Talij je element glavne podgrupe treće grupe šestog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, atomski broj 81. Označava se simbolom Tl (lat. Talij). Spada u grupu teških metala. Jednostavna supstanca talij je meki metal bijele boje sa plavičastom nijansom.

Istorijat i porijeklo imena

Talij je 1861. godine spektralnom metodom otkrio William Crookes u mulju olovnih komora fabrike sumporne kiseline u gradu Harz. Čisti metalni talij su nezavisno dobili Crookes i francuski hemičar Claude-Auguste Lamy 1862.

U martu 1861. engleski naučnik William Crookes ispitao je prašinu koja je bila uhvaćena u jednom od postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline. Crookes je vjerovao da ova prašina mora sadržavati selen i telur - analoge sumpora. Pronašao je selen, ali telur nije mogao da otkrije konvencionalnim hemijskim metodama. Tada je Crookes odlučio koristiti novu za to vrijeme i vrlo osjetljivu metodu spektralne analize. U spektru je neočekivano otkrio novu liniju svijetlozelene boje, koja se ne može pripisati nijednom od poznatih elemenata. Ova svijetla linija bila je prva "vijest" novog elementa. Zahvaljujući njoj, otkriven je i zahvaljujući njoj dobio ime na latinskom thallus - "cvjetala grana". Spektralna linija boje mladog lišća pokazala se " posjetnica» talij.

Pronalaženje talija u prirodi

Prošlo je više od 30 godina od otkrića Crookesa, a talij je još uvijek bio jedan od najmanje proučavanih elemenata. Tražena je u prirodi i pronađena, ali po pravilu u minimalnim koncentracijama. Tek 1896. godine ruski naučnik I.A. Antipov je otkrio povećan sadržaj talija u šleskom markazitu.

Talij je element u tragovima. Sadrži u piritima cinka, bakra i gvožđa, u solima kalijuma i liskuna. Talij je teški metal. Poznato je samo sedam minerala talija (na primjer, krouksit (Cu, Tl, Ag) 2 Se, lorandit TlAsS 2, vrbait Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20, gučinsonit (Pb, Tl) S Ag 2 S 5As 2 S 5, avicennit Tl 2 O 3 i drugi), svi su izuzetno rijetki. Najveći dio talijuma je povezan sa sulfidima, a prvenstveno sa disulfidima željeza. U piritu je pronađen u 25% analiziranih uzoraka. Njegov sadržaj u gvožđem disulfidima je često 0,1 - 0,2%, a ponekad dostiže i 0,5%. U galenitu sadržaj talija kreće se od 0,003 do 0,1% i rijetko više. Visoke koncentracije talija u disulfidima i galenitu karakteristične su za niskotemperaturne olovno-cinkove naslage u krečnjacima. Sadržaj talija, koji dostiže 0,5%, zabilježen je u nekim sulfosoli. Mala količina talija se nalazi u mnogim drugim sulfidima, na primjer, u sfaleritu i halkopiritu nekih nalazišta bakrenog pirita. Njegov sadržaj se kreće od 25 do 50 g/t.

Ali niti jedno nalazište minerala talijuma na Zemlji nije od interesa za industriju. Ovaj element se dobija tokom prerade raznih supstanci i ruda - kao nusproizvod.

Najveću geohemijsku sličnost talijum ima sa K, Rb, Cs, kao i sa Pb, Ag, Cu, Bi. Talij lako migrira u biosferi. Od prirodne vode apsorbira se ugljem, glinom, manganovim hidroksidom, akumulira se tokom isparavanja vode (na primjer, u jezeru Sivash do 5·10 -8 g/l). Sadrži u mineralima kalijuma (liskun, feldspat), sulfidnim rudama: galenit, sfalerit, markezit (do 0,5%), cinober. Kao nečistoća prisutan je u prirodnim oksidima mangana i željeza.

Talij se nalazi u biljnim i životinjskim organizmima. Nalazi se u duhanu, korijenu cikorije, spanaću, bukovom drvetu, grožđu, cvekli i drugim biljkama. Od životinja najviše talija sadrže meduze, anemone, morske zvijezde i drugi stanovnici mora. Neke biljke akumuliraju talij tokom svoje vitalne aktivnosti. Talij je pronađen u repi uzgojenoj u tlu u kojem element nije mogao biti otkriven najsuptilnijim analitičkim metodama.

Dobivanje talijuma

Komercijalno čisti talij se prečišćava od ostalih elemenata sadržanih u dimnoj prašini (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te) otapanjem u toploj razrijeđenoj kiselini, nakon čega slijedi taloženje nerastvorljivog olovnog sulfata i dodavanje HCl u precipitat talijum hlorid (TlCl). Dalje prečišćavanje se postiže elektrolizom talij sulfata u razrijeđenoj sumpornoj kiselini pomoću platinaste žice, nakon čega slijedi topljenje oslobođenog talijuma u atmosferi vodika na 350-400°C.

Otkrivač talijuma pronašao ga je u letećoj prašini biljke sumporne kiseline. Sada se čini prirodnim da je talij, zapravo, pronađen u dimnjaku - uostalom, na temperaturi topljenja ruda, spojevi talijuma postaju hlapljivi. U prašini koja se upuhuje u dimnjak kondenziraju se u pravilu u obliku oksida i sulfata. Za ekstrakciju talijuma iz smjese (a prašina je mješavina mnogih supstanci), pomaže dobra rastvorljivost većine monovalentnih jedinjenja talijuma. Izvlače se iz zakiseljene prašine vruća voda. Povećana rastvorljivost pomaže da se talij uspešno očisti od brojnih nečistoća. Nakon toga se dobija metalni talij. Način dobivanja metalnog talijuma ovisi o tome koji je njegov spoj bio konačni proizvod prethodne faze proizvodnje. Ako se dobije talijev karbonat, sulfat ili perklorat, tada se iz njih elektrolizom ekstrahuje element br. 81; ako se dobije hlorid ili oksalat, onda pribjegavajte uobičajenom oporavku. Tehnološki najnapredniji talijev sulfat Tl 2 SO 4 topiv u vodi. On sam služi kao elektrolit, prilikom čije se elektrolize na aluminijske katode taloži spužvasti talij. Ovaj sunđer se zatim presuje, topi i lijeva u kalup. Treba imati na umu da se talij uvijek dobiva usputno: uz olovo, cink, kadmijum i neke druge elemente.

Fizička i hemijska svojstva talijuma

S jedne strane, talij je sličan alkalnim metalima. I u isto vrijeme, donekle je sličan srebru, a donekle olovu i kalaju. Procijenite sami: poput kalijuma i natrijuma, talijum obično pokazuje valenciju od 1+, monovalentni talijum hidroksid TlOH je jaka baza, veoma rastvorljiv u vodi. Poput alkalnih metala, talijum je u stanju da formira polijodide, polisulfide i alkoholate. Ali slaba rastvorljivost hlorida, bromida i monovalentnog talij jodida u vodi čini ovaj element srodnim srebru. I po izgled, gustina, tvrdoća, tačka topljenja - u celom kompleksu fizička svojstva- talijum najviše liči na olovo.

I istovremeno zauzima mjesto u grupi III periodnog sistema, u istoj podgrupi sa galijumom i indijem, a svojstva elemenata ove podgrupe se mijenjaju sasvim prirodno.

Pored 1+ valencije, talijum može da pokaže i valencu 34-, što je prirodno za element grupe III. Po pravilu, trovalentne soli talijuma je teže rastvoriti od sličnih monovalentnih soli talija. Potonji su, inače, bolje proučeni i od većeg su praktičnog značaja.

Ali postoje jedinjenja koja sadrže i talij. Na primjer, mono- i trovalentni talijev halogenidi mogu međusobno reagirati. A tu su i zanimljiva kompleksna jedinjenja, posebno Tl 1+ - . U njemu monovalentni talij djeluje kao kation, a trovalentni je dio kompleksnog anjona.

Talij je bijeli metal s plavičastom nijansom. Postoji u tri modifikacije.

Niskotemperaturna modifikacija Tl II sa heksagonalnom rešetkom, a=0,34566 nm, c=0,55248 nm. Iznad 234 °C, postoji visokotemperaturna modifikacija Tl I, sa centriranom po zapremini kubičnom rešetkom tipa α-Fe, a=0,3882 nm. Na 3,67 GPa i 25 °C - modifikacija Tl III s kubičnom rešetkom usmjerenom na lice, a=0,4778 nm.

Talij je dijamagnetičan. Na temperaturi od 2,39 K prelazi u supravodljivo stanje.

Uticaj talijuma na ljudski organizam

Talij je vrlo toksičan otrov, a trovanje njime često završava smrću. Trovanje talijem i njegovim spojevima je moguće kada se oni dobiju i koriste u praksi. Talij u organizam ulazi kroz respiratorni sistem, netaknutu kožu i probavni trakt. Dugo se izlučuje iz organizma. Akutna, subakutna i kronična trovanja imaju sličnu kliničku sliku, razlikuju se po težini i brzini pojave simptoma. U akutnim slučajevima nakon 1-2 dana javljaju se znaci oštećenja gastrointestinalnog trakta (mučnina, povraćanje, bol u trbuhu, dijareja, zatvor) i respiratornog trakta. Nakon 2-3 sedmice uočava se opadanje kose, beriberi fenomeni (zaglađivanje sluzokože jezika, pukotine u uglovima usta itd.). U težim slučajevima može se razviti polineuritis, mentalni poremećaji, oštećenje vida itd.

Za talij sulfat, smrtonosna oralna doza za ljude je oko 1 g. Poznati su slučajevi kada su doze od 8 mg/kg, kao i 10-15 mg/kg, bile fatalne. Trovanje traje nekoliko sedmica (2-3) sedmice, a nakon 3-4 dana nakon uzimanja otrova nastupa zamišljeno blagostanje.

Maksimalna dozvoljena koncentracija u vodi za talij je samo 0,0001 mg/m3, u atmosferski vazduh- 0,004 mg/m3.

Talij također predstavlja značajnu opasnost za okoliš zbog činjenice da, kada se izvadi iz zatvorene posude, brzo oksidira na otvorenom.

Primjena talija

Godine 1920. u Njemačkoj je dobijen patentirani otrov protiv glodara, koji je uključivao talijum sulfat Tl 2 SO 4 . Ova supstanca bez ukusa i mirisa ponekad se danas uključuje u sastav insekticida i zoocida.

Od njega su napravljene prve fotoćelije, čiji je radni medij bila upravo ova supstanca. Posebno su osjetljivi na infracrvene zrake.

Drugi spojevi ovog metala, posebno miješani kristali monovalentnog talij bromida i jodida, dobro propuštaju infracrvene zrake. Takvi kristali su prvi put dobijeni tokom Drugog svetskog rata. Uzgajane su u platinastim loncima na 470°C i korištene u infracrvenim signalnim uređajima, kao i za otkrivanje snajpera u ratu.

Talijeve soli se koriste posebno za uklanjanje dlaka kod lišajeva - soli talijuma u odgovarajućim dozama dovode do privremene ćelavosti. Široku upotrebu ovog metala u medicini ometa činjenica da je razlika između terapeutskih i toksičnih doza ovih soli mala. Toksičnost talijuma i njegovih soli zahtijeva da se njima rukuje pažljivo i pažljivo.

Metalni talij je dio nekih legura, dajući im otpornost na kiseline, čvrstoću i otpornost na habanje. Najčešće se talij uvodi u legure na bazi srodnog olova. Legura ležaja - 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn i 8% Tl nadmašuje najbolje legure kalaja za ležajeve. Legura od 70% Pb, 20% Sn i 10% Tl otporna je na azotnu i hlorovodoničnu kiselinu.

Nešto odvojeno je legura talijuma sa živom - talijev amalgam, koji sadrži približno 8,5% elementa br. 81. U normalnim uslovima, ona je tečna i, za razliku od čiste žive, ostaje unutra tečno stanje na temperaturama do -60°C. Legura se koristi u tečnim brtvama, prekidačima, termometrima koji rade na krajnjem sjeveru, u eksperimentima s niskim temperaturama.

U hemijskoj industriji, metalni talij, kao i neka njegova jedinjenja, koristi se kao katalizator, posebno u redukciji nitrobenzena vodonikom.

Ni radioizotopi talijuma nisu ostali bez posla. Talij-204 (vrijeme poluraspada 3,56 godina) je čisti beta emiter. Talij-204 se koristi kao izvor beta zračenja u mnogim uređajima za praćenje i istraživanje industrijskih procesa. Uz pomoć takvih uređaja, na primjer, automatski se mjeri debljina tkanine ili papira u pokretu: čim beta zraci koji prolaze kroz sloj materijala počnu slabiti ili povećavati (što znači da se debljina materijala povećala). ili shodno tome smanjen), automatski uređaj daje potrebnu komandu i vraća "status quo", odnosno optimalni tehnološki režim. Drugi uređaji sa radioaktivnim talijem kao rukom uklanjaju štetni statički naboj koji se javlja u proizvodnim pogonima tekstilne, papirne i filmske industrije.

Izotopi talijuma

Element ima dva stabilna i 19 radioaktivnih izotopa(Sa maseni brojevi od 189 do 210). Poslednji, 1972. godine, bio je najlakši izotop ovog elementa, talij-189, dobijen u Laboratoriji za nuklearne probleme Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja u Dubni. Dobiven je zračenjem olovne difluoridne mete ubrzanim protonima sa energijom od 660 MeV, nakon čega je uslijedilo odvajanje proizvoda nuklearne reakcije na separatoru mase. Pokazalo se da je poluživot najlakšeg izotopa talijuma približno isti kao i onaj najtežeg, iznosi 1,4 ± 0,4 minuta (za 210 Tl - 1,32 minute).

Rezerve i proizvodnja talijuma

Svjetski resursi talija povezani sa resursima cinka iznose oko 17 hiljada tona; većina ih je koncentrisana u Kanadi, Evropi i SAD. Još 630 hiljada tona povezano je sa svjetskim resursima uglja. Prosječan sadržaj talijuma u zemljinoj kori procjenjuje se na 0,7 dijelova na milion. Američki geološki zavod procjenjuje svjetske rezerve i bazu rezervi talijuma sadržane u rudama cinka na 380 odnosno 650 tona, od čega na Sjedinjene Države otpada 32 odnosno 120 tona.

Proizvodnja talija u svijetu u 2006. godini procijenjena je na 10 tona, nepromijenjena u odnosu na 2005. Talij se vadi kao nusproizvod u nizu zemalja iz prašine i otpada koji nastaje pri preradi ruda bakra, cinka i olova. U SAD-u se ovaj metal ne vadi od 1981. godine, uprkos njegovom prisustvu u iskopanim ili prerađenim rudama.

U Rusiji i zemljama ZND postoji oko 10 preduzeća koja izvlače talij u procesu proizvodnje.

Fizikalnohemijska svojstva. Toksičnost

Talij pripada grupi aluminijuma. Atomski broj- 81, atomska težina - 204,4. To je kristalni, plavo-bijeli metal. Javlja se u svojim spojevima u mono- i trovalentnim oblicima. Na zraku oksidira, prekrivajući se filmom smeđe-crnog oksida. Talij je vrlo aktivan element, rastvorljiv u kiselinama. Poznato je najmanje 18 prirodnih jedinjenja talija, uključujući talijev oksid (T l2 O 3), talijev acetat (CH 3 COOT l), talij karbonat (T l2 CO 3), talij hlorid (T l C l), jodid talij (T l J), talijum sulfat (T l2 SO 4). Soli rastvorene u vodi formiraju rastvore bez ukusa, boje i mirisa. Najčešći spoj je talij sulfat.

Talij je jak toksikant koji utiče na centralni i periferni nervni sistem, gastrointestinalni trakt, bubrege, kožu i njene dodatke. Opasno je za akutnu, subakutnu i kroničnu izloženost. Monovalentni derivati ​​talija su toksičniji od trovalentnih. LD-50 talijum sulfat za miševe je 35 mg/kg, talijum hlorid je 24 mg/kg. Nije smrtonosan, ali izaziva ozbiljne nuspojave nervni sistem, deset puta manje doze. Toksičnost metala za ljude je mnogo veća nego za glodare.

Izvori. Proizvodnja. Upotreba

Metal je otkrio William Crookes 1861. Njegova visoka toksičnost otkrivena je već 1863.

Talij se dobija iz ruda koje sadrže metal, a takođe i kao nusproizvod u proizvodnji kadmijuma, olova i cinka.

U razvijenim zemljama glavna područja potrošnje talija su proizvodnja elektronike, fotonaponskih ćelija, lampi i scintilacionih brojača. Talij se također koristi za izradu optičkih sočiva, boja, kao katalizator u kemijskoj sintezi i u proizvodnji umjetnog nakita.

Godine 1920. soli talijuma počele su se koristiti u Njemačkoj kao pesticidi (insekticidi i sredstva za suzbijanje glodara). Aktivni sastojak je sadržavao 2% talij sulfata. Postojanost supstance u okolini i akumulacija u tijelu sisara učinili su je idealnim rodenticidom. Kao pesticid, talij je postao uzrok trovanja ljudi. Godine 1965. upotreba talijuma kao pesticida zabranjena je u Sjedinjenim Državama, ali se i dalje koristi u tu svrhu u drugim dijelovima svijeta.

U vojnoj toksikologiji, talij se smatra mogućim sabotažnim agensom (Z. Franke). Infekcija je najvjerovatnija prilikom uzimanja vode i/ili hrane kontaminirane metalom.

Toksikokinetika

Akutno trovanje talijem u pravilu je rezultat slučajnog ili namjernog uzimanja velikih doza soli metala per os. Moguća su i oštećenja udisanjem metalnom prašinom ili metalnim isparenjima, kao i trovanje u dodiru s kožom.

Apsorpcija supstance se vrši na sve moguće načine: kroz kožu, sluznicu gastrointestinalnog trakta i respiratornog trakta - brzo (u roku od 1 sata) i gotovo potpuno (u eksperimentima na glodavcima - do 100% primenjene supstance) . Jedinjenja talijuma u rukama neiskusne osobe predstavljaju veliku opasnost, kako za njega tako i za one oko njega.

Nakon prodiranja u krv, element se brzo širi u tijelu. Najveća količina je koncentrisana u bubrezima. Visok sadržaj se utvrđuje i u pljuvačnim žlijezdama, srčanom mišiću, jetri. Koncentracija u masnom tkivu i mozgu je relativno niska.

Glavni putevi izlučivanja su kroz bubrege i gastrointestinalni trakt. Pljuvačne žlijezde luče 15 puta više talija nego bubrezi. Međutim, supstanca koja se oslobađa sa pljuvačkom ponovo ulazi u crevo, gde se ponovo apsorbuje. Poluživot iz ljudskog tijela je oko 30 dana. Čak i u slučajevima kada se u urinu i fecesu nalaze dovoljno visoki nivoi metala, njegova koncentracija u krvnoj plazmi je relativno niska.

Glavne manifestacije intoksikacije talijem prikazane su u tabeli 1.

Tabela 1. Glavne manifestacije intoksikacije talijem

Uz jednu dozu čak i visokih doza toksičnog sredstva, klinika se razvija nakon dugog latentnog perioda (do 12-14 sati ili više). Kod oralne intoksikacije prvi simptomi su mučnina, povraćanje, opća slabost, nesanica, pojačano lučenje sline. Zatim se u narednih 2 do 14 dana javljaju bolovi u stomaku, zatvor, osećaj težine u stomaku. Druge kliničke manifestacije intoksikacije talijem također se razvijaju polako tokom nekoliko sedmica. Jedan od ranih znakova trovanja talijumom je Vidijev simptom: crno vretenasto zadebljanje dužine 1 mm u bazalnom dijelu rastuće dlake. Lezije na koži se manifestuju eritemom, anhidrozom, simptomima seboreje, gubitkom dlake, ljuštenjem kože, poremećajem normalnog rasta noktiju.

Neurološke simptome karakterizira neuritis, pretežno donjih ekstremiteta. Postoje karakteristični senzorni poremećaji u vidu parestezije, utrnulosti ekstremiteta, bolova duž nervnih stabala. Što je intoksikacija teža, to se brže formiraju manifestacije i to su izraženije. Nakon 1-3 sedmice razvija se ataksija, tremor udova, povećava se bol duž nerava. Mišićni refleksi obično traju dugo vremena. U proces su uključeni kranijalni živci (nistagmus, skatom, oftalmoplegija). Poraz vagusnog živca praćen je tahikardijom, umjerenom hipertenzijom, parezom crijeva. Mentalni poremećaji se manifestuju depresijom i psihozom. Oporavak je spor i traje mjesecima.

U teškim smrtonosnim intoksikacijama, povraćanje, krvavi proljev, anksioznost, anksioznost, delirij, halucinacije, konvulzije, koma se javljaju nakon latentnog perioda. Smrt se razvija u roku od nekoliko dana kao posljedica depresije srčane aktivnosti, šoka, poremećene funkcije bubrega. Obdukcijom se otkrivaju: upala crijevne sluznice, masna degeneracija jetre i bubrega, edem i krvarenja u miokardu i mozgu.

Mehanizam toksičnog djelovanja

Osnova toksičnog djelovanja talijuma je njegova sposobnost da ošteti ćelijske strukture u kojima se akumulira (citotoksičnost). Mehanizam štetnog djelovanja nije dobro shvaćen. Kao i drugi metali, tvar može stupiti u interakciju s brojnim endogenim ligandima, narušavajući svojstva biomolekula. Od neke važnosti je stvaranje hemijskih veza sa supstancama male molekularne težine, kao što je cistein. Zbog ove interakcije, struk se nakuplja u ćelijama kože, njenim dodacima i uzrokuje njihovo oštećenje. Međutim, može se pretpostaviti da su glavni ciljni molekuli strukturni proteini, katalitički centri enzima i transportni sistemi biomembrana.

Djelovanje talijuma na proteine ​​može dovesti do preraspodjele naboja unutar makromolekula i, kao rezultat, promjene njihove tercijarne strukture i biološke aktivnosti. Talij stupa u interakciju s mitohondrijima, endoplazmatskim retikulumom, lizosomima, uzrokujući njihovo oštećenje. Vanjska površina stanične membrane prva stupa u interakciju s metalom, pa se tu prije svega stvaraju jake veze metala s ligandima. Mehanizmi transmembranskog kretanja jona i drugih biološki aktivnih supstanci su poremećeni.

Vjeruje se da je toksični učinak talijuma na nervne stanice i miocite u velikoj mjeri posljedica njegove konkurencije s jonom kalija. Toksikant se akumulira pretežno intracelularno i zamjenjuje K+ u biološkim medijima. Pokazalo se da se talijum takmiči sa kalijumom za transmembranski transport jona (blokator „Na-K-ATPazne pumpe”). Kao što je poznato, kalij je uključen u formiranje potencijala mirovanja ekscitabilnih membrana i odgovoran je za obnavljanje potencijala biomembrane nakon njene depolarizacije, što je u osnovi formiranja akcionog potencijala (vidi gore). Zamjena kalija talijem u ekscitabilnim stanicama usporava proces repolarizacije ćelijskih membrana nakon formiranja akcionog potencijala (i dovođenja sistema u njegovo „početno“ stanje). Ćelije postaju osjetljivije na ekscitatorni signal.

Mjere medicinske zaštite

Posebne sanitarno-higijenske mjere:

Provođenje ispitivanja vode i hrane na kontaminaciju OVTV;

Zabrana upotrebe vode i hrane iz neprovjerenih izvora.

Posebne mjere tretmana:

Pravovremeno otkrivanje pogođenih;

Upotreba antidota i sredstava za patogenetsku i simptomatsku terapiju stanja koja ugrožavaju život, zdravlje i invalidnost, prilikom pružanja prve (samopomoć), predmedicinske i prve medicinske (elementi) pomoći žrtvama.

Sredstva medicinske zaštite

Trenutno ne postoji posebna medicinska zaštitna oprema. Mogu se razviti na bazi lijekova koji ubrzavaju izlučivanje talija iz organizma. U eksperimentima na životinjama, agensi za stvaranje kompleksa dietilditiokarbamat (ditiokarb: 30 mg/kg na dan, na usta) i difeniltiokarbazon (ditizon: 20 mg/kg na dan, na usta) imali su poznatu aktivnost. Međutim, prema nekim autorima, uvođenje ovih lijekova kod teške akutne intoksikacije dovodi do preraspodjele talija u tijelu s povećanjem kome. Očigledno, ditiokarb formira lipofilni kompleks sa otrovom, što olakšava ulazak metala u CNS.

Iako su kalij i talij konkurenti za mehanizam aktivnog transporta kroz ćelijske membrane, a kalij u visokim dozama istiskuje talij iz povezanosti s intracelularnim receptorima, primjena samo pripravaka kalija u nekim slučajevima dovodi do pojačavanja simptoma intoksikacije kao rezultat nepoželjne preraspodjele metala unutar tijela. Stoga neke studije preporučuju korištenje kalijevog klorida u kombinaciji s aktivnim ugljem. Prilikom korišćenja ovog kompleksa sredstava, šema pomoći je sledeća: KC l - 20 miliekvivalenata 4 puta dnevno; aktivni ugalj - 20-30 grama 4 puta dnevno. Oba lijeka - per os (terapija traje nekoliko sedmica, a ponekad i mjeseci).

Postoje indikacije o efikasnosti upotrebe pruske plave (kalij ferocianoferata) kod akutne intoksikacije talijem. Lijek se propisuje per os u dozi od 250 mg/kg dnevno u 50 ml 15% manitola u dvije doze (do 10 grama dva puta dnevno). Pruska plava se ne apsorbira iz gastrointestinalnog trakta. Kalijum jon koji nastaje prilikom disocijacije supstance u crevima apsorbuje se u unutrašnju sredinu tela i istiskuje talij, koji se, ispušten u lumen creva, vezuje za ferocijanoferat ion i izlučuje se iz organizma.

Postoje izvještaji o djelotvornosti benzodiazepina kod konvulzija i uznemirenosti uzrokovanih talijem. Međutim, ovi lijekovi, iako olakšavaju pružanje pomoći oboljelima, ne utiču na opći tok toksičnog procesa.



Talij (latinski talijum, označen simbolom Tl) je element glavne podgrupe treće grupe, šestog perioda periodnog sistema hemijskih elemenata Dmitrija Ivanoviča Mendeljejeva. U periodnom sistemu talijum se nalazi pod 81. brojem sa relativnom atomskom masom 204,38, ovaj element pripada grupi teških metala. Jednostavna supstanca talij je mekani, sjajni bijeli metal s plavičastom nijansom (na svježem rezu), pripada rijetkim rasutim elementima.

U prirodi, talij je predstavljen sa dva stabilna izotopa 203Tl (29,5%) i 205Tl (70,5%). Ukupno je poznato 35 izotopa osamdeset prvog elementa s masenim brojevima od 176 do 210. Pored 203Tl i 205Tl, radioaktivni izotopi talijuma nalaze se u različitim stijenama u zanemarljivim količinama: 201Tl, 204Tl (sa polovicom od T1 / 2 = 3,56 godina), 206Tl (T1/2 = 4,19 min.), 207Tl (T1/2 = 4,78 min.), 208Tl (T1/2 = 3,1 min.) i 210Tl (T1/2 = 1,32 min. .), koji su međučlanovi serije raspada uranijuma, torija i neptunija. Vještački su dobijeni radioaktivni izotopi 202Tl (T1/2 = 12,5 dana), 204Tl i 206Tl.

Osamdeset i prvi element periodnog sistema, moglo bi se reći, otkriven je slučajno. Mladi engleski hemičar William Crookes, spektroskopski ispitujući prašnjavi otpad proizvodnje sumporne kiseline na prisutnost selena i telura, pronašao je svijetlo zelenu traku u spektru, koja nije mogla pripadati nijednom od tada poznatih elemenata. Crookes je predložio da se novi element nazove talijem (od grčkog θαλλός - mlada, zelena grana) zbog karakteristične zelene boje spektra.

Nekoliko mjeseci kasnije, neovisno od Crookesa, talij je otkrio francuski hemičar Lamy, koji je također proučavao otpadne proizvode proizvodnje sumporne kiseline. Lamy je primio malu količinu metalnog talijuma i dokazao njegovu metalnu prirodu, dok je Crookes sugerirao da je talij analog selena.

Gotovo pola stoljeća nakon otkrića, talij je bio interesantan samo kao predmet naučno istraživanje. Tek početkom dvadesetih godina prošlog stoljeća otkrivena su specifična svojstva preparata talijuma i odmah se pojavila potražnja za njima. Tako je u Njemačkoj dobiven patentirani otrov protiv glodara, koji je uključivao talij sulfat Tl2SO4, neobična svojstva (tvar bez okusa i mirisa) ovog spoja koriste se i u modernim insekticidima. Talij jodid se dodaje u rasvjetu metal-halogenih lampi. Tl2O je sastavni dio nekih optičkih stakala. Sulfidi, oksisulfidi, selenidi, teluridi su komponente poluvodičkih materijala koji se koriste u proizvodnji fotootpornika, poluvodičkih ispravljača i vidikona. To su spojevi osamdeset prvog elementa koji se široko koriste raznim oblastima, sam metal se koristi u hemijskoj industriji kao katalizator za brojne reakcije. Osim toga, metalni talij je uključen u brojne legure, dajući im otpornost na kiseline, čvrstoću i otpornost na habanje.

Talij se nalazi u biljnim i životinjskim organizmima, međutim, biološka uloga ovog elementa u organizmu nije utvrđena. Iako je umjereno toksičan za biljne organizme, talij je vrlo toksičan za sisare i ljude. Trovanje talijem i njegovim spojevima je moguće kada se oni dobiju i koriste u praksi. Osamdeset i prvi element ulazi u tijelo kroz respiratorne organe, kožu, a također i kroz probavni trakt. Maksimalna dozvoljena koncentracija u vodi za talij je 0,0001 mg/m3, za bromid, jodid, karbonat (u smislu talijuma) u vazduhu radnog prostora (MPC r.z.) je 0,01 mg/m3, u atmosferskom vazduhu 0,004 mg/m3 . Smrtonosna doza talijuma za ljude je približno 600 mg.

Biološka svojstva

Osamdeset i prvi element je stalno prisutan u tkivima biljaka, životinja i ljudi. Tla sadrže u prosjeku 10-5% talijuma, morska voda je manje bogata ovim metalom - samo 10-9%, ali u živim organizmima ima mnogo više talija - 4 10-5%. Kod sisara, talij se uglavnom apsorbira iz gastrointestinalnog trakta, koncentrirajući se uglavnom u mišićima i slezeni. Oko 1,6 mcg dnevno ulazi u ljudski organizam s hranom i vodom, oko 0,5 mcg sa vazduhom (štaviše, talijum prodire čak i kroz netaknutu kožu). Ako je talij umjereno toksičan za biljke, onda je za životinje i ljude ovaj element zaista užasan otrov. Toksičnost talijuma povezana je s neravnotežom jona natrijuma i kalija - zbog blizine radijusa K + i Tl +, ovi ioni imaju slična svojstva i mogu zamijeniti jedni druge u enzimima. Kation Tl+ stvara jake veze sa proteinima koji sadrže sumpor i inhibira aktivnost enzima koji sadrže tiolne grupe. Talij remeti funkcionisanje raznih enzimskih sistema, inhibira ih i sprečava sintezu proteina, toksičnost njegovih jedinjenja za čoveka je veća od olova i žive! Unošenje čak i vrlo malih količina Tl+ jedinjenja uzrokuje gubitak kose, oštećenje nervnog sistema, bubrega i želuca. Također, moguće je trovanje talijem i njegovim spojevima kada se oni nabave i koriste u praksi. Metal se dugo vremena izlučuje iz organizma uglavnom urinom i izmetom. Akutna, subakutna i kronična trovanja imaju sličnu kliničku sliku, razlikuju se samo po težini i brzini pojave simptoma. Kod akutnog trovanja, nakon jednog, a najviše dva dana, javljaju se prvi znaci oštećenja gastrointestinalnog trakta (mučnina, povraćanje, bol u trbuhu, dijareja, zatvor) i respiratornog trakta. Nakon tri ili četiri dana može doći do zamišljenog poboljšanja. Nakon dvije-tri sedmice počinje opadanje kose (alopecija totalis), pojavljuju se znaci beriberi (zaglađivanje sluzokože jezika, pukotine u uglovima usta i dr.). U slučajevima teškog trovanja mogu se razviti polineuritis, mentalni poremećaji, oštećenje vida i dr. Smrtonosna doza osamdeset prvog elementa u velikoj mjeri ovisi o individualnoj toleranciji (u rasponu od 6 do 40 mg/kg tjelesne težine) i vrsti spoja. Na primjer, za talij sulfat, smrtonosna oralna doza za ljude je oko 1 g, ali postoje slučajevi kada su doze od 8 mg / kg, kao i 10-15 mg / kg, bile fatalne. Trovanje talijem je tim opasnije jer znaci trovanja podsjećaju na upalne procese s kojima je čovječanstvo naučilo da se nosi - gripu, neke gastrointestinalne infekcije, bronhopneumoniju. Antibiotici koji se obično propisuju u takvim slučajevima nemaju terapeutski učinak. Kao protuotrov potrebno je koristiti aminokiselinu cistein HS–CH2CH(NH2)COOH koja sadrži sumpor. Pruska plava (od KFe do Fe43) i feracin se također koriste kao protuotrov. Djelovanje potonjeg lijeka temelji se na sličnosti ponašanja alkalnih metala i talija u tijelu; feracin se obično koristi za uklanjanje radioaktivnog cezija iz tijela.

Maksimalna dozvoljena koncentracija u vodi za talij je samo 0,0001 mg/m3, u atmosferskom vazduhu - 0,004 mg/m3, za jedinjenja talijuma u vazduhu radnih prostorija 0,01 mg/m3. Pored činjenice da je talij veoma toksičan za ljudski organizam, ovaj metal predstavlja i značajnu opasnost po životnu sredinu – kada se izvadi iz zatvorene posude, brzo oksidira na otvorenom.

Međutim, uprkos svim gore navedenim negativnim stranama, talij ima dugu istoriju upotrebe u medicini. Početkom 20. vijeka ovaj metal se koristio za liječenje tuberkuloze i dizenterije. Soli talijuma se koriste u liječenju lišajeva. Radioaktivni izotop 201Tl koristi se za dijagnostiku bolesti kardiovaskularnog sistema i onkoloških bolesti. Poznato je da su ultraljubičasti zraci u umjerenim dozama korisni za organizam – djeluju baktericidno i pospješuju proizvodnju vitamina D. Međutim, kako se pokazalo, nisu sve zrake ultraljubičastog dijela spektra jednako djelotvorne. Lekari emituju eritemalno ili eritemno zračenje (od latinskog aeritema - „crvenilo“), akcije su prave „zrake za sunčanje“. Naravno, materijali koji mogu da pretvore primarno ultraljubičasto zračenje u eritemske zrake su veoma važni za fizioterapiju. Ispostavilo se da su takvi materijali neki silikati i fosfati zemnoalkalnih metala aktivirani talijem. Pa ipak, toksičnost talijuma i njegovih soli zahtijeva pažljivo i pažljivo rukovanje, posebno kada je u pitanju medicina.

Zbog svoje visoke toksičnosti, talij i njegove soli, koje nemaju ni okus ni miris, pretvorili su se od tvari za suzbijanje glodara i insekata u smrtonosno oružje trovača. Forenzička nauka opisuje slučajeve upotrebe soli talijuma u svrhu ubistva ili samoubistva, a prije pola vijeka talij su specijalne službe naširoko koristile upravo kao otrovnu supstancu - u novembru 1960. agenti francuskih kolonijalista u Ženevi su otrovali vođa nacionalne stranke "Unija naroda Kameruna" Felix Mumie. Pregledom je utvrđeno da je za vrijeme ručka otrovan jedinjenjima talijuma. Krajem 60-ih, tajne službe su razvile plan za trovanje Nelsona Mandele (isti talij je odabran kao otrov). Štazi, Ministarstvo državne bezbednosti DDR-a, tri puta je pokušalo da eliminiše Volfganga Velša, osnivača i šefa organizacije koja je pomogla stanovnicima DDR-a da ilegalno prebegnu na Zapad. Jedan od pokušaja atentata ukazivao je na trovanje talijumom - otrov je pomiješan u kotlete. Velša su brzo postupili ljekari koji su brzo otkrili prirodu trovanja. Poznata je činjenica o pokušaju trovanja osamdeset prvog elementa Fidela Kastra - trebalo je da se u cipele ulije talij - što bi neminovno dovelo do gubitka kose, a to bi kubanskom vođi lišilo slavne brade i lavovskog udjela. harizme. Još jedno dobro poznato namjerno trovanje talijem (prema originalnoj verziji) - koje je napravilo buku širom svijeta - bilo je ubistvo bivšeg oficira FSB-a A. V. Litvinjenka u Londonu, ljekari u bolnici Barnet (sjeverni London) pronašli su tragove otrovnice supstancu talij u telu potpukovnika, što je potvrđeno toksikološkim testom u Gajevoj bolnici. Istina, kasnije je utvrđeno trovanje radioaktivnim polonijumom-210 čiji su tragovi ostali svuda gdje se nalazio bivši službenik FSB-a, ali moguć je i “složeni efekat” – da tako kažem, “sigurno”. Talij je bio omiljeno oruđe osvete Sadama Huseina. Sporo i gripozno djelovanje otrova omogućilo je trovačima da se ponašaju posebno cinično – disidenti su puštani iz zatvora, pa čak i puštani da emigriraju, ali je prije toga njihova hrana ili piće začinjena smrtonosnom dozom talijuma. Ali nisu samo specijalne službe i službe državne bezbednosti raznih zemalja koristile talij da bi eliminisale nepoželjne ljude. Toksična svojstva metala birali su mnogi serijski ubice, od kojih je jedan bio Graham Young. Sa petnaest godina ubio je svoju usvojiteljicu raznim otrovima i pokušao da ubije još nekoliko rođaka. Nakon izlaska iz zatvora, Young se zaposlio u jednom od fotografskih studija u Hertfordshireu. Ubrzo su se dvojica radnika studija razboljela i umrla pod vrlo čudnim okolnostima. Young je uhapšen, a pretresom njegovog stana pronađeni su talij i dnevnici trovača, u kojima je opisao doze otrovne supstance i njihov uticaj na kolege. Young je za ovaj zločin dobio četiri doživotne robije.

Međutim, paradoksalno, kriminalna istorija talijuma ponekad spašava ljude! Prije nekoliko godina u London je dovedena jednoipogodišnja djevojčica iz Katara, dijete je bilo u užasnom stanju - svakim danom bebi je rastao krvni pritisak, disanje je postajalo sve teže i teže. Londonske svjetiljke medicine bile su posljednja nada očajnih roditelja - uostalom, u Kataru doktori nisu mogli postaviti dijagnozu. Ali kakvo je bilo razočarenje siromašnih roditelja kada su visokokvalifikovani londonski stručnjaci rekli da nisu upoznati sa simptomima takve bolesti. Svaki sat djevojčici je bilo sve gore, svijest joj se gotovo nije vraćala, a doktori još uvijek nisu imali ni jednu vjerodostojnu verziju. A u najkritičnijem trenutku, u svađu "svetila" umešala se obična medicinska sestra, koja je dežurala pored kreveta umirućeg deteta. Medicinska sestra je samouvjereno izjavila da je tijelo djeteta otrovano talijem. Kako se ispostavilo, djevojka je nedavno pročitala detektivsku priču Agathe Christie Nightingale, koja opisuje trovanje talijumom. Simptomi bolesti malog pacijenta bolnice iznenađujuće su se poklopili sa onim što se dešava na stranicama knjige. Klinika nije uspjela ni potvrditi ni opovrgnuti pretpostavke medicinske sestre - nije bilo potrebnih instrumenata i reagensa. Ali u Scotland Yardu je sve bilo "na dohvat ruke" - uostalom, nedavno je policija morala da istražuje ubistvo upotrebom talijuma. Dijagnoza je potvrđena: ispostavilo se da su roditelji djevojčice koristili kemikalije koje sadrže soli talijuma za borbu protiv pacova i žohara kod kuće. Ljekari su propisali odgovarajući tretman i ubrzo je dijete bilo van životne opasnosti.

Poznato je da se talij nalazi u tkivima biljaka i životinja. Osamdeset i prvi element nalazi se u duhanu, spanaću, korijenu cikorije, grožđu, cvekli i drugim biljkama. U životinjskom carstvu, meduze, morske zvijezde, morske anemone i neki drugi stanovnici mora postali su koncentratori ovog metala. Zanimljivo je da postoje biljke koje mogu akumulirati talij u procesu života. Tako je talij pronađen u cvekli, koja je rasla na zemljištu koje sadrži zanemarljive količine ovog metala (Tl se nije mogao detektovati najsuptilnijim analitičkim metodama). Kasnije je otkriveno da čak i uz minimalnu koncentraciju talija u tlu, repa ga može koncentrirati i akumulirati.

Naučnici koji su proučavali različite namirnice i supstance na sadržaj talija u njima otkrili su da je izvor talija u organizmu biljni hlorofil i duvan za pušenje (u duhanu od 24 do 100 nanograma talijuma po gramu suhe težine)! Osim toga, čađ, industrijski aerosoli i prašina u zatvorenom prostoru (od 100 do 500 ng) izvori su talija u ljudskom tijelu. Analize su pokazale da je u organizmu vegetarijanaca i pušača sadržaj talijuma veći nego kod onih koji normalno jedu i nepušača. Osim toga, autori su ukazali na činjenicu da u plućima rudara ima više talija nego u plućima drugih ljudi, a više nego u kosi. To je zbog udisanja prašine koja sadrži talij, silikata i uglja.

Priča

Pedesetih godina 19. vijeka mladi hemičar iz Engleske William Crookes bavio se problemima izolacije selena iz mulja - prašnjavog otpada od proizvodnje sumporne kiseline. Istražujući prašinu u fabrici u Tilkerodeu (Sjeverna Njemačka), hemičar je pokušao da otkrije tragove telura u uzorcima koji su proučavani, međutim, nakon hemijska analiza, Crookes nije mogao pronaći ovaj metal. Iz više razloga eksperimenti su morali biti prekinuti, ali je fabrički otpad sačuvan u laboratoriji "do boljih vremena", kako se kasnije pokazalo, ne uzalud.

Sa pojavom spektralne analize u nauci (1859.), hemičari su bili naoružani novom moćnom metodom daljinskog određivanja hemijski sastav razne supstance. Ubrzo nakon otkrića cezijuma (1860) i rubidija (1861), William Crookes se zainteresovao za spektroskopiju. Istražujući mogućnosti nove metode, Crookes je njome proučavao ogroman broj različitih supstanci: dijelove životinjskih leševa, pepeo raznih biljaka, morsku vodu, mnoge vrste malih insekata, razne vrste duhana. Na kraju, došavši do zaključka da je spektroskop moćan alat za pronalaženje novih elemenata, William Crookes je odlučio da se vrati potrazi za telurom u prašini njemačke biljke, koja je još uvijek bila pohranjena u njegovom laboratoriju. Nakon što je uveo uzorak u plamen gorionika i očekujući da će vidjeti linije telura, Crookes je bio zadivljen otkrivši svijetlo zelenu liniju, koju nikada prije nije primijetio u spektroskopskim studijama. Istina, zelena pruga je nestala prilično brzo (zbog hlapljivosti spoja, kako se kasnije ispostavilo), ali se ponovo pojavila sa svakim svježim dijelom materijala koji se proučava. Shvativši važnost svog otkrića, Englez je mnogo puta ponovio eksperiment i sistematski ispitivao spektre elemenata koji su sadržani u otpadnim produktima komora sa sumpornom kiselinom (arsen, antimon, selen, osmijum). Tek nakon detaljnog ispitivanja kolosalnog broja uzoraka, Crookes se uvjerio da ima posla s još nepoznatim elementom. Zbog male količine otpada od prašine, hemičar je uspio izolirati samo vrlo malu količinu nove tvari, koju je nazvao talij (od starogrčkog θαλλός - mlada, zelena grana). Očigledno, razlog za odabir ovog imena bila je zelena linija u spektroskopu, koja je svojom pojavom označila otkriće novog elementa. Zanimljiva je činjenica da još jedna grčka riječ, čiji prijevod znači "izskočnica", zvuči gotovo isto. Koincidencija je prirodno slučajna, međutim, ne bez smisla - niko nije tražio talij, on je sam "deklarisao" svoje postojanje.

Otprilike u isto vrijeme kad i Crookes, samo nekoliko mjeseci kasnije, talij je otkrio i francuski hemičar Claude Lamy, koristeći istu spektroskopsku metodu za proučavanje mulja iz proizvodnje sumporne kiseline u Loosu. Sa velikom količinom prašnjavog otpada, Lamy je uspio izolirati 14 grama talijuma i detaljno opisati njegova svojstva. Francuski hemičar je dokazao da je talij metal, a ne analog selena, kako je Crookes verovao, opisujući otvoreni element u svom članku "O postojanju novog elementa koji pripada grupi sumpora". Međutim, zbog činjenice da se Lamyjeva poruka pojavila tek 1862. godine - nekoliko mjeseci kasnije od poruke otkrića (30. marta 1861.), prioritet otkrića ostao je kod engleskog naučnika. Nakon toga, Crookes je dao značajan doprinos razvoju hemije i fizike (iznenađujuće, istovremeno je bio uporni pristalica spiritualizma i posvećivao je mnogo vremena seansama prizivanja onostranih entiteta), a u opadajućim godinama bio je na čelu Kraljevskog društva u Londonu, ali svoj prvi naučni uspjeh duguje otkriću metala iz 1861.

Biti u prirodi

Nema ničeg iznenađujućeg u činjenici da je talij otkriven upravo uz pomoć spektroskopa – u većini minerala ovaj element u tragovima je prisutan u tako malim količinama (u galenitu sadržaj talija kreće se od 0,003 do 0,1% i rijetko više) da slučajno je napasti njegov trag hemijskim sredstvima. Ali zahvaljujući neobično visokoj osjetljivosti spektralne analize, otkriće ovog elementa postalo je moguće i dogodilo se sasvim neočekivano. Istovremeno, na Zemlji nema tako malo talija - klark (prosečan sadržaj u zemljinoj kori) osamdeset prvog elementa je oko 7 10-5%, što je više od 100 puta više od sadržaja zlata i 10 puta - srebro. Talij se može naći u mješavinama (na primjer, u sfaleritu) i piritima cinka (sadržaj Tl veći od 0,1%), bakra i željeza, u liskunima i kalijevim solima. Nema toliko autohtonih minerala talijuma, međutim, on je uključen u veliki broj drugih minerala kao izomorfna nečistoća, zamjenjujući bakar, srebro i arsen u sulfidnim rudama (Tl reda 10-3%) i kalijum. , rubidijum i rjeđe drugo alkalni metali u aluminosilikatima i hloridima.

Povoljni za akumulaciju osamdeset prvog elementa su niskotemperaturni hidrotermalni markazit (1896. godine ruski naučnik I. A. Antipov otkrio je povećan sadržaj talija u šleskom markazitu) i ležišta pirita. U njima se nalaze tako mali i rijetki izvorni minerali talija: lorandit TlAsS2 i Hutchinsonit (Cu, Ag, Tl)PbAs4S8, koji su prisutni u nekim rudama arsena; vrbaite Tl(As, Sb)3S5; talijum azid TlN3; talijev pikrat; crookesite Cu15Tl2Se9, otkriven 1860. godine u Švedskoj i nazvan po otkrivaču talijuma. Kasnije je crookesite pronađen u Baškiriji i na Uralu. Sadržaj talija u ovim mineralima je prilično visok - od 16 do 80%. Godine 1956. u Uzbekistanu je pronađen novi mineral talijuma, avicenit, koji je praktično čisti oksid trovalentnog talijuma - Tl2O3 (79,52% Tl). Mineral je dobio ime u čast mudraca, liječnika i filozofa Avicene, tačnije Abu Ali ibn Sina. U prirodi su svi ovi minerali toliko rijetki da njihova industrijska upotreba kao sirovine za talij ne dolazi u obzir - ovaj rijedak metal se dobiva kao nusproizvod u proizvodnji cinka, olova i niza drugih elemenata. Vrlo često se osamdeset prvi element može naći u ortoklasu KAlSi3O8 i leucitu KAlSi2O6. Talij se u malim količinama nalazi u lepidolitu K2Li1.5Al1.52 i cinvalditu KLiFeAl2 - 10–3 i 10–1%, respektivno. U polucitu (Cs, Na) sadržaj talija je 10–2%. Mogućnost izomorfne supstitucije, koju pruža blizina polumjera monovalentnog jona talijuma (1,49 A) ​​i ionskog radijusa kalijuma (1,33 A) i rubidija (1,49 A), omogućava talij hloridu da kristališe zajedno sa rubidijum hloridom . Kao rezultat toga, talij je uobičajeni pratilac rubidija u naslagama soli i mineralnih voda. Stoga je prvi put nakon otkrića talijuma izomorfizam njegovih halogenida i halogenida kalija i rubidijuma doveo do činjenice da se talij smatra alkalnim metalom. Kao i alkalni metali, talij je koncentrisan u gornjem delu zemljine kore - u granitnom sloju (prosečan sadržaj 1,5 10-4%), u bazičnim stenama je manji (2 10-5%), a u ultrabazičnim stenama samo 1 10-6% i manje. Talij lako migrira u biosferi - u tlima, njegov prosječni sadržaj je 10-5%. morska voda- 10-9%, u životinjskim organizmima - 4 10-5%. Iz prirodnih voda, talij se sorbira ugljem, glinom, manganovim hidroksidom, akumulira se tokom isparavanja vode (na primjer, u jezeru Sivash do 5 10-8 g / l). Neki živi organizmi (meduze) i biljke (grožđe, cvekla, hrast) su koncentratori talija, akumulirajući ovaj teški metal iz okruženje. Smatra se da je to razlog visokog sadržaja osamdeset prvog elementa u pepelu kamenog uglja (10-3-10-2%).

Svjetske rezerve osamdeset prvog elementa samo u ležištima cinka (prema Geološkim istraživanjima Sjedinjenih Država) iznose oko 17 hiljada tona. Štoviše, većina ovih depozita nalazi se u Kanadi i Sjedinjenim Državama. Međutim, glavne rezerve talijuma u svjetskim resursima uglja su 630 hiljada tona.

Aplikacija

Dugo vremena nije korišten metal sa specifičnim svojstvima, ali je 1907. Clerici predložio korištenje vodene otopine visoko topljivih organskih soli talijuma (mješavina talijuma mravlje i malonske kiseline), nazvane Clerici teška tečnost, za razdvajanje minerala po gustini. . Poznato je da većina minerala, uključujući i sve kamenotvorne, ima gustinu od 2 do 4 g/cm3, a mnoge industrijski važne rude metala (pirit, galenit, zlato, cirkon) su veće. Upotreba Clerici tečnosti za njeno odvajanje od otpadnog kamena ne zahteva posebnu opremu, što je posebno važno na terenu. Nakon 13 godina, talij je našao novu primjenu, tačnije njegov sulfat Tl2SO4. Ovaj spoj bio je dio otrova protiv glodara i nekih insekata patentiranog u Njemačkoj 1920. godine. Dugo vremena, talij sulfat Tl2SO4, bezbojna supstanca bez mirisa, bio je dio nekih insekticida i zoocida, sve dok američka vlada nije zabranila njegovu upotrebu 1965. godine zbog izuzetno visoke toksičnosti za ljude i kućne ljubimce. Iste 1920. godine otkriveno je da se električna provodljivost talij oksisulfida (talofida) mijenja pod djelovanjem svjetlosti (posebno infracrvenog zračenja). Vremenom je ovo svojstvo talijum oksisulfida našlo primenu u fotoćelijama koje se koriste u prijemnicima alarmnih sistema u mraku i magli, infracrvenim lokatorima, radiometrima i ekspozicionima za snimanje u infracrvenim zracima. U bitkama Drugog svjetskog rata, tallofidne fotoćelije su korištene za otkrivanje neprijateljskih snajperista. Kasnije su se monokristali čvrstih rastvora TlBr i TlI halogenida počeli koristiti u scintilacionim brojačima za snimanje α- i β-zračenja. Rad takvog brojača zasniva se na interakciji dva sastavni dijelovi: luminescentni scintilatorni kristal i fotomultiplikator - kada kvanti g-zračenja ili jonizujuće čestice udare u kristal, dolazi do bljeska svjetlosti, koji se u fotoumnoživaču pretvara u struja, njegova snaga služi kao karakteristika intenziteta zračenja koje upada na kristal. Nečistoće talija stvaraju centre luminiscencije u kristalima. Upotreba spojeva talijuma u optici nije ograničena na infracrveni spektar - argon i para talijuma se pune zelenim pražnjenjem, koje se koriste u svjetlećim reklamama i kalibraciji spektralnih instrumenata. Talij jodid se dodaje visokotlačnim živinim sijalicama na gasno pražnjenje kako bi se poboljšali njihovi svjetlosni parametri i vijek trajanja.

U hemijskoj industriji, osamdeset i prvi element, njegovi oksidi i sulfidi se koriste kao efikasni katalizatori za razne organske reakcije(redukcija nitrobenzena vodonikom, oksidacija gasovitog anilina). Brojna jedinjenja talijuma se uspešno koriste kao goriva protiv detonacije za motore. Talij se tradicionalno koristi u proizvodnji poluprovodnika - ovaj metal je dio materijala na bazi selena od kojih se prave poluvodički ispravljači. Moderni poluprovodnički materijali nisu samo kristalnog tipa, već su i amorfni i staklasti. Sastav staklastih poluprovodnika, zajedno sa selenom, telurom i arsenom, uključuje talijum (primer hemijskog sastava je TlAsSe2). Poluprovodnici ovog tipa se uglavnom koriste u optičkim uređajima: elektrofotografija, televizijske transmisione cijevi, mediji za snimanje svjetla za holografiju, fotootporni materijali i fotomaske. Talij karbonat Tl2CO3 se koristi za dobijanje stakla sa visokim indeksom prelamanja svetlosnih zraka, talijev oksid Tl2O je takođe komponenta nekih optičkih stakala.

Međutim, ne samo da su spojevi talija u širokoj upotrebi, već se i sam metal koristi u raznim industrijama. Osamdeset i prvi element se uvodi u sastav legura (najčešće na bazi olova) dajući im otpornost na kiseline, čvrstoću i otpornost na habanje. Legura od 70% Pb, 20% Sn i 10% Tl otporna je na azotnu i hlorovodoničnu kiselinu. Legura ležaja - 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn i 8% Tl nadmašuje najbolje legure kalaja za ležajeve. Tokom rada takvih ležajeva, talij se topi, formirajući mazivo koje produžava vijek trajanja ležajeva. Kao i sam talij, mnoge njegove legure imaju nisku tačku topljenja, na primjer, talijev amalgam (legura sa živom) koja sadrži 8,5% Tl stvrdnjava se samo na -59 °C, pa se koristi u niskotemperaturnim termometrima, tečnim bravama i prekidači, koji rade u uslovima krajnjeg severa, Antarktika ili istraživanja stratosfere. Prilično dugo se talij koristio u medicini - od 1912. do 1930. godine. jedinjenja talijuma se široko koriste u liječenju tuberkuloze i dizenterije. Međutim, zbog visoke toksičnosti spojeva talijuma (razlika između terapijskih i toksičnih doza je mala), opseg upotrebe ovog metala bio je ograničen na uklanjanje dlaka u liječenju lišajeva - soli talijuma u malim dozama dovode do privremene ćelavosti. Od početka 1980-ih, primjena radioaktivnog izotopa 201Tl (vrijeme poluraspada 72.912 h) je u stalnom porastu za dijagnostiku bolesti kardiovaskularnog sistema i onkoloških bolesti. Drugi radioizotop talijuma, β-emiter 204Tl (poluživot 3,78 godina), koristi se u instrumentaciji za praćenje debljine razni materijali. 204Tl β-zraci se također koriste za uklanjanje statičkog elektriciteta sa gotovih proizvoda od papira, tekstila i filma.

Proizvodnja

Uprkos činjenici da je talij otkriven 1861. godine, a njegova svojstva su proučavali mnogi naučnici, ovaj "kontroverzni" element dugo nije mogao zauzeti svoju "nišu" ni u jednoj oblasti industrije. Kao rezultat toga, proizvodnja metalnog talija u industrijskim razmjerima počela je tek 1920-ih. Sada, međutim, kao i u prošlom veku, glavni izvor osamdeset prvog elementa su rude sulfida metala. Kada se obogate, talij prelazi u koncentrate cinka, bakra i olova (uglavnom). Međutim, čak iu obogaćenim koncentratima sadržaj talijuma ne prelazi 10-3%; naravno, takav proizvod se ne može smatrati sirovinom za industrijsku proizvodnju osamdeset prvog elementa. Iz tog razloga, izvori direktne proizvodnje talijuma su otpad iz industrije olova, sumporne kiseline, cinka i bakra (prašina visokih peći), koji nastaje pri pečenju obogaćenih sulfidnih ruda. Osim toga, šljaka prikupljena tokom topljenja metala također je sirovina za proizvodnju talijuma.

Obično izbor metode prerade sirovine zavisi od njenog sastava, jer se talij ekstrahuje u kombinaciji sa nizom drugih elemenata. Stvarne sheme prerade polimetalnih ruda su vrlo složene i uključuju veliki broj piro- i hidrometalurških operacija, a podložne su i stalnom prilagođavanju u zavisnosti od promjena u sastavu prerađenih sirovina.

Koncentrati bogati osamdeset prvim elementom dobijaju se metodom sublimacije, u kojoj talij tokom prženja može da ispari i u oksidacionoj i u redukcionoj sredini, što omogućava kombinovanje proizvodnje sublimova obogaćenih talijumom sa ekstrakcijom drugih. vrijedne elemente. Maksimalno obogaćivanje talijem postiže se upotrebom hlorisanog prženja (uz dodatak natrijum hlorida ili silvinita). Natrijum hlorid koji nastaje tokom reakcije na temperaturama iznad 600 °C ima dobru isparljivost i gotovo je potpuno sublimiran. Kao rezultat oksidativnog prženja, osim hlorida, sublimira se i talijev oksid Tl2O, a prašinu nalik na čestice sulfata, sulfida i talij silikata mehanički zahvaća protok plina. U prašini i sublimatima dobijenim tokom procesa redukcije, dio talijuma može biti u obliku metala. Zatim se sublimati izlužuju vodom, a proces se mora odvijati uz stalno zagrijavanje, jer topljivost talijuma jako ovisi o temperaturi. Ponekad se ispiranje vodom zamjenjuje ispiranjem sa slabim rastvorima sode, što sprečava prelazak drugih metalnih hlorida, kao što je kadmij, u rastvor. Ako je većina talijuma prisutna u obliku teško topljivih spojeva, tada se koristi ispiranje razrijeđenom sumpornom kiselinom. Nakon ispiranja iz vodenih otopina, talij (prema različitim tehnološkim shemama) se oslobađa u obliku sulfida, klorida, jodida, hromata, trovalentnog talij hidroksida ili metalnog talija cementacijom - taloženjem cinkovom prašinom ili amalgamom:

Tl2SO4 + Zn → ZnSO4 + 2Tl

U slučaju taloženja osamdeset prvog elementa u obliku sulfida (vrućim rastvorom natrijum sulfida) postiže se najpotpunija ekstrakcija metala iz rastvora. Međutim, ova metoda nije selektivna - svi prateći metali taliju stvaraju netopive sulfide, pa se ova metoda koristi samo za sirovine s malom količinom nečistoća. Koncentrat talij sulfida se ispire otopinom cink sulfata, dok talij sulfat prelazi u otopinu:

Tl2S + ZnSO4 → Tl2SO4 + ZnS

Iz dobivenog rastvora cementiranjem se izoluje metalni talij.

Savremeno prečišćavanje talijuma se sastoji u ekstrakciji iz rastvora koji sadrže sulfate rastvorom joda pomešanog sa 50% rastvorom tributil fosfata u kerozinu, nakon čega sledi odstranjivanje iz organske faze sumpornom kiselinom (300 g/l) uz dodatak 3 % vodikov peroksid. Iz reekstrakta metal se izoluje karburizacijom na cink limovima, što rezultira metalom spužvaste strukture, koji se presuje u brikete i topi pod slojem lužine na temperaturi od 350-400 °C. U rijetkim slučajevima, za dobivanje metalnog talija, koristi se elektroliza otopina talij sulfata na aluminijskoj katodi. Činjenica je da metal dobiven ovom metodom sadrži prilično veliku količinu nečistoća (0,05%) olova, kadmijuma, željeza, cinka i drugih. Za dobivanje metala visoke čistoće provodi se elektrolitička rafinacija s topljivom anodom od sirovog talijuma i katodom od pročišćenog talijuma, a soli talijuma: sulfat ili perklorat služe kao elektroliti. Kao rezultat, dobija se talij sa ukupnim sadržajem stranih nečistoća manjim od 10-4%. Najčišći metal (99,9999%), koji je neophodan za tehnologiju poluprovodnika, dobija se prečišćavanjem kristalografskim metodama: zonskim topljenjem ili metodom Čohralskog.

Svjetska proizvodnja rijetkog osamdeset prvog elementa neznatno varira i iznosi oko 15 tona godišnje. Ono što se ne može reći o cijeni ovog metala - u vezi s razvojem novih tehnologija cijena talijuma je značajno porasla u odnosu na sredinu 20. vijeka. Glavni dobavljači talijuma na svjetsko tržište su Belgija, Kanada, Francuska, Njemačka, Rusija i Velika Britanija.

Physical Properties

Čak i decenijama nakon svog otkrića, talij je ostao misteriozni element za mineraloge, fizičare i hemičare širom sveta. Ne postoji ništa iznenađujuće u činjenici da su tadašnji naučnici nazvali talij - metal sa neobičnošću - na kraju krajeva, po njegovom hemijska svojstva sličan je alkalnim metalima (lako se oksidira, talij hidroksid je rastvorljiv u vodi i jaka je baza) a istovremeno ima mnogo zajedničkog sa srebrom (niska rastvorljivost hlorida, bromida i jodida u vodi). Po izgledu i mnogim fizičkim svojstvima (gustina, tvrdoća, tačka topljenja), talijum podseća na olovo, koje je, inače, sused osamdeset prvog elementa u periodnom sistemu. Ovom prilikom je francuski hemičar Jean Baptiste Dumas, jedan od pionira u oblasti istraživanja svojstava talija, napisao: „Ne bi bilo preterivanje ako bi, sa stanovišta opšteprihvaćene klasifikacije metala, kažemo da talij kombinuje suprotna svojstva koja nam omogućavaju da ga nazovemo paradoksalnim metalom.” Poznati hemičar je također rekao da je talij među metalima ista "crna ovca" kao i platipus među životinjama - ovo je nevjerojatno stvorenje sisara, ali polaže jaja poput ptica i vodozemaca; tijelo mu je prekriveno dlakom, ali ima pačji kljun i prepletene šape. Ipak, francuski hemičar je verovao da bi metal koji je proučavao, uprkos svim svojim „neobičnostima“, jednog dana mogao „napraviti eru u istoriji hemije“.

Elemente glavne podgrupe treće grupe, uključujući talij, karakterizira prisustvo tri elektrona u vanjskom elektronskom sloju atoma. Vanjska elektronska konfiguracija talijuma je 6s26p; atomski radijus 1,71 A, ionski radijusi: Tl + 1,49 A, Tl3 + 1,05 A. Jednostavna supstanca talij je teški (gustine 11,849 g/cm3) meki sivkasto-bijeli metal s plavičastom nijansom, međutim, zbog brze oksidacije na zraku , brzo blijedi, dobijajući nijansu. Talij je vrlo plastičan i mekan (lako se reže nožem). Ovaj opis podsjeća na fizička svojstva olova (gustina 11,34 g/cm3) ili nekog alkalnog metala (na primjer, litijum se lako seče nožem). Talij postoji u tri modifikacije: pri pritisku od 0,1 MN / m2 (1 kgf / cm2) i temperaturi ispod 233 ° C, ima heksagonalnu zbijenu rešetku sa parametrima a = 3,4496 A i c = 5,5137 A, iznad 233 ° C - kubik u centru tijela (a = 4,841 A), pri visokim pritiscima 3,9 H/m2 (39 000 kgf/cm2) - kubik s centriranjem lica. U pogledu tačke topljenja (za talij je 303,6 ° C), osamdeset i prvi element takođe podseća na olovo, koje ima prelaznu temperaturu od čvrsto stanje u tečnosti je 327,4 °C. Isto važi i za tačke ključanja - za talij 1457 ° C, za olovo - 1 740 ° C.

Specifični toplotni kapacitet talijuma na temperaturama od 20 do 100 °C je 0,13 KJ/(kg K) ili 0,031 cal/(g °C). Temperaturni koeficijent linearne ekspanzije za talij je 28 10-6 na 20 °C i 41,5 10-6 na 240-280 °C. Toplotna provodljivost osamdeset prvog elementa je 38,94 W / (m ∙ K), što je 0,093 cal / (cm sec ° C). Električna otpornost talijuma na 0 °C je 18 10-6 ohm∙cm. Temperaturni koeficijent električnog otpora talijuma opada sa porastom temperature: 5,177 10-3 - 3,98 10-3 (0-100 °C). Talij je dijamagnetičan, njegova specifična magnetna osjetljivost na 30 °C je -0,249 10-6. Temperatura prijelaza u supravodljivo stanje za talij je 2,39 K. Poprečni presjek za hvatanje toplotnih neutrona atomom talijuma je 3,4 ± 0,5 barn.

Hemijska svojstva

U jedinjenjima, talij može pokazati oksidacijsko stanje od +1 (Tl +) i +3 (Tl3 +), pri čemu su najstabilnija jedinjenja ona u kojima osamdeset i prvi element pokazuje pozitivnu valencu od +1. Tl+ jedinjenja su hemijski slična jedinjenjima kalijuma, natrijuma, srebra i olova. Većina Tl(I) spojeva je fotosenzitivna. Monovalentni talij se može oksidirati samo u rastvoru jakim oksidantima: vodonik peroksidom, persulfatima, kalijum permanganatom, bromom ili hlorom (elementarni halogeni oksidiraju talij samo do monovalentnog stanja). Jedinjenja talijuma sa karakterističnijom valentnošću (+3) za element III grupe su manje stabilna. Tl3+ jedinjenja su jaka oksidaciona sredstva, nestabilna na toplotu i podložna hidrolizi. Dobijaju se oksidacijom Tl+ spojeva jakim oksidantima (kalijev persulfat K2S2O8, kalijev bromat KBrO3 ili bromna voda). Općenito, trovalentne soli talijuma je teže rastvoriti od sličnih monovalentnih soli talija. Osim toga, osamdeset i prvi element karakterizira stvaranje spojeva s formalno srednjim oksidacijskim stanjem, u kojem neki od atoma talijuma imaju oksidacijsko stanje +1, a drugi dio - +3. Obično je trovalentni talij u njima dio kompleksnog anjona, na primjer, jedan od talijum hlorida - Tl2Cl4 je talijum (I) tetraklorotalat (III): Tl +. Ili drugi primjer: Tl + -, gdje jednovalentni talijum djeluje kao kation, a trovalentni je dio kompleksnog anjona.

Na zraku, površina metalnog talijuma brzo oksidira, tamni i postaje prekrivena crnim filmom nižeg oksida Tl2O, koji usporava daljnju oksidaciju:

4Tl + O2 → 2Tl2O

Talijev oksid (I) Tl2O je crna kristalna supstanca koja je lako rastvorljiva u vodi sa stvaranjem TlOH hidroksida. Talijev (I) oksid se može dobiti dehidratacijom talij (I) hidroksida:

2TlOH → Tl2O + H2O

Kada se Tl2O zagrije na zraku, može se dobiti talijev (III) oksid Tl2O3 - crna supstanca sa jakom oksidirajućom sposobnošću. Ozon takođe oksidira talijum u Tl2O3. Osim toga, talijev (III) oksid nastaje pažljivim termičkim razlaganjem talijevog nitrata Tl(NO3)3:

2Tl(NO3) → Tl2O3 + NO2 + NO

Na temperaturama iznad 500 °C u vazduhu, Tl2O3 se pretvara u Tl2O.

Sa vodom koja ne sadrži kiseonik, talij ne reaguje. U prisustvu kiseonika, talij se otapa u vodi i formira rastvorljivi monovalentni talijev hidroksid:

4Tl + 2H2O + O2 → 4TlOH

TlOH - žuta kristalna supstanca, koji pokazuje svojstva jake baze poput hidroksida alkalnih metala. Pod dejstvom CO2 na rastvor TlOH može se dobiti talijev karbonat:

2TlOH + CO2 → Tl2CO3 + H2O

Ovo jedinjenje je visoko rastvorljivo u vodi i koristi se u pripremi drugih jedinjenja talijuma.

Da bi se izbjegla oksidacija, ingoti talijuma se čuvaju ispod sloja prokuhane vode (koja sadrži manje otopljenog kisika). U interakciji sa alkoholima, talij formira odgovarajuće alkoholate:

2Tl + 2C2H5OH → 2C2H5OTl + H2

Ako se ova reakcija odvija u struji zraka, nastaju voda i alkoholat:

4Tl + 4C2H5OH + O2 → 4TlOC2H5 + 2H2O

U hlorovodoničnoj kiselini, talij se ne rastvara zbog pasivacije, jer nastaje nerastvorljivi hlorid TlCl. Ali u dušičnoj kiselini, metal se dobro otapa, reakcija se odvija mnogo lošije sa sumpornom kiselinom. Talij je nerastvorljiv u halogenovodoničnoj, mravlja, oksalne i sirćetne kiseline. Takođe, osamdeset i prvi element ne stupa u interakciju sa alkalijama (bez oksidacionih sredstava). Iz tog razloga, odgovarajući talati - MeTlO2 se dobijaju samo spajanjem oksida Tl2O3 sa metalnim oksidima.

Već na sobnoj temperaturi, talijum stupa u interakciju sa halogenima. Poznati su svi halogenidi mono- i trovalentnog talijuma, kao i nekoliko kompleksnih halida sa formalno srednjim oksidacionim stanjem talijuma. Kao i halogenidi srebra, talijum fluorid TlF je visoko rastvorljiv u vodi, dok su hlorid TlCl, bromid TlBr i jodid TlI slabo rastvorljivi. Prilikom dugotrajnog skladištenja na svjetlu ili kada se drže u rastopljenom stanju, TlCl, TlBr i TlI potamne zbog djelomičnog raspadanja:

2TlI → 2Tl + I2

Sa fosforom, arsenom i sumporom, osamdeset i prvi element reaguje kada se zagreje. Talij ne reaguje sa vodonikom, azotom, amonijumom, ugljenikom, silicijumom, borom i suvim ugljen monoksidom.

U kombinaciji sa sumporom, talijum daje sledeće derivate: talij sulfid (I) Tl2S - crna kristalna supstanca, nerastvorljiva u vodi, međuproizvod u proizvodnji talijuma; talijum sulfat (I) Tl2SO4 je beli prah, visoko rastvorljiv u vodi, intermedijer je u procesu dobijanja metalnog talija. Talij sulfid Tl2S se gotovo kvantitativno taloži iz rastvora soli talijuma sumporovodikom ili amonijum sulfidom u blago kiselim, neutralnim i alkalnim medijima. Može se dobiti i direktnom sintezom iz elemenata na povišenim temperaturama. Hemijski čisti talij sulfat Tl2SO4 se dobija otapanjem metalnog talijuma u razblaženoj sumpornoj kiselini.

Ostao je "nezaposlen" 60 godina nakon Crookesovog otkrića. Ali do početka 20-ih godina našeg stoljeća otkrivena su specifična svojstva preparata talijuma i odmah se pojavila potražnja za njima. Godine 1920. u Njemačkoj je dobiven patentirani otrov za glodare, koji je uključivao talij sulfat. Tl2SO4.Ova supstanca je ponekad bez ukusa i mirisau sastavu insekticida i zoocida do danas.Iste 1920. godine u časopisu "Physical Review” pojavio se članak Kejsa, koji je otkrio da se električna provodljivost jednog od jedinjenja talijuma (njegovog oksisulfida) menja pod uticajem svetlosti.

Ubrzo su napravljene prve fotoćelije, čiji je radni medij bila upravo ova supstanca. Pokazalo se da su posebno osjetljivi na infracrvene zrake.Drugi spojevi elementa br.81, posebno mješoviti kristali monovalentnog talij bromida i jodida, dobro :) prenose infracrvene zrake. Takvi kristali su prvi put dobijeni tokom Drugog svetskog rata. Uzgajane su u platinastim loncima na 470°C i korištene u infracrvenim signalnim uređajima, kao i za otkrivanje neprijateljskih snajpera. KasnijeTlBr i TlI su korišćeni u scintilacionim brojačima za registrovanje alfa i beta zračenja...Poznato je da se opekotine na našoj koži javljaju uglavnom zbog ultraljubičastih zraka i da ovi zraci imaju i baktericidni učinak.

Međutim, kako je utvrđeno, nisu svi zraci ultraljubičastog dijela spektra jednako efikasni. Lekari emituju eritemalno ili eritemno zračenje (od latinskog aeritema - „crvenilo“), akcije su prave „zrake za sunčanje“. I, naravno, materijali koji mogu pretvoriti primarno ultraljubičasto zračenje u eritemske zrake vrlo su važni za fizioterapiju. Ispostavilo se da su neki od fosfata zemnoalkalnih metala aktivirani talijem takvi materijali. U medicini se koriste i druga jedinjenja elementa br. 81. Koriste se, posebno, za uklanjanje dlaka kod lišajeva – soli talijuma u odgovarajućim dozama dovode do privremene ćelavosti.

Široku upotrebu soli talijuma u medicini ometa činjenica da je razlika između terapijskih i toksičnih doza ovih soli mala. Toksičnost talijuma i njegovih soli zahtijeva da se njima rukuje pažljivo i pažljivo. Do sada smo se, govoreći o praktičnim prednostima talijuma, dotakli samo njegovih spojeva. Može se dodati da je talijev karbonat Tl 2 CO 3koristi se za pravljenje staklasa visokim indeksom prelamanjasvetlosnih zraka. ALI šta je sa njim? Međutim, takođe se koristi zhet biti, ne tako široko kao sol. Metal je dio nekih legura, što im daje otpornost na kiseline, čvrstoću, otpornost na habanje.

Najčešće se talij uvodi na osnovu njegovog srodnog olova. Legura ležaja -72% Pb, 15% Sb, 5% Sn i 8% Tl nadmašuje najbolje limene ležajeve. Legura od 70% Pb, 20% Sn i 10% Tl otporna je na azotnu i hlorovodoničnu kiselinu.Nešto se izdvaja legura talijuma sa živom, talij, koja sadrži oko 8,5% elementa br. 81. U normalnim uslovima je tečna i za razliku od čiste žive ostaje u tečnom stanju na temperaturama do-60°C. Legura se koristi u ventilima za tečnost, prekidačima, termometrima koji rade na krajnjem severu, u eksperimentima sa niskim temperaturama. U hemijskoj industriji metalni talij, kao i neka njegova jedinjenja, koristi se kao katalizator, posebno u redukcija nitrobenzena vodonikom.bez rada i radioizotopi talijuma. Talij-204 (poluživot 3,56 godina) - čisti beta emiter.

Koristi se u instrumentaciji dizajniranoj za mjerenje debljine premaza i proizvoda sa tankim zidovima. Slične instalacije sa radioaktivnim talijem uklanjaju statički elektricitet iz gotovih proizvoda u papirnoj i tekstilnoj industriji.Mislimo da su već navedeni primjeri dovoljni da se korisnost elementa br.81 smatra bezuslovno dokazanom.A mi nismo rekli da je to sve Dumas. Ne Alexandre Dumas, doduše (što bi bilo sasvim razumljivo njegovom maštom), već Jean Baptiste Andre Dumas - pisčev imenjak, prilično ozbiljan hemičar. Ali, napominjemo da i fantazija hemičarima donosi više koristi nego štete...

JOŠ MALO ISTORIJE. Francuski hemičar Lamy otkrio je talij nezavisno od Crookesa. Našao je zeleno spektralna linija, ispitivanje mulja drugog postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline. Ongeprvonabavio elementarni talijum, instalirao gametalne prirode i proučavao neka svojstva. Crooks je bio ispred Lama samo nekoliko mjeseci.

O MINERALI TALIJA. U nekim rijetkim mineralima - glerandit, vrbait, gučinsonit, krukesite - sadržaj elementa№ 81 veoma veliki od 16 do 80%. Jedina šteta je što su sve ovo veoma retke. Posljednji mineral talijuma, koji je gotovo čisti trovalentni talijum oksid Tl2O 3 (79,52% Tl), pronađen je 1956. godine na teritoriji Uzbekistana. Ovaj mineral je nazvan Avicena - u čast mudraca, liječnika i filozofa Avicene, tačnije Abu Ali ibn Sina.

TALIJA U ŽIVOJ PRIRODI. Talij se nalazi u biljnim i životinjskim organizmima. Nalazi se u duhanu, korijenu cikorije, spanaću, bukovom drvetu, grožđu, cvekli i drugim biljkama. Od životinja najviše talija sadrže meduze, anemone, morske zvijezde i drugi stanovnici mora. Neke biljke akumuliraju talij tokom svoje vitalne aktivnosti. Talijbionalazi se u repi uzgojenoj na tlu u kojem element br.81. Kasnije je ustanovljeno da čak i uz minimalnu koncentraciju talija u tlu, repa može da ga koncentriše i akumulira.

NE SAMO IZ DIMNJAKA. Otkrivač talijuma pronašao ga je u letećoj prašini biljke sumporne kiseline. Sada se čini prirodnim da je talij, zapravo, pronađen u dimnjaku - uostalom, na temperaturi topljenja ruda, spojevi talijuma postaju isparljivi. U prašini koja se upuhuje u dimnjak kondenziraju se u pravilu u obliku oksida i sulfata. Ekstrakcija talijuma iz mješavine (a prašina je mješavina mnogih supstanci) je dobra za većinu monovalentnih jedinjenja talijuma. Izvlače se iz prašine zakiseljenom toplom vodom. Povećano pomaže da se talij uspešno očisti od brojnih nečistoća. Nakon toga se dobija metalni talij.

Način dobivanja metalnog talijuma ovisi o tome koji je njegov spoj bio konačni proizvod prethodne faze proizvodnje. Ako je dobijen talij karbonat, sulfat ili perhlorat, od kojih je element№ 81 ekstrahirano elektrolizom; ako se dobije hlorid ili oksalat, pribjegavajte uobičajenom oporavku. Tehnološki najnapredniji talijev sulfat rastvorljiv u vodiTl2SO4. On sam služi kao elektrolit, prilikom čije se elektrolize na aluminijske katode taloži spužvasti talij. Ovaj sunđer se zatim presuje, topi i lijeva u kalup. Treba imati na umu da je talijum uvekzrače na putu: zajedno sa olovom, cinkom, kadmijumom i neki drugi elementi. Takva je sudbina rasutih...

Mnogo je paradoksa u istoriji otkrića hemijskih elemenata kao što je talij. Dešavalo se da je jedan istraživač bio angažovan u potrazi za još nepoznatim elementom, a drugi ga je pronašao. Ponekad je nekoliko naučnika "išlo paralelnim kursom", a onda su nakon otkrića (a neko uvijek dođe do njega malo ranije od drugih) nastajali prioritetni sporovi. Ponekad se dešavalo da se novi element osjeti iznenada, neočekivano. Tako je otkriven element 81, talij.
U martu 1861. engleski naučnik William Crookes istraživao je prašinu koja je bila uhvaćena u jednoj od industrija sumporne kiseline. Crookes je vjerovao da ova prašina mora sadržavati selen i telur - analoge sumpora. Pronašao je selen, ali telur nije mogao da otkrije konvencionalnim hemijskim metodama. Tada je Crookes odlučio koristiti novu za to vrijeme i vrlo osjetljivu metodu spektralne analize. U spektru je neočekivano otkrio novu liniju svijetlozelene boje, koja se ne može pripisati nijednoj od poznatih elemenata. Ova svijetla linija bila je prva "vijest" novog elementa. Zahvaljujući njoj otkriven je i zahvaljujući njoj dobio ime na latinskom thallus - "cvjetala grana". Spektralna linija boje mladog lišća pokazala se "vizit karta" talijuma.

AT grčki(a većina imena elemenata potječe iz latinskog ili grčkog) riječ zvuči gotovo isto, što se na ruski prevodi kao "izskočnica". stvarno se ispostavilo da je nadobudnik - nisu ga tražili, ali je pronađen ...
Čudan element
Prošlo je više od 30 godina od otkrića Crookesa, a talij je još uvijek bio jedan od najmanje proučavanih elemenata. Tražena je u prirodi i pronađena, ali po pravilu u minimalnim koncentracijama. Tek 1896. ruski naučnik I. A. Antipov otkrio je povećan sadržaj talijuma u šleskom markazitu.

U to vrijeme o taliju se govorilo kao o rijetkom, rasutom elementu, ali i o elementu sa neobičnostima. Gotovo sve ovo važi i danas. Jedino talij nije tako rijedak - njegov sadržaj u zemljinoj kori iznosi 0,0003% - mnogo više od, na primjer, zlata, srebra ili. Pronađeni su i sopstveni minerali ovog elementa - veoma retki minerali lorandit TlASS2, vrbait Tl (As, Sb) 3 S 5 i drugi. Ali niti jedno nalazište minerala talijuma na Zemlji nije od interesa za industriju. Ovaj element se dobija tokom prerade raznih supstanci i ruda - kao nusproizvod. On je zaista bio veoma rastrojen.
A neobičnosti u njegovim svojstvima, kako kažu, više nego dovoljno. S jedne strane, talij je sličan alkalnim metalima. I u isto vrijeme, donekle je sličan srebru, a donekle olovu i kalaju. Procijenite sami: kao i kalijum i natrijum, talijum obično pokazuje valenciju od 1+, monovalentni talijum hidroksid TYUN je jaka baza, veoma rastvorljiv u vodi. Kao i alkalni metali, talijum je u stanju da formira polijodide, polisulfide, alkoholate... Ali niska rastvorljivost monovalentnog talijum hlorida, bromida i jodida u vodi čini ovaj element srodnim srebru. Ali po izgledu, gustoći, tvrdoći, tački topljenja - za cijeli kompleks fizičkih svojstava - talij najviše podsjeća na olovo.
I istovremeno zauzima mjesto u grupi III periodnog sistema, u istoj podgrupi sa galijumom i indijem, a svojstva elemenata ove podgrupe se mijenjaju sasvim prirodno.
Osim 1+ valencije, može pokazati i 3+ valencu koja je prirodna za element grupe III. Po pravilu, trovalentne soli talijuma je teže rastvoriti od sličnih monovalentnih soli talija. Potonji su, inače, bolje proučeni i od većeg su praktičnog značaja.
Ali postoje jedinjenja koja sadrže i talij. Na primjer, mono- i trovalentni talijev halogenidi mogu međusobno reagirati. I tada nastaju zanimljiva kompleksna jedinjenja, posebno Tl1+ [Tl3+Cl 2 Br 2 ]~. U njemu monovalentni talij djeluje kao kation, a trovalentni je dio kompleksnog anjona.
Ističući kombinaciju različitih svojstava u ovom elementu, francuski hemičar Dumas je napisao: „Ne bi bilo preterivanje ako, sa stanovišta opšte prihvaćene klasifikacije metala, kažemo da, ali kombinuje suprotna svojstva koja nam omogućavaju da nazovemo to je paradoksalan metal.” Nadalje, Dumas tvrdi da među metalima kontroverzni talij zauzima isto mjesto kao platipus među životinjama. U isto vrijeme, Dumas (a on je bio jedan od prvih istraživača elementa br. 81) je vjerovao da je "talijum predodređen da napravi eru u historiji hemije".
Još nije napravio eru i vjerovatno neće. Ali našao je praktičnu primjenu (iako ne odmah). Za neke industrije i nauku, ovaj element je zaista važan.

Primjena talija

Talij je ostao "nezaposlen" 60 godina nakon Crookesovog otkrića. Ali do početka 20-ih godina našeg stoljeća otkrivena su specifična svojstva preparata talijuma i odmah se pojavila potražnja za njima.
Godine 1920. u Njemačkoj je dobijen patentirani otrov protiv glodara, koji je uključivao talijum sulfat Tl 2 S0 4 . Ova supstanca bez ukusa i mirisa ponekad je uključena u sastav insekticida i kućnih ljubimaca i danas.
Iste 1920. godine u časopisu Physical Review pojavio se članak Kejsa koji je otkrio da se električna provodljivost jednog od jedinjenja talijuma (njegovog oksisulfida) menja pod uticajem svetlosti. Ubrzo su napravljene prve fotoćelije, čiji je radni medij bila upravo ova supstanca. Posebno su osjetljivi na infracrvene zrake.
Druga jedinjenja elementa br. 81, posebno mešani kristali monovalentnog talij bromida i jodida, dobro propuštaju infracrvene zrake. Takvi kristali su prvi put dobijeni tokom Drugog svetskog rata. Uzgajane su u platinastim loncima na 470°C i korištene u infracrvenim signalnim uređajima, kao i za otkrivanje neprijateljskih snajpera. Kasnije su TlBr i TlI korišćeni u scintilacionim brojačima za registrovanje alfa i beta zračenja...

Poznato je da se opekotine na našoj koži javljaju uglavnom zbog ultraljubičastih zraka i da ovi zraci imaju i baktericidni učinak. Međutim, kako je utvrđeno, nisu svi zraci ultraljubičastog dijela spektra jednako efikasni. Lekari emituju eritemsko, ili eritemsko zračenje (od latinskog, aeritema - „crvenilo“), a dejstva su pravi „zraci tamnjenja“. I, naravno, materijali koji mogu pretvoriti primarno ultraljubičasto zračenje u eritemske zrake vrlo su važni za fizioterapiju. Ispostavilo se da su takvi materijali neki silikati i fosfati zemnoalkalnih metala aktivirani talijem.
U medicini se koriste i druga jedinjenja elementa br. 81. Koriste se, posebno, za uklanjanje dlaka kod lišajeva – soli talijuma u odgovarajućim dozama dovode do privremene ćelavosti. Široku upotrebu soli talijuma u medicini ometa činjenica da je razlika između terapijskih i toksičnih doza ovih soli mala. Toksičnost talijuma i njegovih soli zahtijeva da se njima rukuje pažljivo i pažljivo.
Do sada smo se, govoreći o praktičnim prednostima talijuma, dotakli samo njegovih spojeva. Može se dodati da se talijum karbonat Tl 2 C0 3 koristi za dobijanje stakla sa visokim indeksom prelamanja svetlosnih zraka, ali šta je sa samim talijem? Također se koristi, iako možda ne tako široko kao soli. Metalni talij je dio nekih legura, dajući im otpornost na kiseline, čvrstoću i otpornost na habanje. Najčešće se talij uvodi u legure na bazi srodnog olova. Legura ležaja - 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn i 8% Tl će nadmašiti najbolje legure kalajnih ležajeva. Legura od 70% Pb, 20% Sn i 10% T1 otporna je na azotnu i hlorovodoničnu kiselinu.
Nešto odvojeno je njena legura sa živom - talijev amalgam, koja sadrži približno 8,5% elementa br. 81. U normalnim uslovima je tečna i, za razliku od čiste žive, ostaje u tečnom stanju na temperaturama do -60°C. koristi se u tečnim kapcima, prekidačima, termometrima koji rade u uslovima krajnjeg severa, u eksperimentima sa niskim temperaturama.
U hemijskoj industriji, metalni talij, kao i neka njegova jedinjenja, koristi se kao katalizator, posebno u redukciji nitrobenzena vodonikom.
Ni radioizotopi talijuma nisu ostali bez posla. Talij-204 (vrijeme poluraspada 3,56 godina) je čisti beta emiter. Koristi se u instrumentaciji dizajniranoj za mjerenje debljine premaza i proizvoda sa tankim zidovima. Slične instalacije s radioaktivnim talijem uklanjaju naboje statičkog elektriciteta iz gotovih proizvoda u papirnoj i tekstilnoj industriji.
Mislimo da su već navedeni primjeri sasvim dovoljni da se bezuvjetno dokazana korisnost elementa broj 81. Ali nismo rekli da će talij napraviti eru u hemiji - ovo je sve Dumas. Ne Alexandre Dumas, doduše (što bi, s obzirom na njegovu maštu, bilo sasvim razumljivo), već Jean Baptiste Andre Dumas, pisčev imenjak, prilično ozbiljan hemičar.
Ali, napominjemo da i fantazija hemičarima donosi više dobra nego štete...
JOŠ MALO ISTORIJE. Francuski hemičar Lamy otkrio je talij nezavisno od Crookesa. On je otkrio zelenu spektralnu liniju dok je ispitivao mulj iz drugog postrojenja za proizvodnju sumporne kiseline. Bio je prvi koji je dobio nešto elementarnog talijuma, utvrdio njegovu metalnu prirodu i proučio neka njegova svojstva. Crooks je bio samo nekoliko mjeseci ispred Lamyja.

Waist Minerals

U nekim retkim mineralima - loranditu, vrbaitu, gučinsonitu, krooksitu - sadržaj elementa br. 81 je veoma visok - od 16 do 80%. Jedina šteta je što su svi ovi minerali veoma rijetki. Posljednji mineral talijuma, koji je gotovo čisti trovalentni talijum oksid TlOz (79,52% Tl), pronađen je 1956. godine u Uzbekistanu. Ovaj mineral je nazvan Avicena - u čast mudraca, liječnika i filozofa Avicenna, tačnije Abu Ali ibn Sina.

Talij u prirodi

Talij se nalazi u biljnim i životinjskim organizmima. Nalazi se u duhanu, korijenu cikorije, spanaću, bukovom drvetu, grožđu, cvekli i drugim biljkama. Od životinja najviše talija sadrže meduze, anemone, morske zvijezde i drugi stanovnici mora. Neke biljke akumuliraju talij tokom svoje vitalne aktivnosti. Talij je pronađen u repi uzgojenoj na tlu u kojem najsuptilnije analitičke metode nisu mogle otkriti element br. 81. Kasnije je ustanovljeno da čak i uz minimalnu koncentraciju talijuma u tlu, repa ga može koncentrirati i akumulirati.
NE SAMO IZ DIMNJAKA. Discoverer hemijski element pronašao ga u letećoj prašini fabrike sumporne kiseline. Sada se čini prirodnim da je talij, zapravo, pronađen u dimnjaku - uostalom, na temperaturi topljenja ruda, spojevi talijuma postaju hlapljivi. U prašini koja se upuhuje u dimnjak kondenziraju se u pravilu u obliku oksida i sulfata. Za ekstrakciju talijuma iz smjese (a prašina je mješavina mnogih supstanci), pomaže dobra rastvorljivost većine monovalentnih jedinjenja talijuma. Izvlače se iz prašine zakiseljenom toplom vodom. Povećana rastvorljivost pomaže da se talij uspešno očisti od brojnih nečistoća. Nakon toga se dobija metalni talij. Način dobivanja metalnog talijuma ovisi o tome koji je njegov spoj bio konačni proizvod prethodne faze proizvodnje. Ako se dobije talijev karbonat, sulfat ili perklorat, tada se iz njih elektrolizom ekstrahuje element br. 81; ako se dobije hlorid ili oksalat, onda pribjegavajte uobičajenom oporavku. Tehnološki najnapredniji talijev sulfat topiv u vodi Tl 2 S0 4 . On sam služi kao elektrolit, prilikom čije se elektrolize na aluminijske katode taloži spužvasti talij. Ovaj sunđer se zatim presuje, topi i lijeva u kalup. Treba imati na umu da se talij uvijek dobiva usputno: zajedno s olovom i nekim drugim elementima. Takva je sudbina rasejanih...

Najlakši izotop talijuma

Element broj 81 ima dva stabilna i 19 radioaktivnih izotopa (sa masenim brojevima od 189 do 210). Poslednji, 1972. godine, u Laboratoriji za nuklearne probleme Zajedničkog instituta za nuklearna istraživanja u Dubni, dobio je najlakši izotop ovog elementa, talijum-189. Dobiven je zračenjem olovne difluoridne mete ubrzanim protonima sa energijom od 660 MeV, nakon čega je uslijedilo odvajanje proizvoda nuklearnih reakcija u separatoru mase. Pokazalo se da je vrijeme poluraspada najlakšeg izotopa talijuma približno isto kao i kod najtežeg, iznosi 1,4 ± 0,4 minuta (za 210 Tl -1,32 minute).