantaal ook met de naam tantalium aangeduid. Dat is niet onlogisch, aangezien veel elementen op -ium eindigen. In dit geval is dat onjuist. De Engelse benaming voor het element is tantalum – dus zonder de i.

Ontdekking

De Zweedse scheikundige en mineraloog Anders Gustaf Ekeberg (foto) ontdekte tantaal in 1802. Hij verkreeg het in de vorm van het oxide, uit een Fins mineraal (tantaliet).

Maar waarschijnlijk had hij zowel niobium als tantaal in zijn monster. Net zoals de Engelse chemicus Charles Hatchett een jaar eerder bij zijn ontdekking van niobium. Hadden Ekeberg en Hatchett hetzelfde element ontdekt, of waren er verschillen? Jaren van verwarring waren het gevolg.

De Engelse chemicus William Hyde Wollaston probeerde het pleit te beslechten en concludeerde in 1809 dat er sprake was van één en hetzelfde oxide. Ten onrechte, zo bleek later. In 1846 beargumenteerde de Duitse chemicus Heinrich Rose dat tantaliet toch twee elementen moest bevatten. Hij stelde voor deze beide te vernoemen naar de kinderen van Tantalys: niobium (naar Niobe) en pelopium (naar Pelops).

Nog eens vijftien jaar later, in de jaren zestig van de negentiende eeuw, kwamen ook andere onderzoekers tot de conclusie dat men met twee elementen van doen had. Het door Hatchett ontdekte element (nummer 41) ging inderdaad niobium heten, maar de naam van Ekebergs element (nummer 73) bleef tantaal.

Het eerste metallisch tantaal werd in 1864 bereid, zowel door de Zweedse chemicus Christian Wilhelm Blomstrand als zijn Zwitserse collega Jean Charles Galisard de Marignac. Zij reduceerden tantaal(V)chloride met waterstof.

Voorkomen

Tantaal staat op plaats 53 in de lijst van meest voorkomende elementen. Het aandeel in de aardkorst bedraagt
2.10-4% (op basis van gewicht).

De belangrijkste tantaal houdende mineralen zijn:

Microliet(Na,Ca)2Ta2O6(O,OH,F)
StibiotantalietSbTaO4
Tantaliet (foto)Fe+2 Ta2O6
Tapioliet(Fe+2,Mn+2)( Ta,Nb)2O6

 

Ook cassiteriet en monaziet bevatten tantaal, in kleine hoeveelheden.

Winning

De belangrijkste wingebieden­ liggen in Canada, Brazilië, Rusland, de Verenigde Staten van Amerika, Australië, Mozambique, Democratische Republiek Congo, Nige­ria, Oeganda, Thailand, Maleisië, Scandinavië, Finland en Portugal. De EU heeft met de Critical Raw Materials Act in 2022 het element tantaal op de lijst van schaarse en strategische grondstoffen gezet.

Bereiding

Vroeger

Het allereerste, tamelijk onzuivere tantaal werd in 1864 door de Zweedse chemicus Christian Wilhelm Blomstrand bereid. Hij reduceerde tantaal(V)chloride met waterstof. In 1903 maakte de Duitse chemicus Werner von Bolton zuiver tantaal via reductie van het kaliumfluortantalaat (K2TaF7) met natrium:

K2TaF7 + 5 Na    2 KF  +  5 NaF  +  Ta

Tegenwoordig

Tantaal wordt bereid door het erts, na een aantal fysische bewerkingen, te smelten met loog. Door verhitten ontstaat het pentaoxide, waaruit na toevoegen van kaliumfluoride in waterstoffluoride heptaf­luo­rotantalaat (TaF72-) ontstaat. Na scheiden van tantaal- en niobi­um­verbin­dingen door vloeistof-vloeistofextractie of ionenwisseling, wordt op­nieuw het pentaoxide gevormd.

Het oxide is de vorm waarin tantaal als legeringselement wordt toegepast. Voor de bereiding van metallisch tantaal kan het oxide worden gereduceerd met koolstof of natrium. Ook is het oxide om te zetten in tantaalzouten (bijvoorbeeld het fluori­de), waaruit dan door elektrolyse van het gesmolten zout, of door toevoegen van natrium, tantaal wordt gevormd.

Tantaal kan ook gewonnen worden uit het ‘anodeslib’ dat overblijft na nikkel- of koperwinning.

Bekijk foto’s en filmpjes
filmpje icoon Tantaal - Periodic Videos
Filmpje
Tantaal - Periodic Videos
Bekijk het filmpje
afbeelding icoon Elektronenschillen Tantaal
Afbeelding
Elektronenschillen Tantaal
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Tantaal kristal en kubus
Afbeelding
Tantaal kristal en kubus
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Tantaal folie
Afbeelding
Tantaal folie
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Tantaal stukjes
Afbeelding
Tantaal stukjes
Bekijk de afbeelding
afbeelding icoon Tantaal brok
Afbeelding
Tantaal brok
Bekijk de afbeelding
Beluister podcasts (Engels)
podcast icoon Tantaal - Royal Society of Chemistry
Podcast
Tantaal - Royal Society of Chemistry
Luister de podcast

Scheikunde studeren

Wat vinden zij van de studies en het werk?

studieorientatie icoon Wij studeren Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Wij studeren Chemische Technologie
Valerie en Roel geven je een rondleiding bij hun opleiding.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is alles op kleine schaal Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is alles op kleine schaal
Adinda neemt je mee naar de hbo-opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon We hebben hier een geweldig lab Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Sanne, Justus en Boyd vertellen waarom zij kozen voor Utrecht.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Tom loopt stage bij Teijin Aramid Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Tom is student Chemische Technologie en laat zijn stagewerkplek zien.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemie is meer dan alleen maar deeltjes Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Ontdek de studie Chemische Technologie samen met Miriam!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Risheet doet twee hbo-opleidingen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Risheet doet twee hbo-opleidingen
Hij vertelt hoe hij de hbo-opleidingen BML en Chemie combineert.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik leer ook van dingen naast mijn studie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Nick studeert Chemie en heeft een top tijd.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Werken aan nieuwe technieken voor windenergie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Vierdejaars student Mart vindt zijn hbo-opleiding top!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Scheikunde ontdek je pas tijdens het studeren Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Chemie
Studie
Scheikunde ontdek je pas tijdens het studeren
De studie scheikunde iets voor jou?
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Hbo | Chemie
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
De wereld van chemie is groter dan je denkt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Je bent bij deze studie geen nummer!
Hbo | Chemie
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Lees hoe Marjolein Chemische Technologie vindt.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Inge studeert nu verder aan de TU Eindhoven Indicatie dat de post een filmpje is
Wo | Techniek & Ontwerp
Studie
Inge studeert nu verder aan de TU Eindhoven
Daarvoor rondde ze met succes de hbo-opleiding Applied Science af.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Hbo | Chemie
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Volgens Hylke doorgrond je met de juiste formules elk proces.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Je hoeft geen nerd of slimbo te zijn Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je hoeft geen nerd of slimbo te zijn
Proef de sfeer bij de opleiding Chemie in Rotterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Goed persoonlijk contact met docenten Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Matthew koos na het mbo voor de opleiding Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon In het eerste jaar deed ik een project over bier Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
In het eerste jaar deed ik een project over bier
Livai was nog maar 16 jaar toen hij begon met Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Medicijnen maken van rotte appels Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Uniek project van studenten Chemische Technologie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Vicky vond de bètavakken leuk Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Vicky vond de bètavakken leuk
Bij Chemische Technologie zit ze nu op haar plek.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Praktijklessen vind ik leuk om te doen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Nighel studeert Chemie, bekijk zijn filmpje!
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Jij en chemie? Dat geloof ik niet Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Elisa is nu vierdejaarsstudent Chemie in Amsterdam.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Positief bijdragen aan het leven van mensen
Hbo | Chemie
Studie
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Anna, David en Joeri kijken terug op hun studietijd.
Bekijk het interview
studieorientatie icoon Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Student Sanne vertelt over de studie Chemie aan de HAN.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Hbo | Chemie
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Lees waarom Femke koos voor het hbo na het vwo.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Het mooie aan deze studie zijn de grote labs Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Studenten laten je alle ins and outs zien van hbo Chemie.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Chemische Technologie studeren in Groningen Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Wenke en Jeroen laten je zien wat de opleiding inhoudt.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Foute keuzes bestaan niet
Hbo | Chemie
Studie
Foute keuzes bestaan niet
Judesha vertelt over haar studiekeuze proces.
Bekijk het artikel
studieorientatie icoon Bo koos voor Chemische Technologie Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Bo is enthousiast over haar hbo-opleiding. Bekijk de filmpjes.
Bekijk het filmpje
studieorientatie icoon Je bent wel met serieus werk bezig Indicatie dat de post een filmpje is
Hbo | Chemie
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Docenten en studenten vertellen over de hbo-studie Chemie.
Bekijk het filmpje