Ta2O5, Тантала (V) оксид
- Подробности
- Категория: Справочная информация
- Опубликовано 12.01.2019 17:15
- Автор: Gelena
- Просмотров: 1234
Пентаоксид тантала Та2О5 до 1360°С устойчив β-Та2О5- бесцветные кристаллы ромбической сингонии, Т. пл. 1787°С, плотн. 8,18 г/см3;
выше 1560°С устойчив α-Та2О5-серые кристаллы тетрагон, сингонии, Т. пл. 1887°С, плотн. 8,37 г/см3.
Обе модификации имеют общие структурные элементы-блоки из октаэдров ТаО6 и искаженных пентагональных бипирамид ТаО7, связанных в трехмерный каркас, но характер сочленения блоков различен. β-Ta2О5-полупроводник, ширина запрещенной зоны 1,79 эВ, r 105 Ом·см (1000 К), переход из р-типа в n-тип-при 1300 К и давлении O2 105 Па.
Некоторые примеси (WO3) стабилизируют β-Ta2O5, другие (Sc2O3)-α-Ta2O5 или метастабильные модификации. При очень быстрой закалке от высоких температур получают δ-Та2О5 (близкую к β-форме) гексагональной сингонии. Похожая модификация образуется при кристаллизации аморфного Та2О5. Закалкой от температур выше 1360°С получена триклинная модификация, близкая α-форме, которая при 317°С превращается в моноклинную, а затем при 947 °С-в α-форму.
Та2О5 сосуществует с твердым раствором кислорода в металле Та(О) с содержанием О 1,5 ат. % при 1100 К, 6 ат. % при 1950 К. Содержание кислорода в эвтектике Та2О5-Та(О) близко к 50 ат. %.
При высоких температурах Та2О5 реагирует с большинством оксидов, образуя сложные оксиды разнообразного состава. Некоторые из них (с большим содержанием Та2О5) иногда принимались за твердые растворы на его основе. Nb2O5 и Та2О5 образуют ограниченные твердые растворы, при высоких температурах устойчив Та2О5 · 2Nb2O5 (с тетрагональной структурой PNb9O20).
Та2О5 не реагирует с Н2, около 1830°С взаимодействует с углеродом, образуя карбиды и оксикарбиды; с водой и кислотами, кроме фтористоводородной, не реагирует.
Может быть переведен в растворимые соединения обработкой фтористоводородной кислотой, сплавлением с гидросульфатами, карбонатами, гидроксидами Na и К. В последнем случае после обработки водой может быть получен раствор, содержащий ион [Та6О19]8-, из которого этанолом осаждается К8Та6О19·16Н2О, кислотами-аморфный Та2О5·xН2О, иногда называемый танталовой кислотой, Ta2O5·xH2O получают также гидролизом ТаСl5 или обработкой кислотами продуктов сплавления Та2О5 или танталовых концентратов с карбонатами металлов.
Свежеосажденный Та2О5-хН2О легко растворим в растворах HF, КОН. Так называемые танталаты (NaTaO3, Na3TaO4, Ca2Ta2O7 и др.) обычно являются сложными оксидами, в которых отсутствуют танталат-ионы. Дегидратацией Та2О5·xН2О при 220 °С получают аморфный Та2О5, при 560°С-кристаллич. d-Та2О5.
Та2О5-промежуточный продукт в производстве тантала, танталатов; двойные оксиды Ta(V) и Sr используют как варисторы, Та и Ва- термоэмиссионные материалы (Ва6Та2О11), Та и (Ва или Pb) -сегнетоэлектрики, Та и Са-катализаторы в органическом синтезе.