تانتال خلورىد دەپ ئاتىلىدۇtantalum Chloride(TaCl₅) ، ئاق ، خىرۇستال ئانئورگانىك بىرىكمە بولۇپ ، ئىلغار خىمىيىلىك ۋە ئېلېكترون سانائىتىدە تۈرتكىلىك رول ئوينايدۇ. ئۇنىڭ ساپ شەكلىدە (TaCl₅ فورمۇلا) ئۇ ئاق پاراشوك بولۇپ ، كەڭ كۆلەمدە تانتالنى ئاساس قىلغان خىمىيىلىك ماددىلارنىڭ باشلىنىش ماتېرىيالى بولىدۇ. TaCl₅ نىڭ ئاكتىپچانلىقى يۇقىرى - ئۇ ھاۋادا ئاسانلا گىدرولىزلىنىپ ، تانتال ئوكسىخلورىد ۋە ئاخىرىدا تانتال پېنتوكسىدنى ھاسىل قىلىدۇ - شۇڭا ئۇنى ھەمىشە بىر تەرەپ قىلىش كېرەك.anhydrous(سۇسىز) شارائىت. نەملىككە بولغان بۇ سەزگۈرلۈك TaCl₅ نىڭ ئادەتتە پېچەتلەنگەن ، قۇرۇق قاچىلاردا ساقلىنىدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ.
بۇ ماقالىدە ئىزدىنىمىزئىككى ئاساسلىق تېمابىرىنچى ، تانتال خلورىدنىڭ سانائەت ۋە تەتقىقاتتا ئاساسلىق ئىشلىتىلىشى ئىككىنچىدىن ، TaCl₅ نىڭ خام ئەشيادىن قانداق ئىشلەپچىقىرىلىشى ۋە چىقىرىلىشى. بۇ مۇنازىرىنى مۇتەخەسسىس بولمىغان كىشىلەر زىيارەت قىلالايدۇ ، دىئاگرامما ياكى جەدۋەلنىڭ چۈشىنىشكە ياردىمى بولىدىغانلىقى ھەققىدە ئېنىق چۈشەنچە ۋە تەكلىپلەر بار. ئىمكانقەدەر تېخنىكىلىق مەنبەلەردىن پايدىلىنىپ ، مەھسۇلات مەھسۇلات ئەدەبىياتىدىكى ئۇچۇرلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان توغرىلىققا كاپالەتلىك قىلىمىز.
تانتال خلورىدنىڭ ئاساسلىق ئىشلىتىلىشى
تانتال پېنتاخلورىد كۆپ خىل خىمىيىلىك ماددائارىلىقۋە كاتالىزاتور. چۈنكى ئۇ كۈچلۈكLewis كىسلاتاسى(ئېلېكترونلۇق جۈپ قوبۇللىغۇچ) ، TaCl₅ ھەر خىل بىرىكمە رېئاكسىيە ۋە ماتېرىيال جەريانلىرىدا ئىشلىتىلىدۇ. بەزى ئاچقۇچلۇق پروگراممىلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
● ئورگانىك بىرىكتۈرۈشتىكى كاتالىزاتور:TaCl₅ ئاليۇمىن خىلور (AlCl₃) غا ئوخشاش ئېلېكتروفىللىق كاتالىزاتور رولىنى ئوينايدۇ. ئۇ مەخسۇس ئىنكاسلارنى ئىلگىرى سۈرۈش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ ، مەسىلەن پولىمېرلىشىش ياكىFriedel - Craftsتىپىدىكى كىسلاتا ۋە ئىشقار. ئۇ بىر قىسىم ئالكىنلارنىڭ (پولىمېر شەكىللىك رېئاكسىيە) كۆپ قۇتۇپلىشىش ۋە خلورو-ئارلوكسىد بىرىكمىلىرىنى تەييارلاشتا كاتالىزاتور سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەن.
● تانتال ئوكسىد ۋە ئوكسىخلورىدنىڭ مۇقەددىمىسى:چۈنكى TaCl₅ تانتال ئوكسىخلورىد (TaOCl₃) غا ، ئاندىن تانتال پېنتوكسىد (Ta₂O₅) غا ھىدرولىزلىنىدۇ ، ئۇ بۇ ماتېرىياللارنى ياساشتا دائىم ئىشلىتىلىدۇ. Ta₂O₅ يۇقىرى قىممەتلىك كوندېنساتور ۋە سىردا ئىشلىتىلىدىغان ئاچقۇچلۇق ئېلېكتر ئوكسىد. ئەمەلىيەتتە ، TaCl₅ نى (سۇ ياكى ئاممىياك قوشۇش ئارقىلىق) ئىنتايىن ساپ تانتال ئوكسىدقا ياكى ئاممىياك ئوكسىخلورىدقا ئايلاندۇرغىلى بولىدۇ ، ئاندىن ئوكسىدقا ئايلىنىدۇ. بۇ يول TaCl₅ نىڭ تانتال سانائىتى ئۈچۈن ھالقىلىق يەم-خەشەك ئىكەنلىكىنىڭ بىر سەۋەبى.
● يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللىرى:مىكرو ئېلېكترون سانائىتىدە ، TaCl₅ ئالدىن يېقىلغۇ سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇخىمىيىلىك ھور چۆكمىسى (CVD)ۋەئاتوم قەۋىتى (ALD)تانتال تەركىبىدىكى نېپىز پەردە. مەسىلەن ، TaCl₅ ھورنى ئاممىياك ياكى ئازوت پلازمىسى بىلەن رېئاكسىيە قىلىپ ، تانتال نىترىد (TaN) نىڭ نېپىز پەردىسىنى ساقلىغىلى بولىدۇ ، بۇ ماتېرىيال بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن توك يولىدا تارقىلىش توسىقى ياكى ئېلېكترود سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. ئۇ يەنە كوندېنساتورغا تانتال پېنتوكسىد پىلاستىنكىسىنى ئامانەت قويۇشقا ئىشلىتىلىدۇ. ئۇنىڭ خىلور مۇھىتىدىكى مۇقىملىقى بۇ يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق جەريانلارغا ماس كېلىدۇ.
● ئېلېكترون ۋە قېتىشمىلار:ئاخىرىدا ، ئىشلەپچىقىرىلغان TaCl₅ نىڭ كۆپىنچىسى ئايلاندۇرۇلدىتانتال مېتالئېلېكترونلۇق زاپچاسلاردا ئىشلىتىلىدۇ. تانتال كوندېنساتور - يان تېلېفون ، خاتىرە كومپيۇتېر ۋە باشقا ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىدا ئىشلىتىلىدىغان كىچىك كوندېنساتورلار دىئېلېكترىك سۈپىتىدە يۇقىرى ساپلىقتىكى Ta₂O₅ (TaCl₅ دىن ھاسىل قىلىنغان) غا تايىنىدۇ. TaCl₅ نىڭ ئۆزى بىر پەلەمپەيسىمان تاش: ئۇنى ئازايتقىلى بولىدۇ (مەسىلەن ناترىي ياكى ئاليۇمىن ئارقىلىق) ، تانتال تالقىنى ھاسىل قىلىپ ، ئاندىن كوندېنساتور ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا قېتىشمىسىغا ئايلىنىدۇ. قىسقىسى ، TaCl₅تانتال مېتال ياساشتا ئىنتايىن مۇھىمشۇنداق قىلىپ پۈتكۈل تانتال كوندېنساتور كەسپىگە. (TaCl₅ نىڭ مېتال ، ئوكسىد ۋە نىترىد مەھسۇلاتلىرىغا ئايلىنىشىنى خۇلاسىلىگەن جەدۋەل ياكى ئاقما جەدۋەل ئوقۇرمەنلەرنىڭ بۇ يوللارنى تەسەۋۋۇر قىلىشىغا ياردەم بېرەلەيدۇ.)
يىغىپ ئېيتقاندا ، تانتال پېنتاخلورىد ئىنتايىن ساپ تانتال بىرىكمىسى ياكى فىلىم لازىم بولغان جايدا ئىشلىتىلىدۇ. ئۇ ھەر ئىككىسىنى قوزغىتىدۇئورگانىك خىمىيىلىك جەريانلار(كاتالىزاتور ۋە خلورلاش دورىسى سۈپىتىدە) ۋەماتېرىيال جەريانلىرى(كىنولارنىڭ چۆكۈشى ، ئوكسىدنىڭ بىرىكىشى). ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىغا قارىغاندا ، TaCl₅ «يېڭى قىرلىق كۆۋرۈكلۈك سەككىز ئوكسىدلىق M₆ توپى بىرىكمىسىنىڭ باشلىنىش ماتېرىيالى» بولۇپ ، تانتال (V) ئوكسىدلورىد ۋە پېنتوكسىد ياساشقا قاتناشقان. ئۇنىڭ ئېلېكتروفىللىق (ئېلېكتروننى ياخشى كۆرىدىغان) خاراكتېرى ، AlCl₃ غا ئوخشاش كلاسسىك كاتالىزاتورلارغا ئوخشاش ، ئۇنىڭ ئىلغار خىمىيىلىك رولى بارلىقىنى تەكىتلەيدۇ.
تانتال خلورىد قانداق تەييارلىنىدۇ
تانتال پېنتاخلورىد ئىشلەپچىقىرىش مەلۇم خىل شەكىلدىكى خلورلانغان تانتالنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. تانتال مېتالنىڭ خلورلىشىشى ۋە تانتال بىرىكمىسىنىڭ خلورلىشىشى (ئادەتتە ئوكسىد) دىن ئىبارەت ئىككى ئاساسلىق يول بار. بارلىق ئەھۋاللاردا ، چوقۇم قۇرغاق ، ئوكسىگېنسىز مۇھىتتا بولۇشى كېرەك. ئاساسىي جەريانلار:
● مېتال تانتالنىڭ بىۋاسىتە خلورلىنىشى:ئىنچىكە بۆلۈنگەن تانتال مېتال (كۆپىنچە ماتېرىيال ياكى تالقان) خلور گازىدا قىزىتىلىدۇ. 170-250 سېلسىيە گرادۇس ئەتراپىدا ، خلور مېتال بىلەن رېئاكسىيە قىلىپ TaCl₅ ھور ھاسىل قىلىدۇ:
2 Ta + 5 Cl2⟶2 TaCl5.2 \, Ta + 5 \, Cl_2 \ ئۇزۇن سىزىق 2 \, TaCl_5.
بۇ خىل تاشقى رېئاكسىيە تېزلىكتە مېتالنى خلورغا ئايلاندۇرىدۇ. ئەمەلىيەتتە ، تانتال ئوچاق ياكى رېئاكتورغا قويۇلۇپ ، Cl₂ گازى كونترول قىلىنغان تېمپېراتۇرىدا ئۇنىڭ ئۈستىگە ئېقىدۇ. ھاسىل بولغان TaCl₅ ھور سوۋۇغاندا سۇيۇقلۇق ياكى قاتتىق ھالەتكە كېلىدۇ. (مۇناسىۋەتلىك ئۇسۇل Cl₂ نىڭ ئورنىغا ھىدروگېن خىلور گازى (HCl) ئىشلىتىدۇ ، ئەمما بۇنىڭ ئۈچۈن تېخىمۇ يۇقىرى تېمپېراتۇرا - ° C 400 ئەتراپىدا بولىدۇ).
● ۋاسىتىلىك خلور (ئوكسىدتىن):ھەمىشە ، يۇقىرى ساپلىقتىكى تانتال مېتال ئاسان ئېرىشكىلى بولمايدۇ ياكى بەك قىممەت. ئەكسىچە ، رۇدا قويۇقلۇقى مول بولغان تانتال پېنتوكسىد (Ta₂O₅) دىن باشلىغىلى بولىدۇ. Ta₂O₅ غا ئوخشاش خلورلاش دورىسى ئىشلىتىش ئارقىلىق TaCl₅ غا ئايلاندۇرغىلى بولىدۇthionyl chloride (SOCl₂). ئىنكاس:
Ta2O5 + 5 SOCl2 → 240∘C2 TaCl5 + 5 SO2.
بۇ خىل ئۇسۇلدا قاتتىق Ta₂O₅ سۇيۇق SOCl₂ بىلەن ئارىلاشتۇرۇلۇپ قىزىتىلىدۇ (° C 240 ئەتراپىدا). SOCl₂ ئوكسىدنى ئۈنۈملۈك ھالدا خلورغا ئايلاندۇرۇپ ، گۈڭگۈرت تۆت ئوكسىد گازىنى قوشۇمچە مەھسۇلات سۈپىتىدە ئىشلەپچىقىرىدۇ. بۇ ۋاسىتىلىك يول ئوكسىد پاراشوكى بىلەن ئىشلىگەندە پايدىلىق بولۇپ ، ناھايىتى ساپ TaCl₅ ھاسىل قىلالايدۇ.
يۇقىرىدىكى ھەر ئىككى خىل ئۇسۇل ھاسىل قىلىدۇTaCl₅ gas، ئاندىن شۇنداق بولۇشى كېرەكقويۇق ۋە پاكلاندى. ئەمەلىيەتتە ، خلور بار گاز سوۋۇتۇلۇپ ، TaCl₅ سۇيۇقلۇقى (قايناق نۇقتىسى ~ 239 ° C) بولىدۇ. پارچىلىنىش كۆپىنچە TaCl₅ نى ھەر قانداق بۇلغانمىلار ياكى تۆۋەن قايناق ماتېرىياللاردىن ئايرىشقا ئىشلىتىلىدۇ. مەسىلەن ، تەجرىبىخانىدا بىرىكتۈرگەندە ، سوغۇق تۇزاق ياكى بىر يۈرۈش قويۇقلاشتۇرغۇچ ئارقىلىق گازدىن ئۆتۈشى مۇمكىن. قويۇقلاشقاندىن كېيىن ، مەھسۇلات قۇرۇتىلىدۇ (ۋاكۇئۇم ئاستىدا ئاستا قىزىتىلىدۇ) نەملىك ئىزلىرىنى يوقىتىدۇ. بۇ يۇقىرى ساپلىقتىكى ئاق قاتتىقلىقنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. (A.جەدۋەلبۇ بىرىكمە ئۇسۇللارنى خۇلاسىلەش - رېئاكتور ، شارائىت ۋە مەھسۇلاتلارنى تىزىش - لىنىيىلەرنى بىرمۇبىر سېلىشتۇرۇشقا ياردەم بېرەلەيدۇ.)
● كاندىن سانائەت قېزىش:كەڭ كۆلەمدە ، تانتال دائىم تانتالىت ياكى كولتان قاتارلىق مىنېرال ماددىلاردىن ئېرىشىدۇ ، ئۇلارنىڭ تەركىبىدە تانتال ۋە نىئوبىي ئوكسىد بار. بىر سانائەت جەريانىدا ، رۇدا قويۇقلۇقى كاربون (كوك) بىلەن ئارىلاشتۇرۇلۇپ ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا خلور گازى بىلەن رېئاكسىيە قىلىنىدۇ. بۇ خىل كاربون ئوكسىد ئوكسىدنى ئۆزگىرىشچان خلورغا ئايلاندۇرىدۇ. دەسلەپتە ، تىتان ، نىئوبىي ۋە تانتال خلورىدنىڭ ئارىلاشمىسى «تىتان-نىئوبىي-تانتال ئوكسىدلورىد» دەپ ئاتىلىدىغان سۇيۇقلۇققا يىغىلىدۇ. بۇ سۇيۇقلۇق پارچىلىنىپ كەتكەن: بىرىنچى تىتان تېتراخلورىد (TiCl₄) ئېلىۋېتىلىدۇ (136 سېلسىيە گرادۇس قاينايدۇ) ، كۆپىنچە نىئوبىي ۋە تانتال خلورىد قالىدۇ. قالغان ئارىلاشما ماددىلار تېخىمۇ خلورلانغان (ئەگەر ئېھتىياجلىق بولسا) ھەر خىل ئوكسىخلورىدنى پېنتاخلورىدقا ئايلاندۇرىدۇ. ئاخىرىدا ، نىئوبىي خلورىد (NbCl₅) ۋە تانتال خلورىد (TaCl₅) بۆلۈنمە پارچىلىنىش ئارقىلىق ئايرىلىدۇ ، چۈنكى TaCl₅ 239 سېلسىيە گرادۇس ، NbCl₅ 248 سېلسىيە گرادۇستا قاينايدۇ. ئاخىرقى نەتىجىسى ساپلاشتۇرۇلغان TaCl₅. بۇ TaCl₅ ھەمىشە سۇ ئاممىياك بىلەن رېئاكسىيە قىلىنىپ ، ئاممونىي تانتال فتور ياكى ئوكسىخلورىدنى چۆكتۈرۈۋالىدۇ ، بۇ ھېسابلاش ئارقىلىق دەرىجىدىن تاشقىرى ساپ Ta₂O₅ ھاسىل قىلىدۇ. ماھىيەتتە ، TaCl₅ كان رۇدىسىدىن تانتالنى پىششىقلاپ ئىشلەشنىڭ ۋاستىسى. A.flowchartبۇ باسقۇچلارنى تەسۋىرلەش - خام رۇدىدىن TaCl₅ غىچە ئوكسىدقىچە بولغان ئوقۇرمەنلەر سانائەت جەريانىنى تەسەۋۋۇر قىلىشقا پايدىلىق.
يىغىپ ئېيتقاندا ، تانتال خلورىد تانتال مېتال ياكى بىرىكمىلەرنىڭ گالوگېنلىشىشى ئارقىلىق ھاسىل بولىدۇ. Ta مېتالنىڭ Cl₂ بىلەن بىۋاسىتە خلورلىنىشى ئەڭ ئاددىي تەجرىبىخانا يولى ، سانائەت جەريانى بولسا تانتال ئوكسىد قويۇقلۇقىنىڭ كاربون (كاربون) ياكى باشقا خىلورلاشتۇرغۇچى ماددىلار بىلەن يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق خلورنى ئىشلىتىدۇ. ئاندىن كېيىن گازلىق TaCl₅ قويۇقلاشتۇرۇلۇپ يۇقىرى ساپلىققا ئايرىلىدۇ. تىلغا ئېلىشقا ئەرزىيدىغىنى ، بىر ئىشلەپچىقارغۇچىنىڭ تېخنىكىلىق ئىزاھاتىدا TaCl₅ نىڭ «ئورگانىك ماددىلارنىڭ خلورلىشىشى» ۋە ساپ تانتال مېتال ئىشلەپچىقىرىشتا «خىمىيىلىك ۋاسىتىچى» سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدىغانلىقى ، ئۇنىڭ رېئاكتور ۋە ئاچقۇچلۇق ۋاسىتىلىك رولىنى گەۋدىلەندۈرىدىغانلىقى تەكىتلەنگەن.
خۇلاسە
Tantalum Chloride(TaCl₅) تانتال سانائىتىدىكى مۇھىم خىمىيىلىك ۋاسىتى. ئۇ a سۈپىتىدە كەڭ قوللىنىلىدۇباشلاش ماتېرىيالىباشقا تانتال بىرىكمىلىرىنى (ئوكسىد ، نىترىد ، مېتال) ياساش ۋە ئاLewis كىسلاتا كاتالىزاتورىمەخسۇس خىمىيىلىك رېئاكسىيەدە. كۆپ قوللىنىلىدىغان پروگراممىلار ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى (تانتال كوندېنساتور ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ نېپىز پەردە) دىن تارتىپ ئىلغار ئورگانىك بىرىكتۈرۈشكىچە بولىدۇ. TaCl₅ نەملىككە سەزگۈر ۋە چىرىتىشچان بولغاچقا ، ئۇنى بىر تەرەپ قىلىش قاتتىق قۇرغاق شارائىتنى تەلەپ قىلىدۇ.
TaCl₅ نىڭ ئىشلەپچىقىرىلىشى مەلۇم خىل شەكىلدىكى خلورنىت تەننى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. تەجرىبىخانىدا ، بۇ مېتال ياكى ئوكسىدنى خلور (ياكى خلور مەنبەسى) بىلەن ئىنكاس قايتۇرۇشنى كۆرسىتىدۇ. سانائەتتە ، رۇدا قويۇقلۇقى يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق خلورنى ئىشلىتىشنى كۆرسىتىدۇ ، كۆپىنچە كاربون بىلەن ، ئاندىن دىرىلسىيە قىلىدۇ. بارلىق لىنىيەلەر ساپ TaCl₅ نى ئايرىۋېتىش ۋە قوشۇمچە مەھسۇلاتلارنى چىقىرىۋېتىش ئۈچۈن ئېھتىياتچانلىق بىلەن تازىلاشنى تەلەپ قىلىدۇ.
ھەر ئىككىسىنى چۈشىنىشئىشلىتىدۇۋەئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇللىرىتانتال خلورىدنىڭ زامانىۋى تېخنىكىدىكى رولىنى قەدىرلەشتە ئىنتايىن مۇھىم. خىمىيىلىك بىرىكمە تەپسىلاتلارنى ئەمەلىي قوللىنىشچان پروگراممىلار بىلەن بىرلەشتۈرۈش (ۋە پايدىلىق بولغان كۆرۈنۈشلۈك ياردەملەر بىلەن تەمىنلەش) ئارقىلىق ، ئوقۇرمەنلەر قارىماققا ئېنىق بولمىغان بۇ بىرىكمىنىڭ ئەمەلىيەتتە ئېلېكترون ، خىمىيە ۋە ئۇنىڭدىن باشقا جايلاردىكى تانتالنى ئاساس قىلغان ماتېرىياللارنىڭ بىر قۇر ئىكەنلىكىنى كۆرەلەيدۇ.
يوللانغان ۋاقتى: 5-مايدىن 30-مايغىچە