Tantal Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Tantal, nadir elementlerdendir, kondansatörler için olmazsa olmaz bir metaldir. Kongo’daki iç savaş, tantal cevheri sebebiyle körüklenmektedir.

Tantal, cep telefonları başta olmak üzere birçok elektronik cihazda kullanılan kondansatörlerin yapıtaşıdır. Elektronik cihazlarda kritik işlevler görür. Tabi sadece bu işe yaramıyor. Jet motorlarında da rastladığımız tantalı bir diş implantında da görebilirsiniz. Tantalın üretimi ile Kongo’daki iç savaş arasında bir ilişki var. Bu sebeple tantalın en önemli cevheri olan koltan için “kanlı koltan” tabiri kullanılır. Tantalın bir özelliği ile Yunan mitolojisindeki krallardan Tantalos arasındaki bağ ise gerçekten çok ilginç. Tantalos’un çektiği acılarla tantalın asitlere karşı direnci arasında ilişki kurarak bu ismi veren kimyager Ekeberg, belki de edebiyatçı olmalıydı! Tantalı merak edeceğinizi düşünerek sizler için bazı bilgiler derledik.

Tarihçesi

Tantal, 1802 yılında İsveç’teki Uppsala Üniversitesi kimyagerlerinden Anders Gustav Ekeberg tarafından yeni bir element olarak keşfedilmiştir. Ancak kimyager William Wollaston, aynı mineralde 1 yıl önce keşfedilen niyobyum ile tantalın aynı madde olduğunu ileri sürdü. Tantal ve niyobyum, aynı cevherden elde edildiği için ve özelikleri bakımından birbirine benzerlikleri için kimyagerler arasında kafa karışıklığına yol açtı. 1846 yılında Alman mineralog Heinrich Rose, tantal ve niyobyumun farklı elementler olduğunu kanıtladı. 1903 yılında Wener von Bolton, tantal metalini ilk kez rafine etti.

“Tantal” kelimesi, Yunan mitolojisinde yer alan Zeus ile Pluton’un oğlu kral Tantalos’tan esinlenerek türetilen bir kelimedir. İngilizce karşılığı “tantalum”dur.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Tantalın kimyasal sembolü “Ta”dır. Atom numarası 73, atom ağırlığı 180,88, yoğunluğu 16,6 grcm3’tür. Geçiş metalleri arasında yer alan tantalın erime noktası 3017 derece, kaynama noktası 5455 derecedir. Periyodik cetvelin 5-B grubunda yer alır. Gümüş ve mavimsi renkte, metalik görünümlü bir elementtir. Metal formunun işlenmesi kolaydır, dayanıklıdır. Soğuk bile işlenebilir. Sert ve korozyon direnci yüksek olan bir metaldir. Kimyasal özellikleri bakımından aynı cevherde bulunan niyobyumla benzerlikler gösterir. Kristal yapısı hacim merkezli kübiktir.

Bütün kimyasal tepkimelere karşı 150 derece sıcaklıkların altında dirençlidir. Bu derecenin altında en inert maddelerden biridir. 150 derecenin üstündeki sıcaklıklarda daha etkin bir maddedir. Yani kimyasal olarak daha aktiftir. Birçok aside karşı kimyasal olarak inerttir. Oda sıcaklığında kimyasal reaksiyonlara karşı sanal bağışıklığı olduğu kabul edilir.

Doğada nadir bulunan elementler arasındadır. En bol bulunan elementler arasında 50. sıradadır. Kolumbit, tantalın en önemli mineralidir. “Koltan” adı da verilir. Bu mineralde niyobyumla birlikte yer alır. Tantal içeren mineral özütleri ise, “tantalit” olarak adlandırılır. Koltan, kolumbit ve tantalit karışımı, sönük siyah renkli bir mineraldir. Filizinden tantal oksidin indirgenmesi yöntemiyle elde edilir. Doğal tantal, iki izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplardan Ta-180, çok az bulunur, kararsızdır ve yarılanma ömrü 1013 yıldır. Bilinen 16 izotopu daha vardır.

Hangi Ürün ve Alanlarda Kullanılır?

Tantalın metal formunun erime noktasının yüksek olması birçok ürün için tercih edilme nedenidir. Metal alaşımlarda etkili bir maddedir. Alaşımlara süneklik, mukavemet ve korozyon direnci kazandırır. Bu alaşımlar özellikle türbin kanatlarında kullanılır. Vakum fırınları parçaları, elektronik kondansatörler, kimya fabrikalarının metalik donanımları ve nükleer reaktörler tantalın kullanıldığı alanlardan bazılarıdır. Elektrot folyo ve sinterlenmiş malzeme şeklinde olabilir.

Tantalın en önemli kullanın alanı “enerji depolayıcı” ve “kapasitör” olarak da bilinen kondansatörlerdir. Elektrolitik kondansatörlerin gelişmiş türüdür ve bunlar kutuplu kondansatörlerdir. Kondansatörlere mükemmel düzeyde yalıtkanlık hassasiyeti verir. Kondansatörlerde anot olarak sinterli levha biçiminde tantal kullanılır. Katotta ise elektrolit vardır. Kondansatörlerdeki dielektrik madde ise tantal oksittir. Kapasitörlerde tantalın yüzeyindeki koruyucu oksit tabakası oluşturma eğiliminden faydalanılır. Kondansatörler, cep telefonları başta olmak üzere birçok elektronik alette önemli işlevler görür. Kullanıldığı üründe küçük boyutta olmasına rağmen yüksek performans sağlar. Tantal kullanılan kondansatörler patlarsa yakınındaki diğer parçaları bozma riski yoktur veya çok azdır. Uzun süre depolarda deforme olmadan saklanabilir. Bu tür kondansatörler, modern elektronik teknolojisinin duyarlı cihazlarında kullanılır.

Tantal; cep telefonları, bilgisayarlar, CD ve DVD oynatıcılar, oyun sistemleri ve otomotiv elektronikleri gibi ürünlerin kritik parçaları için uygun bir metaldir. Ayrıca yüksek teknolojili yarı iletkenlerde çok önemli bir rol oynar. Tantal, yarı iletkenlerin alt tabakalarına uygulanır ve yazıcı püskürtme aksamı, manyetik depolama ortamları gibi alanlarda kullanılır. Alüminyum gibi bazı metallerin buharlaştırılmasında kullanılabilecek çok ince tel halinde getirilebilir. Vücut sıvılarına karşı dirençli ve biyolojik olarak uyumlu olduğu için metal implantların ve cerrahi aletlerin bir parçası olarak yaygın olarak kullanılır. Korozif malzemeler, kimyasal reaksiyonlu kaplar ve borular için yararlı bir bileşendir. Biyomedikal uygulamaları da vardır; stent ve yapay kemik üretiminde kullanılır.

Tantal, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; uçak ve roket parçaları, cerrahi protezler, ameliyat aletleri, kamera mercekleri, bobinler, borular, valflar, laboratuvar aletleri, redresörler, elektronik tüplerin yapı elemanları, dolmakalem uçları, jet motorları, kalp pilleri, filamanlar…

Bunları Biliyor Musunuz?

• Yunan mitolojisindeki Tantalos, tanrıların hoşgörüsünü suiistimal ettiği için büyük azaba uğratılır. Meyve dolusu bir ağacın altına bağlanarak açlığa terk edilir ve su içmek istediğinde sular çekilir. Tantalı keşfeden isim Ekeberg, tantalın asit içinde tepki vermemesi özelliği ile Tantalos’un çektiği azaplar arasında bağ kurarak bu ismi önermiş. Yani tantal asitlerin ortasına konulduğu halde herhangi bir asit alamıyor. Kısaca “varlık içinde yokluk çekmeyi” temsil ediyor.
  
• Bir iddiaya göre de, Ekeberg, tantalı keşfinden sonra bilim çevresine inandıramaması sürecinde yaşadıkları ile Tantalos’un yaşadıkları arasında ilişki kurduğu için bu adı vermiş.
  
• Tantalos’un kızı Niobe ile tantalla aynı cevherde bulunan ve benzer özelikler taşıyan niyobyum arasında da etimolojik olarak bağ kurulmuştur.
  
• Metrekare başına 2,5 gram tantal içeren ortamda kalanlar hayati tehlike yaşayabilir.
  
• Tantalın yıllık üretimi 2,5 milyon ton civarındadır. Bu miktarın üçte ikisi elektronik cihazlarda kullanılır.
  
• Tantalın tonunun fiyatı yaklaşık 130 bin dolardır.
  
• Cep telefonları gibi elektronik aletlerin küçük olmasının bir sebebi de kondansatörlerin tantal sayesinde küçük boyutlarda üretilebilmesidir.
  
• Tantal rezervlerinin bulunduğu ülkeler şunlardır; Kongo, Portekiz, Brezilya, Avusturya, Madagaskar, Namibya, Tayland, Nijerya, Mozambik ve Kanada…
  
• En büyük tantal üretimi Avustralya’da gerçekleştiriliyor.
  
• Türkiye’de Uludağ’daki tungsten cevher yataklarındaki kolombit cevherlerinde tantal içeriği tespit edilmiştir. Ancak madenciliği yapılmamaktadır.
  

Kongo’daki İç Savaş ve Koltan

Tantal ve niyobyumun en önemli kaynağı olan koltan rezervlerinin yüzde 80’i Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nde bulunuyor. Kongo’nun Kivu bölgesinde daha yoğun koltan yatakları bulunuyor. Ancak ülkedeki iç savaş ile koltan madenleri arasında organik bir bağ var. Yani ülkedeki siyasi istikrarsızlığın bir sebebi de koltan madenleri…

İç savaş ve silahların gölgesinde yaşayan Kongo’da legal ve illegal yollardan koltan çıkarılıyor. İllegal yollardan çıkarılan koltan cevheri, özellikle Avrupa’daki kaçakçılar aracılığı ile dünya piyasalarına pazarlanıyor. Bu sebeple ülkede çıkarılan ve kaçırılan koltan cevheri miktarı belirlenemiyor. Kongo’da birçok insan ve özellikle çocuklar koltan madenlerinde kötü şartlar altında çalıştırılıyor. Çocukların koltan madenlerinde çalıştırılmasının sebebi; küçük bedenleriyle cevherin bulunduğu dar alanlara girebilmeleri... Kongo’da son 15 yılda koltan madenlerinde kötü şartlar altında çalıştırılmakları sebebiyle 5 milyondan fazla çocuğun öldüğü belirtiliyor. Ülkedeki iç savaş, koltan ihracatından elde edilen gelirle destekleniyor. Koltanı yasadığı yollarla elde etmek isteyen ülkeler veya gruplar iç savaşı körüklüyor. Bu savaşta ölen insan sayısı ise 4 milyon civarındadır.

Sözün özü; dünyanın cep telefonu ihtiyacını karşılamak için Kongo’daki insanlar savaşın gölgesinde yaşam mücadelesi veriyor, diyebiliriz.