ታንታለም ክሎራይድ፡ አጠቃቀሞች እና ማምረት

ታንታለም ክሎራይድ እንዴት እንደሚዘጋጅ

የታንታለም ፔንታክሎራይድ ማምረት በተወሰነ መልኩ ታንታለምን ክሎሪን ማድረግን ያካትታል። ሁለት ዋና መንገዶች አሉ-የታንታለም ብረት ክሎሪን እና የታንታለም ውህዶች ክሎሪን (ብዙውን ጊዜ ኦክሳይድ)። በሁሉም ሁኔታዎች, ምላሹ በደረቅ, ኦክስጅን በሌለበት አካባቢ መደረግ አለበት. መሰረታዊ ሂደቶች የሚከተሉት ናቸው:

● የብረት ታንታለም ቀጥተኛ ክሎሪን;በጥሩ ሁኔታ የተከፋፈለ የታንታለም ብረት (ብዙውን ጊዜ ፊሊንግ ወይም ዱቄት) በክሎሪን ጋዝ ጅረት ውስጥ ይሞቃል። በ170-250 ድግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ ክሎሪን ከብረት ጋር ምላሽ ሲሰጥ TaCl₅ ትነት ይፈጥራል፡-
2 Ta+5 Cl2⟶2 TaCl5.2\,Ta + 5\,Cl_2 \ረጅም የቀኝ ቀስት 2\,TaCl_5.
ይህ ውጫዊ ምላሽ ብረትን ወደ ክሎራይድ በፍጥነት ይለውጣል። በተግባር ፣ ታንታለም በምድጃ ወይም በሬክተር ውስጥ ይቀመጣል እና Cl₂ ጋዝ በተቆጣጠረ የሙቀት መጠን በላዩ ላይ ይፈስሳል። የተፈጠረው TaCl₅ ትነት በሚቀዘቅዝበት ጊዜ ወደ ፈሳሽ ወይም ጠጣር ይጨመራል። (ተዛማጅ ዘዴ ከ Cl₂ ይልቅ ሃይድሮጂን ክሎራይድ ጋዝ (ኤች.ሲ.ኤል.) ይጠቀማል፣ ነገር ግን ምላሹን ለመንዳት ከፍተኛ ሙቀት - 400 ° ሴ አካባቢ ይፈልጋል።)

● ቀጥተኛ ያልሆነ ክሎሪን (ከኦክሳይድ)ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ ንፅህና ያለው የታንታለም ብረት በቀላሉ አይገኝም ወይም በጣም ውድ ነው። በምትኩ፣ አንድ ሰው በታንታለም ፐንታክሳይድ (Ta₂O₅) ሊጀምር ይችላል፣ ይህ ደግሞ በኦር ኮንሴንትሬት ውስጥ በብዛት ይገኛል። Ta₂O₅ ወደ TaCl₅ መቀየር የሚቻለው እንደ ክሎሪነቲንግ ወኪል በመጠቀም ነው።ቲዮኒል ክሎራይድ (SOCl₂). ምላሹ፡-
Ta2O5+5 SOCl2→240∘C2 TaCl5+5 SO2.\text{Ta}_2\text{O}_5 + 5\,SOCl_2 \xrightarrow{240^\circ\text{C}} 2\,TaCl_5 + 5\,SO_2.
በዚህ ዘዴ ጠንካራ Ta₂O₅ ከፈሳሽ SOCl₂ ጋር ይቀላቀላል እና ይሞቃል (240 ° ሴ አካባቢ)። SOCl₂ ውጤታማ በሆነ መንገድ ኦክሳይድን ወደ ክሎራይድ በመቀየር ሰልፈር ዳይኦክሳይድ ጋዝ እንደ ተረፈ ምርት ያመነጫል። ይህ ቀጥተኛ ያልሆነ መንገድ ከኦክሳይድ ዱቄት ጋር ሲሰራ ጠቃሚ ነው እና በጣም ንጹህ TaCl₅ ሊሰጥ ይችላል።

ከላይ ያሉት ሁለቱም ዘዴዎች ያመርታሉTaCl ₅ ጋዝ, ከዚያ በኋላ መሆን አለበትየታመቀ እና የተጣራ. በተግባር ክሎሪን የያዘው ጋዝ ይቀዘቅዛል TaCl₅ ፈሳሽ (የመፍላት ነጥብ ~ 239 ° ሴ)። Distillation ብዙውን ጊዜ TaCl₅ ከማንኛውም ቆሻሻዎች ወይም ዝቅተኛ-የሚፈላ ቁሶች ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል። ለምሳሌ፣ በቤተ ሙከራ ውስጥ ሲዋሃድ፣ አንድ ሰው ጋዙን በብርድ ወጥመድ ወይም በተከታታይ ኮንዲሰርስ ውስጥ ማለፍ ይችላል። ከጤዛ በኋላ, ምርቱ ይደርቃል (በዝግታ በቫኩም ስር ይሞቃል) የእርጥበት ምልክቶችን ያስወግዳል. ይህ ከፍተኛ-ንፅህና ነጭ ጠጣርን ያመጣል. (አጠረጴዛእነዚህን የማዋሃድ ዘዴዎች ማጠቃለል - ምላሽ ሰጪዎችን ፣ ሁኔታዎችን እና ምርቶችን መዘርዘር - መንገዶቹን ጎን ለጎን ለማነፃፀር ይረዳል።)

● ከብረት ውስጥ የኢንዱስትሪ ማውጣት;በትልቅ ደረጃ፣ ታንታለም ብዙውን ጊዜ ታንታለም እና ኒዮቢየም ኦክሳይድን ከያዙ እንደ ታንታላይት ወይም ኮልታን ካሉ ማዕድናት ይገኛል። በአንድ የኢንዱስትሪ ሂደት ውስጥ የማዕድን ክምችት ከካርቦን (ኮክ) ጋር ተቀላቅሎ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በክሎሪን ጋዝ ምላሽ ይሰጣል. ይህ ካርቦክሎሪን ኦክሳይዶችን ወደ ተለዋዋጭ ክሎራይድ ይለውጣል. መጀመሪያ ላይ የታይታኒየም፣ ኒዮቢየም እና የታንታለም ክሎራይድ ድብልቅ ፈጥረው “ቲታኒየም-ኒዮቢየም-ታንታለም ኦክሲክሎራይድ” ወደ ሚባል ፈሳሽ ይቀላቀላል። ይህ ፈሳሽ በከፊል የተበጠበጠ ነው፡ በመጀመሪያ ቲታኒየም tetrachloride (TiCl₄) ይወገዳል (136 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ማፍላት)፣ በአብዛኛው ኒዮቢየም እና ታንታለም ክሎራይድ ይቀራል። የቀረው ድብልቅ ማንኛውንም ኦክሲክሎራይድ ወደ ፔንታክሎራይድ ለመቀየር (ከተፈለገ) ተጨማሪ ክሎሪን ይደረጋል። በመጨረሻም ኒዮቢየም ክሎራይድ (NbCl₅) እና ታንታለም ክሎራይድ (TaCl₅) በክፍልፋይ ተለያይተዋል፣ ምክንያቱም TaCl₅ የሚፈላው በ239°C እና NbCl₅ በ248°C ነው። የመጨረሻው ውጤት TaCl₅ የተጣራ ነው። ይህ TaCl₅ ብዙውን ጊዜ አሞኒየም ታንታለም ፍሎራይድ ወይም ኦክሲክሎራይድ እንዲዘንብ ከውሃ አሞኒያ ጋር ምላሽ ይሰጣል፣ ይህም በካልካሲንግ ላይ እጅግ በጣም ንፁህ Ta₂O₅ ይሰጣል። በመሠረቱ፣ TaCl₅ ታንታለምን ከማዕድን በማጣራት እንደ መካከለኛ ሆኖ ያገለግላል። ሀየወራጅ ገበታእነዚህን ደረጃዎች በማሳየት - ከጥሬ ማዕድን እስከ TaCl₅ እስከ ኦክሳይድ - አንባቢዎች የኢንዱስትሪ ሂደቱን በዓይነ ሕሊናህ ለማየት ይጠቅማል።

በማጠቃለያው ታንታለም ክሎራይድ የሚመረተው የታንታለም ብረትን ወይም ውህዶችን በ halogenation ነው። የታን ብረትን በቀጥታ ክሎሪን ከ Cl₂ ጋር ማድረጉ ቀላሉ የላቦራቶሪ መንገድ ሲሆን የኢንዱስትሪ ሂደቶች ብዙውን ጊዜ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የታንታለም ኦክሳይድ ክሎሪን ከካርቦን (ካርቦሎሪኔሽን) ወይም ከሌሎች ክሎሪን ኤጀንቶች ጋር ይጠቀማሉ። ጋዝ ያለው TaCl₅ ተጨምቆ ወደ ከፍተኛ ንፅህና ይጣላል። በተለይም የአንድ አምራች ቴክኒካል ማስታወሻ ታክኤል ₅ በ"ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ክሎሪን መጨመር" እና እንደ "ኬሚካላዊ መካከለኛ" ንፁህ የታንታለም ብረትን ለማምረት ጥቅም ላይ እንደሚውል አፅንዖት ይሰጣል፣ ይህም እንደ ሪአጀንት እና ቁልፍ መካከለኛነት ሚናውን አጉልቶ ያሳያል።