ٽينٽالم ڪلورائڊ: استعمال ۽ پيداوار

ٽينٽالم ڪلورائڊ ڪيئن تيار ڪجي ٿي

ٽينٽالم پينٽاڪلورائيد پيدا ڪرڻ ۾ ڪنهن نه ڪنهن صورت ۾ ٽينٽالم کي ڪلورينيٽ ڪرڻ شامل آهي. ٻه مکيه رستا آهن: ٽينٽالم ڌاتو جي ڪلورينيشن، ۽ ٽينٽالم مرکبات (عام طور تي آڪسائيڊ) جي ڪلورينيشن. سڀني حالتن ۾، رد عمل کي خشڪ، آڪسيجن کان پاڪ ماحول ۾ ڪيو وڃي. بنيادي عمل آهن:

● ڌاتوئي ٽينٽالم جو سڌو ڪلورينيشن:باریک ورهايل ٽينٽالم ڌاتو (اڪثر ڪري فائلنگ يا پائوڊر) کي ڪلورين گئس جي وهڪري ۾ گرم ڪيو ويندو آهي. 170-250 °C جي چوڌاري گرمي پد تي، ڪلورين ڌاتو سان رد عمل ڪري TaCl₅ بخار ٺاهيندي آهي:
2 Ta+5 Cl2⟶2 TaCl5.2\,Ta + 5\,Cl_2 \longrightarrow 2\,TaCl_5.
هي خارجي حرارتي رد عمل جلدي ڌاتو کي ڪلورائڊ ۾ تبديل ڪري ٿو. عملي طور تي، ٽينٽالم کي فرنس يا ري ايڪٽر ۾ رکيو ويندو آهي ۽ Cl₂ گئس ان جي مٿان ڪنٽرول ٿيل درجه حرارت تي وهائي ويندي آهي. نتيجي ۾ TaCl₅ بخار پوءِ مائع يا ٺوس ۾ ڳري ويندو آهي جيئن اهو ٿڌو ٿيندو آهي. (هڪ لاڳاپيل طريقو Cl₂ جي بدران هائيڊروجن ڪلورائڊ گئس (HCl) استعمال ڪندو آهي، پر ان کي رد عمل کي هلائڻ لاءِ وڌيڪ گرمي پد جي ضرورت هوندي آهي - تقريبن 400 °C.)

● اڻ سڌي طرح ڪلورينيشن (آڪسائيڊ مان):گهڻو ڪري، اعليٰ پاڪائي واري ٽينٽالم ڌاتو آساني سان دستياب نه هوندي آهي يا تمام مهانگي هوندي آهي. ان جي بدران، ڪو به ٽينٽالم پينٽ آڪسائيڊ (Ta₂O₅) سان شروع ڪري سگهي ٿو، جيڪو معدنيات جي ڪنسنٽريٽس ۾ وافر مقدار ۾ هوندو آهي. Ta₂O₅ کي ڪلورينٽنگ ايجنٽ استعمال ڪندي TaCl₅ ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو جهڙوڪٿائنيل ڪلورائڊ (SOCl₂). رد عمل هي آهي:
Ta2O5+5 SOCl2→240∘C2 TaCl5+5 SO2.\text{Ta}_2\text{O}_5 + 5\,SOCl_2 \xrightarrow{240^\circ\text{C}} 2\,TaCl_5 + 5\,SO_2.
هن طريقي ۾، مضبوط Ta₂O₅ کي مائع SOCl₂ سان ملايو ويندو آهي ۽ گرم ڪيو ويندو آهي (تقريبن 240 °C). SOCl₂ مؤثر طريقي سان آڪسائيڊ کي ڪلورائڊ ۾ تبديل ڪري ٿو، سلفر ڊاءِ آڪسائيڊ گئس کي ضمني پيداوار طور پيدا ڪري ٿو. هي اڻ سڌي رستو آڪسائيڊ پائوڊر سان ڪم ڪرڻ وقت ڪارآمد آهي ۽ تمام خالص TaCl₅ پيدا ڪري سگهي ٿو.

مٿيان ٻئي طريقا پيدا ڪن ٿاTaCl₅ گيس، جيڪو پوءِ هجڻ گهرجيڳريل ۽ صاف ڪيل. عملي طور تي، ڪلورين تي مشتمل گئس کي ٿڌو ڪيو ويندو آهي ته جيئن TaCl₅ مائع ٿئي (اُبلڻ جو نقطو ~239 °C). ڊسٽليشن اڪثر ڪري TaCl₅ کي ڪنهن به نجاست يا گهٽ اُبلندڙ مواد کان الڳ ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. مثال طور، ليبارٽري ۾ سنٿيسائيز ڪرڻ وقت، ڪو به گئس کي ٿڌي ٽريپ يا ڪنڊينسر جي هڪ سيريز ذريعي منتقل ڪري سگهي ٿو. ڪنڊينسيشن کان پوءِ، پيداوار کي خشڪ ڪيو ويندو آهي (ويڪيوم هيٺ نرميءَ سان گرم ڪيو ويندو آهي) نمي جا نشان هٽائڻ لاءِ. ان جي نتيجي ۾ هڪ اعليٰ پاڪائي وارو اڇو ٺوس هوندو آهي. (Aٽيبلانهن سنٿيسس طريقن جو خلاصو - ري ايڪٽنٽ، حالتون، ۽ مصنوعات جي فهرست - رستن جي مقابلي ۾ مدد ڪري سگهي ٿي.)

● معدنيات مان صنعتي ڪڍڻ:وڏي پيماني تي، ٽينٽالم اڪثر ڪري ٽينٽالائيٽ يا ڪولٽن جهڙن معدنيات مان حاصل ڪيو ويندو آهي، جن ۾ ٽينٽالم ۽ نائوبيم آڪسائيڊ ٻئي هوندا آهن. هڪ صنعتي عمل ۾، معدنيات جي ڪنسنٽريٽ کي ڪاربان (ڪوڪ) سان ملايو ويندو آهي ۽ تيز گرمي پد تي ڪلورين گئس سان رد عمل ڪيو ويندو آهي. هي ڪاربوڪلورينيشن آڪسائيڊ کي غير مستحڪم ڪلورائيڊ ۾ تبديل ڪري ٿو. شروعات ۾، ٽائيٽينيم، نائوبيم، ۽ ٽينٽلم ڪلورائيڊ جو مرکب "ٽائيٽينيم-نائيوبيم-ٽينٽلم آڪسي ڪلورائيڊ" نالي هڪ مائع ۾ ٺهندو آهي ۽ گاڙجي ويندو آهي. هي مائع جزوي طور تي ڊسٽل ڪيو ويندو آهي: پهرين ٽائيٽينيم ٽيٽرا ڪلورائيڊ (TiCl₄) کي هٽايو ويندو آهي (136 °C تي اُبلندو آهي)، گهڻو ڪري نائوبيم ۽ ٽينٽلم ڪلورائيڊ ڇڏي ويندا آهن. باقي مرکب کي پوءِ وڌيڪ ڪلورينٽ ڪيو ويندو آهي (جيڪڏهن ضرورت هجي) ته ڪنهن به آڪسي ڪلورائيڊ کي پينٽا ڪلورائيڊ ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي. آخرڪار، نائوبيم ڪلورائڊ (NbCl₅) ۽ ٽينٽالم ڪلورائڊ (TaCl₅) کي جزوي ڊسٽليشن ذريعي الڳ ڪيو ويندو آهي، ڇاڪاڻ ته TaCl₅ 239 °C تي ۽ NbCl₅ 248 °C تي اُبلندو آهي. آخري نتيجو TaCl₅ کي صاف ڪيو ويندو آهي. هي TaCl₅ اڪثر ڪري پاڻيءَ واري امونيا سان رد عمل ڪري امونيم ٽينٽالم فلورائيڊ يا آڪسي ڪلورائڊ کي تيز ڪري ٿو، جيڪو ڪيلسينيشن تي الٽرا-پيور Ta₂O₅ پيدا ڪري ٿو. اصل ۾، TaCl₅ ان جي معدنيات مان ٽينٽالم کي صاف ڪرڻ ۾ وچولي طور ڪم ڪري ٿو. الف.فلو چارٽانهن مرحلن کي بيان ڪرڻ - خام معدنيات کان TaCl₅ تائين آڪسائيڊ تائين - پڙهندڙن لاءِ صنعتي عمل کي ڏسڻ لاءِ ڪارآمد ثابت ٿيندو.

خلاصو، ٽينٽالم ڪلورائڊ ٽينٽالم ڌاتو يا مرکبات جي هيلوجنيشن ذريعي پيدا ٿئي ٿو. Cl₂ سان Ta ڌاتو جو سڌو ڪلورينيشن سڀ کان آسان ليبارٽري رستو آهي، جڏهن ته صنعتي عمل اڪثر ڪري ڪاربان (ڪاربوڪلورينيشن) يا ٻين ڪلورينيشن ايجنٽن سان ٽينٽالم آڪسائيڊ ڪنسنٽريٽس جي اعليٰ درجه حرارت جي ڪلورينيشن استعمال ڪندا آهن. گيسي TaCl₅ کي پوءِ گاس ڪيو ويندو آهي ۽ اعليٰ پاڪائي تائين ڊسٽل ڪيو ويندو آهي. خاص طور تي، هڪ ٺاهيندڙ جو ٽيڪنيڪل نوٽ زور ڏئي ٿو ته TaCl₅ کي "نامياتي مادن جي ڪلورينيشن" ۾ ۽ خالص ٽينٽالم ڌاتو پيدا ڪرڻ ۾ "ڪيميائي وچولي" جي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي، هڪ ريجنٽ ۽ هڪ اهم وچولي ٻنهي جي حيثيت سان ان جي ڪردار کي اجاگر ڪري ٿو.