Также по теме

ТАЛЛИЙ

Окончательное выделение таллия из очищенных растворов чаще всего производится путем цементации на цинковых пластинах, при этом получается губчатый металл, который прессуют в брикеты и переплавляют под слоем щелочи при температуре 350–400° C. Реже для получения таллия используют электролиз растворов сульфата таллия на алюминиевом катоде. Получаемый этими способами технический таллий содержит 0,05% процента примесей: свинца, меди, кадмия, цинка и железа. Для получения металла высокой чистоты проводят электролитическое рафинирование с растворимым анодом из чернового таллия и катодом из очищенного таллия, электролитами служат соли таллия: сульфат или перхлорат. Таким путем получают таллий с суммарным содержанием примесей меньше 10–4%. Наиболее чистый металл (99,9999%), который требуется для полупроводниковой техники, получают очисткой кристаллофизическими методами: зонной плавкой или методом Чохральского. Мировая добыча таллия практически не изменяется со временем (начиная с 1990) и составляет 15 тонн в год. Поставщиками таллия на мировой рынок являются Бельгия, Канада, Франция, Германия, Россия, Великобритания. Изменения стоимости металлического таллия с течением времени могут служить иллюстрацией зависимости цены продукта от потребительского спроса: c 1950-х в структуре потребления таллия происходили сдвиги, связанные с появлением новых областей использования элемента № 81 и его соединений. В соответствии с этим, увеличивалась и цена металлического таллия (Табл. 1).

Таблица 1. СРЕДНЯЯ ЦЕНА ТАЛЛИЯ.
Год Цена, $ США/кг
1960–1980 20
1981 90
1986 90
1987 130
1988 180
1991 620
1992 750
1994 950
1997–2004 1300

Простое вещество.

Таллий – тяжелый (плотность 11,849 г/см3) мягкий серовато-белый металл, пластичен и легко режется ножом. При сгибании палочек из таллия слышится легкий треск. Температура плавления – 303,6° C; температура кипения – 1457° C. металлический таллий имеет две кристаллические модификации: ниже 225° C устойчива гексагональная a-модификация, при более высоких температурах – объемноцентрированная кубическая b-модификация. Ни один металл не образует с таллием непрерывных твердых растворов. Значительной растворимостью в твердом таллии обладают его ближайшие соседи по группе и по периоду: индий, ртуть, свинец, олово, кадмий, а также некоторые щелочные и щелочноземельные металлы: литий, натрий, магний и кальций.

По химическим свойствам таллий частично сходен со щелочными металлами (легко окисляется, гидроксид таллия растворим в воде и является сильным основанием) и серебром (низкая растворимость хлорида, бромида и иодида в воде). Внешним видом и другими физическими свойствами таллий напоминает свинец. Французский химик Жан Батист Дюма (Jean-Baptiste Dumas), который одним из первых исследовал свойства таллия, так охарактеризовал его: «Не будет преувеличением, если с точки зрения общепринятой классификации металлов мы скажем, что таллий объединяет в себе противоположные свойства, которые позволяют называть его парадоксальным металлом». Место таллия среди металлов он сравнил с положением утконоса среди животных (утконос относится к классу млекопитающих, но откладывает яйца как рептилии или птицы, кожа утконоса покрыта настоящей шерстью, но его морда имеет форму утиного клюва).

На воздухе поверхность металлического таллия быстро окисляется и тускнеет, покрываясь затем черной коркой низшего оксида Tl2O, которая замедляет дальнейшее окисление:

4Tl + O2 = 2Tl2O

В присутствии кислорода таллий растворяется в воде с образованием растворимого гидроксида одновалентного таллия, а со спиртами образует соответствующие алкоголяты:

4Tl + 2H2O + O2 = 4TlOH

4Tl + 4C2H5OH + O2 = 4TlOC2H5 + 2Н2О

Чтобы избежать окисления, слитки таллия хранят под слоем дистиллированной прокипяченной (содержащей меньше растворенного кислорода) воды.

При комнатной температуре таллий непосредственно реагирует с галогенами, азотной и серной кислотами с образованием соединений одновалентного таллия, при нагревании – с серой и фосфором:

Tl + Cl2 = 2TlCl;

2Tl + S = Tl2S; l + S = TlS;

Tl + 5P = TlP5; Tl + 3P = TlP3

Таллий не растворяется в соляной кислоте из-за образования на поверхности металла пленки нерастворимого хлорида.