Tântalo (Ta)

Principais propriedades

O tântalo é um metal cinza-azulado, denso, dúctil quando puro e com ponto de fusão superior a 3000 graus Celsius, o quarto mais alto entre os metais, atrás apenas de tungstênio, rênio e ósmio. Uma camada de pentóxido extremamente aderente o protege do ataque químico, tornando-o praticamente imune a ácidos em temperatura ambiente, inclusive à água-régia, que dissolve o ouro.

Essa mesma camada de óxido é um isolante elétrico de qualidade notável e pode ser formada com espessura controlada, característica que está na origem de sua aplicação eletrônica mais importante. O metal é ainda um excelente condutor de calor, supercondutor em temperaturas próximas do zero absoluto e tolerado pelo tecido humano, o que o torna adequado a implantes.

Ocorrência na natureza

Ocorre associado ao nióbio em minerais do grupo da columbita-tantalita, conhecidos genericamente como coltan, e em minerais como a microlita, típicos de pegmatitos graníticos. A abundância na crosta é de cerca de dois miligramas por quilograma. O Brasil figura entre os maiores produtores mundiais, com concentrados obtidos na Amazônia em associação com a mineração de estanho e em pegmatitos de Minas Gerais e da região Nordeste. Parte da oferta global vem da África Central, onde a extração informal levou o material a ser tratado internacionalmente como mineral de risco.

Processo de obtenção

O concentrado de tantalita e as escórias da metalurgia do estanho são digeridos em meio ácido, e o tântalo é separado do nióbio por extração com solventes que exploram a diferença de comportamento dos dois fluoretos complexos. Do sal purificado obtém-se o metal em pó por redução com sódio, ou por redução do óxido, e a consolidação final é feita por sinterização e fusão em forno de feixe de elétrons, sob vácuo, para evitar a contaminação por gases atmosféricos. A reciclagem de sucata eletrônica e de resíduos industriais responde por uma parcela crescente da oferta.

Aplicações

Capacitores de tântalo armazenam muita carga em volume mínimo e são usados em celulares, computadores, equipamentos médicos e sistemas aeroespaciais, respondendo pela maior parte do consumo mundial. Superligas com tântalo compõem pás de turbinas de motores a jato, e o carbeto de tântalo endurece ferramentas de corte de alta velocidade. Por resistir a ácidos, o metal reveste reatores, trocadores de calor e tubulações da indústria química e farmacêutica. Na medicina, placas, telas e marcadores de tântalo são empregados em cirurgias reconstrutivas e em implantes ortopédicos, aproveitando a boa integração com o osso.

Importância biológica

O tântalo não desempenha função biológica conhecida nem é absorvido de forma significativa pelo organismo. Sua importância na saúde vem da inércia: o metal permanece estável em contato com tecidos e fluidos corporais, motivo pelo qual é classificado como biocompatível e utilizado em dispositivos implantáveis.

Riscos e precauções

O metal maciço e o óxido são considerados de baixa toxicidade, e não há doença ocupacional específica associada ao tântalo. Os cuidados se concentram no pó metálico, que é combustível quando disperso no ar, e nos compostos fluorados usados no processamento, esses sim corrosivos e perigosos, restritos a instalações industriais licenciadas. Para qualquer uso profissional, consulte a ficha de informações de segurança do produto e profissionais habilitados.

História da descoberta

Anders Gustaf Ekeberg identificou o elemento em 1802 ao analisar minerais escandinavos, mas por décadas ele foi confundido com o nióbio, então chamado de colúmbio, descrito pouco antes por Charles Hatchett. A dúvida sobre se se tratava de um ou de dois elementos só foi resolvida em 1866, quando Jean Charles Galissard de Marignac demonstrou a existência de dois metais distintos e desenvolveu um método para separá-los. O metal realmente puro e dúctil apareceu apenas no início do século XX.

Origem do nome

De Tântalo, personagem da mitologia grega condenado a permanecer diante de água e frutos que se afastavam sempre que tentava alcançá-los. Ekeberg escolheu o nome por causa da incapacidade do óxido de absorver ácidos, mesmo imerso neles.

Isótopos relevantes

¹⁸¹Ta responde por praticamente todo o tântalo natural, acompanhado de traços de ¹⁸⁰ᵐTa.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• O tântalo-180 em estado metaestável é considerado o isótopo natural mais raro entre todos os elementos.
• A demanda por capacitores fez do tântalo um dos minerais associados ao debate internacional sobre cadeias de suprimento responsáveis.
• Resiste ao ataque da água-régia em temperatura ambiente, mistura capaz de dissolver ouro e platina.