Таллий – история открытия и основные вехи использования.  Таллий: гарантированное облысение

Одним из химических элементов, который относится к металлической группе, является талий. Таллий в организме человека всегда присутствует в небольшом количестве. Несмотря на это контакта с ним следует избегать, поскольку приводит к тяжелой форме интоксикации. Таллий имеет ядовитое действие на человека.

Что собой представляет талий и возможные способы отравления им

Прежде чем выяснить, где можно отравиться, необходимо ответить на вопрос: соли таллия - что это? Это сильнодействующий токсин, который поражает периферическую и центральную нервную систему, почки, желудочно-кишечный тракт. В промышленности его используют намного реже, чем другие металлы. Важно помнить, что любой контакт с ним в большинстве случаев заканчивается смертью, поскольку является сильнодействующим ядом.

Во время многочисленных экспериментов данный химический элемент был выявлен в организме человека в большем количестве именно в жировых тканях. По сегодняшний день его функции и предназначение в нашем организме остаются большой загадкой. В растениях находится его минимальное количество. Поэтому ученые считают, что таллий (или thallium) попадает в организм человека именно с растительными продуктами. Концентрация настолько мала, что никакого вреда здоровью он не причиняет.

Важно знать, где содержится яд. Интоксикация может произойти в одной из следующих ситуаций:

• Работа с пестицидами или инсектицидами. Большая часть отравлений наблюдается у работников сельского хозяйства.
• Во время работы на производстве, где используют талий. Например, производство пиротехники, термометров, красок флуоресцентных и лампочек.
• Металл входит в состав ядов для грызунов, поэтому отравление может произойти во время обработки помещения против грызунов.
• Чаще всего дети травятся от попадания вовнутрь средства, которое содержит пестициды таллия. Так важно прятать от ребенка все отравы, растворы и химикаты, ведь он еще ничего не знает о предстоящей опасности. Для маленького организма даже самое минимальное количество подобного вещества может стать последним.

Во время работы с таллием обязательно надевается респиратор и защитный костюм.Для отравления не всегда нужен контакт с кожей, достаточно сульфат талию попасть в организм через дыхательные пути. Очень часто этот химический элемент используют для того, чтобы намеренно убить человека.

Действие таллия на организм

Выше мы выяснили, что данный металл имеет 3 пути попадания в организм:

• контакт с кожей,
• через пищеварительную систему,
• через дыхательные пути.

Таллий имеет ядовитое действие на организм человека. Достаточно 1 грамма для отравления. Большее количество приводит к смерти. Самое быстрое и тяжелое отравление наблюдается в ситуациях когда таллий (thallium) проглотили. Попадание его в желудок приводит к локальному воспалению. Достаточно менее часа для того, чтобы этот яд распространился по всему организму. Больше всех страдают почки, поскольку лишь они способны вывести его из организма. А именно происходит нарушение их функций, поскольку таллий оседает на внутренних стенках органов. Выводится из организма очень и очень медленно. Понадобится до 3-х месяцев, чтобы полностью очистить организм от небольшого количества яда.

Не только почки, но и все остальные жизненно важные органы страдают от интоксикации. В сердце, нервных клетках головного мозга, печени, нервных путях и сосудах наблюдается оседание металла. В более тяжелых случаях отмечается отек головного мозга. Как правило, именно это становится причиной всех смертей в ходе отравления.

Проявления отравления таллием

Сложность интоксикации напрямую зависит не только от количества принятого яда, но и от возраста пострадавшего и его веса. Ребенку необходимо намного меньше времени и количества химиката для развития отравления.

Спустя первые 2 часа можно наблюдать, как начинают проявляться первые симптомы. Общее состояние пострадавшего начинает быстро ухудшаться и спустя это время можно наблюдать полную клиническую картину. Первые симптомы отравления таллием:

• Острая боль в животе, которая быстро распространяется. В этот момент поражаются все отделы кишечника и желудка.
• Тошнота, после чего следует рвота. Обычно рвотная масса состоит из желудочного сока, желчи и остатков съеденного.
• Вследствие поражения кишечника наступает диарея, которая сопровождается кровью. Это вызвано кровотечением в кишечнике.
• Учащенный ритм сердца или тахикардия могут привести в скором времени к постоянно нарушенному ритму сердца.
• Частое дыхание.
• Наблюдается падание артериального давления. Это вызвано внутренним кровотечением в области кишечника.

Если вовремя не обратиться за медицинской помощью, то на протяжении следующей недели добавляются такие симптомы:

• приступы судорог, которые очень напоминают эпилепсию,
• сильная и постоянная головная боль находится в одной части головы,
• апатия, ярко выраженная слабость всего организма,
• миалгия, так званая мышечная боль, которая локализируется в нижних конечностях,
• пошатывания, нарушенная координация, особенно заметна при ходьбе. Это говорит о том, что таллий повредил мозжечок,
• воспаление нервных путей или полиневрит, который проявляется болями во всем теле,
• резкое ухудшение зрения, в особо запущенных и тяжелых формах наступает полная слепота, что говорит о поражении в головном мозге зрительного центра,
• потеря сознания, наблюдаются глубокие коматозные состояния.

В случаях острых и тяжелых отравлений пострадавший умирает в течение первых суток вследствие отека мозга или внутреннего кишечного кровотечения.

Первая медицинская помощь при отравлении

Если есть подозрения, что произошла интоксикация таллием, необходимо вызвать скорую помощь, не дожидаясь первых симптомов. Ведь каждая минута важна. Первая помощь и дальнейшее лечение осуществляется лишь медперсоналом в стационарных условиях.

Все что вы можете - это . Таким образом, вы выведите собравшиеся частички талия в желудке и уменьшите тяжесть всего дальнейшего процесса отравления. Следующие мероприятия вы можете провести самостоятельно:

• Очищение желудка. Если яд был проглочен, то данное мероприятие рекомендуется провести в первые минуты. Для этого пострадавшему необходимо выпить залпом более 1-го литра простой воды, после чего вызвать рвотный рефлекс. Для того чтобы спровоцировать рвотный позыв, надавите на корень языка. Необходимо повторить данную процедуру несколько раз. Это поможет вывести из желудка максимальное количество яда. Если наблюдается нарушение сознания, то такая промывка категорически запрещается. Также следует прекратить в случаях, когда рвота имеет темный или даже черный цвет. Такой цвет может говорить лишь о начавшемся внутреннем кровотечении. А промывание лишь усилит его и увеличит объем кровопотери.
• Сорбенты. Стоит заглянуть в аптечку. Возможно, там найдутся препараты группы сорбентов. Внимательно прочтите инструкцию, чтобы понять, какую необходимо больному принять дозировку. Например, на 10 кг веса необходима 1 таблетка активированного угля.
• Питье. Это должна быть простая вода. Именно питье поможет снять обезвоживание, которое может возникнуть в процессе отравления. Следует обратить внимание на температуру воды. Она должна быть комнатной, ни в коем случаи не горячей. Также следует избегать газированных напитков.

Лишь прибывшие на вызов медики могут оказать первую медицинскую помощь. Она состоит из следующих мероприятий:

• вводятся препараты, которые устраняют нарушение дыхания и сердцебиения,
• ставятся специальные капельницы, которые снимают интоксикационный синдром,
• при выраженном кишечном кровотечении вводятся кровоостанавливающие препараты,
• если наблюдается неукротимая рвота, то ,
• маленьким детям или пострадавшим с нарушенным сознанием делают промывку желудка через зонд.

После того как все жизненно важные показатели стабилизировались, его везут в ближайшую больницу. Там проводится госпитализация в токсикологическое отделение или в реанимацию.

Обследование и лечение пострадавшего

В организме не так просто выявить таллий. Для этого рентгенологически исследуют брюшную полость. Его можно увидеть на снимке, поскольку он не пропускает рентгеновские лучи. Он может собираться в области почек или кишечника.

Отравление таллием является очень серьезным, поэтому лечение начинается в минуты госпитализации. Оно состоит из следующих компонентов:

• Вводится дитиокарб – это антидот таллия. Благодаря ему нейтрализуются и выводятся токсины с организма. Но улучшение не происходит мгновенно.
• Гемодиализ также помогает вывести токсины с организма. Проводится в первые сутки отравления. Помогает предотвратить острую почечную недостаточность.
• Если отсутствует кишечное кровотечение, то применяют слабительные препараты.
• Вводятся медикаменты для нормализации и поддержания давления и работы сердца.
• Капельницы, которые направлены на нормализацию давления, а также снижение интоксикации. Любой препарат вводится под строгим контролем электролитного состава крови.

Какие могут быть последствия?

Во всех случаях отмечается, что интоксикация сульфатом таллия никогда не проходит бесследно, в независимости была ли оказана помощь своевременно и правильно или спустя некоторое время. Как правило, последствия остаются на всю жизнь. При более сложных отравлениях после выздоровления наблюдается полная потеря трудоспособности. Самые распространенные последствия после интоксикации:

• Аллопеция. Характерно как для мужчин, так и для женщин. Потеря волос может быть частичная, а может быть и полное облысение. Как правило, это последствие необратимо.
• Сетчатка глаза атрофируется. Это приводит к полной или частичной потери зрения.
• У мужчин импотенция, а у женщин нарушается менструальный цикл, возможно бесплодие.
• Почечная недостаточность вызвана поражением почек, в некоторых случаях пострадавший нуждается в постоянном гемодиализе.
• Атрофия кожи, дерматит, высыпания и покраснения.
• Сердечная недостаточность, которая переходит в хроническую.
• Депрессия.
• Нарушение памяти.
• Развитие эпилепсии.

В связи с тем, что таллий не такой распространенный металл, отравление им встречается редко, но оно намного серьезней, чем остальные. Важно помнить, что такое соли таллия и где содержится яд. Чаще всего страдают дети, которые употребили вещество, в состав которого входит сульфат таллия, или люди, работающие на производстве с его использованием. Для сохранения жизни необходимо вызывать скорую помощь при малейших подозрениях на интоксикацию. Врачам приходится бороться с большим количеством осложнений, которые могут возникнуть, поэтому период лечения и реабилитации является очень длительным. Даже при своевременной первой помощи пострадавший может навсегда остаться инвалидом.

Таллий

ТА́ЛЛИЙ -я; м. [от греч. thallos - молодая зелёная ветвь, побег] Химический элемент (Тl), серебристо-белый с сероватым оттенком металл, мягкий и легкоплавкий (применяется как компонент сплавов, для амальгам).

◁ Та́ллиевый, -ая, -ое.

та́ллий

(лат. Thallium), химический элемент III группы периодической системы. Название от греческого thallós - зелёная ветка (по ярко-зелёной линии спектра). Серебристо-белый металл с сероватым оттенком, мягкий и легкоплавкий; плотность 11,849 г/см 3 , t пл 303,6°C. На воздухе легко окисляется. В природе рассеян, добывают из сульфидных руд. Компонент сплавов, главным образом с оловом и свинцом (кислотоупорные, подшипниковые и др.). Амальгама таллия - жидкость для низкотемпературных термометров. Соединения таллия (TlCl, TlBr, TlI) - оптические материалы для ИК-техники.

ТАЛЛИЙ

ТА́ЛЛИЙ (лат. Tallium, от греческого «таллос» - зеленая ветвь), Tl (читается «таллий»), химический элемент с атомным номером 81, атомная масса 204,383. Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: 205 Tl (содержание 70,5% по массе) и 203 Tl (29,5%). В ничтожных количествах встречаются радиоактивные изотопы таллия: 208 Tl (Т 1/2 3,1 мин, исторический символ ThC), 210 Tl (Т 1/2 1,32 мин, исторический символ RaC) и 206 Tl (Т 1/2 4,19 мин, исторический символ RaЕ) и 207 Tl (Т 1/2 4,78 мин, исторический символ АсC).
Рaсположен в IIIA группе в 6 периоде периодической системы. Конфигурация внешней электронной оболочки 6s 2 p 1 . Степени окисления +1 (наиболее характерна) и +3 (валентности I, III).
Радиус атома 0,171 нм. Радиус иона Tl + 0,164 нм (координационное число 6), 0,173 (8), 0,184 нм (12); иона Tl 3+ 0,089 нм (4), 0,103 нм (6), 0,112 нм (8). Энергии последовательной ионизации 6,108, 20,428, 29,83 и 50,8 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,8.
История открытия
Таллий был открыт спектральным методом в 1861 английским ученым У. Круксом (см. КРУКС Уильям) в шламах свинцовых камер сернокислотного завода города Гарц. Название элемент получил по характерным зеленым линиям своего спектра и зеленой окраске пламени.
Нахождение в природе
Содержание таллия в земной коре 3·10 –4 % по массе. Рассеянный элемент. Содержится a обманках (см. ОБМАНКИ) и колчеданах (см. КОЛЧЕДАНЫ) цинка (см. ЦИНК (химический элемент)) , меди (см. МЕДЬ) и железа (см. ЖЕЛЕЗО) , в калийных солях и слюдах (см. СЛЮДЫ) . Таллий - тяжелый металл, одновременно относится к щелочным металлам.
Собственных минералов таллия известно около 30, например: aрсеносульфид таллия TlAsS 2 (лорандит), крукезит TlCu 7 Se 4 , авиценнит Tl 2 O 3 Содержится в калиевых минералах (слюде, полевых шпатах (см. ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ) ), сульфидных рудах: галените (см. ГАЛЕНИТ) , сфалерите (см. СФАЛЕРИТ) (до 0,1%), маркезите, (до 0,5%), киновари (см. КИНОВАРЬ) . Как примесь присутствует в природных оксидах марганца (см. МАРГАНЕЦ (химический элемент)) и железа (см. ЖЕЛЕЗО) .
Получение
Основное сырье для получения таллия - пыль, образующаяся при обжиге колчедана или обманок, содержащих таллий. Пыль промывают горячей водой и осаждают таллий цинком:
Tl 2 SO 4 +Zn=ZnSO 4 +2Tl.
или соляной кислотой:
Tl 2 SO 4 +2NaCl=2TlCl+Na 2 SO 4 .
Для очистки таллий снова переводят в сульфат и после повторного (или многократного) осаждения в виде хлорида металл выделяют электролитически из сернокислого раствора.
Технический таллий очищают от примеси свинца (см. СВИНЕЦ) растворением металла в азотной кислоте с последующим осаждением свинца сероводородом (см. СЕРОВОДОРОД) .
Физические и химические свойства
Тaллий - белый металл с голубоватым оттенком. Существует в трех модификациях. Низкотемпературная модификация Tl II с гексагональной решеткой, a =0,34566 нм, c =0,55248 нм. Выше 234°C существует высокотемпературная модификация Tl I, с объемной центрированной кубической решеткой типа a-Fe, а =0,3882 нм. При 3,67 ГПа и 25°C - Tl III-модификация с кубической гранецентрированной решеткой, а =0,4778 нм.
Температура плавления 303°C, кипения 1475°C. Плотность 11,849 г/см 3 . Таллий диамагнитен. При температуре 2,39К он переходит в сверхпроводящее состояние.
Стандартный электродный потенциал пары Tl 3+ /Tl 0 +0,72 B, пары Tl +/ Tl 0 –0,34 B.
На воздухе таллий покрывается черной пленкой оксидов Tl 2 O и Tl 2 O 3 . С водой, не содержащей кислорода (см. КИСЛОРОД) , таллий не реагирует. В присутствии кислорода образуется гидроксид TlOH:
4Tl+2H 2 O+O 2 =4TlOH.
Озон окисляет таллий до Tl 2 O 3 .
С этанолом (см. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ) таллий взаимодействует, образуя алкоголят:
2Tl+2C 2 H 5 OH=2C 2 H 5 OTl+H 2 ,
если реакцию вести в струе воздуха, образуются вода и алкоголят.
В соляной кислоте (см. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА) таллий пассивируется, так как образуется нерастворимый хлорид TlCl. Таллий взаимодействует с азотной (см. АЗОТНАЯ КИСЛОТА) и серной (см. СЕРНАЯ КИСЛОТА) кислотами.
Со щелочами без окислителей не взаимодействует.
При комнатной температуре реагирует с галогенами (см. ГАЛОГЕНЫ) . С фосфором (см. ФОСФОР) , мышьяком (см. МЫШЬЯК) , серой (см. СЕРА) реагирует при нагревании. С водородом (см. ВОДОРОД) , азотом (см. АЗОТ) , аммонием (см. АММОНИЙ (в химии)) , углеродом (см. УГЛЕРОД) , кремнием (см. КРЕМНИЙ) , бором (см. БОР (химический элемент)) и сухим оксидом углерода (см. УГЛЕРОДА ОКСИД) таллий не взаимодействует.
Соединения таллия (I) по своему химическому поведению напоминают соединения калия, серебра (см. СЕРЕБРО) и свинца. Соединения Tl (III) - сильные окислители, неустойчивы к нагреванию и подвергаются гидролизу. Их получают, окисляя соединения Tl (I) сильными окислителями (персульфатом калия K 2 S 2 O 8 , броматом калия KBrO 3 или бромной водой).
Получены тригалогениды таллия со F 2 , Cl 2 и Br 2 . TlI 3 является полииодидом Tl (I) и содержит трииодид-ион I 3 – .
Оксид таллия(III) образуется при осторожном термическом разложении нитрата Tl(NO 3) 3:
2Tl(NO 3)=Tl 2 O 3 +NO 2 +NO
Выше 500°C на воздухе Tl 2 O 3 переходит в Tl 2 O.
Оксид таллия (I) получают обезвоживанием гидроксида таллия (I):
2TlOH=Tl 2 O+H 2 O.
Этот оксид проявляет свойства оксидов щелочных металлов.
Большинство соединений Tl(I) обладают светочувствительностью.
В конце 20 века синтезированы сложные слоистые оксиды TlBa 2 Ca n–1 Cu n O 2n+3 , обладающие высокотемпературной сверхпроводимостью (температура перехода 100К).
Применение
Тaллий используют при изготовлении подшипников и кислотоустойчивых сплавов (на основе свинца и олова). Амальгаму таллия применяют в термометрах для измерения низких температур. Сульфиды, селениды и теллуриды таллия используются a полупроводниковой технике. Соединения таллия применяются в фотографии.
Физиологическое действие
Таллий и его соединения высокотоксичны вследствие того, что катион Tl + образует прочные соединения с серосодержащими лигандами:
Tl + +R–SH=R–S–TI+Н +
Поэтому соединения Tl + подавляют активность ферментов, содержащих тиогруппы SH.
Вследствие близости радиусов K + и Tl + эти ионы обладают сходными свойствами и способны замещать друг друга в ферментах. Попадание в организм даже очень незначительных количеств соединений Tl + вызывает выпадение волос, поражение нервной системы, почек, желудка.
ПДК в воде 0,0001 мг/л, для соединений таллия в воздухе рабочих помещений 0,01 мг/м 3 , в атмосферном воздухе 0.004 мг/м 3 . В качестве противоядия используют серосодержащую aминокислоту цистеин HS–CH 2 CH(NH 2)COOH.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Синонимы :

Смотреть что такое "таллий" в других словарях:

Металл, открытый посредством спектрального анализа, похож на свинец, наход. в сером колчедане и медн. рудах. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ТАЛЛИЙ металл, во многом напоминает свинец, обладает… … Словарь иностранных слов русского языка

- (символ Тl), блестящий металлический элемент III группы периодической таблицы. Открыт в 1861 г. Мягкий и пластичный, добывается как побочный продукт переработки свинцовых или цинковых руд. Используется в электронике, инфракрасных датчиках, при… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (Tallium), Tl, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 81, атомная масса 204,283; металл. Открыт в 1861 У. Круксом (Великобритания), получен тогда же К. Лами (Франция) … Современная энциклопедия

Таллий - элемент главной подгруппы третьей группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, атомный номер 81. Обозначается символом Tl (лат. Thallium ). Относится к группе тяжелых металлов. Простое вещество таллий - мягкий металл белого цвета с голубоватым оттенком.

История и происхождение названия

Таллий был открыт спектральным методом в 1861 году Уильямом Круксом в шламах свинцовых камер сернокислотного завода города Гарц. Чистый металлический таллий был независимо получен Круксом и французским химиком Клодом-Огюстом Лами в 1862 году.

В марте 1861 г. английский ученый Уильям Крукс исследовал пыль, которую улавливали на одном из сернокислотных производств. Крукс полагал, что эта пыль должна содержать селен и теллур – аналоги серы. Селен он нашел, а вот теллура обычными химическими методами обнаружить не смог. Тогда Крукс решил воспользоваться новым для того времени и очень чувствительным методом спектрального анализа. В спектре он неожиданно для себя обнаружил новую линию светло-зеленого цвета, которую нельзя было приписать ни одному из известных элементов. Эта яркая линия была первой «весточкой» нового элемента. Благодаря ей он был обнаружен и благодаря ей назван по-латыни thallus – «распускающаяся ветка». Спектральная линия цвета молодой листвы оказалась «визитной карточкой» таллия.

Нахождение таллия в природе

Больше 30 лет прошло после открытия Крукса, а таллий все еще оставался одним из наименее изученных элементов. Его искали в природе и находили, но, как правило, в минимальных концентрациях. Лишь в 1896 г. русский ученый И.А. Антипов обнаружил повышенное содержание таллия в силезских марказитах.

Таллий - рассеянный элемент. Содержится в обманках и колчеданах цинка, меди и железа, в калийных солях и слюдах. Таллий - тяжелый металл. Известно лишь семь минералов таллия (например, круксит (Cu, Tl, Ag) 2 Se, лорандит TlAsS 2 , врбаит Tl 4 Hg 3 Sb 2 As 8 S 20 , гутчинсонит (Pb, Tl)S Ag 2 S 5As 2 S 5 , авиценнит Tl 2 O 3 и другие), все они крайне редкие. Главная масса таллия связана с сульфидами и прежде всего с дисульфидами железа. В пирите он установлен в 25% проанализированных образцов. Его содержание в дисульфидах железа нередко составляет 0,1 – 0,2%, а иногда достигает 0,5%. В галените содержание таллия колеблется от 0,003 до 0,1% и редко более. Высокие концентрации таллия в дисульфидах и галенитах характерны для низкотемпературных свинцово-цинковых месторождений в известняках. Содержание таллия, достигающее 0,5% отмечается в некоторых сульфосолях. Небольшое количество таллия встречается во многих других сульфидах, например в сфалеритах и халькопиритах некоторых медноколчеданных месторождений. Его содержание колеблется от 25 до 50 г/т.

Но ни одно месторождение минералов таллия на Земле не представляет интереса для промышленности. Получают этот элемент при переработке различных веществ и руд – как побочный продукт.

Наибольшее геохимическое сходство таллий имеет с К, Rb,Cs, а также с Pb, Ag, Cu, Bi. Таллий легко мигрирует в биосфере. Из природных вод он сорбируется углями, глинами, гидроксидами марганца, накапливается при испарении воды (например, в озере Сиваш до 5·10 -8 г/л). Содержится в калиевых минералах (слюде, полевых шпатах), сульфидных рудах: галените, сфалерите, маркезите (до 0,5 %), киновари. Как примесь присутствует в природных оксидах марганца и железа.

Таллий обнаружен в растительных и животных организмах. Он содержится в табаке, корнях цикория, шпинате, древесине бука, в винограде, свекле и других растениях. Из животных больше всего таллия содержат медузы, актинии, морские звезды и другие обитатели морей. Некоторые растения аккумулируют таллий в процессе жизнедеятельности. Таллий был обнаружен в свекле, произраставшей на почве, в которой самыми тонкими аналитическими методами не удавалось обнаружить элемент.

Получение таллия

Технически чистый таллий очищают от других элементов, содержащихся в колошниковой пыли (Ni, Zn, Cd, In, Ge, Pb, As, Se, Te), растворением в теплой разбавленной кислоте с последующим осаждением нерастворимого сульфата свинца и добавлением HCl для осаждения хлорида таллия (TlCl). Дальнейшая очистка достигается электролизом сульфата таллия в разбавленной серной кислоте с использованием проволоки из платины с последующим плавлением выделившегося таллия в атмосфере водорода при 350-400° С.

Первооткрыватель таллия нашел его в летучей пыли сернокислотного завода. Сейчас кажется естественным, что таллий, по существу, нашли в дымоходе – ведь при температуре плавки руд соединения таллия становятся летучими. В пыли, уносимой в дымоход, они конденсируются, как правило, в виде окиси и сульфата. Извлечь таллий из смеси (а, пыль – это смесь многих веществ) помогает хорошая растворимость большинства соединений одновалентного таллия. Их извлекают из пыли подкисленной горячей водой. Повышенная растворимость помогает успешно очищать таллий от многочисленных примесей. После этого получают металлический таллий. Способ получения металлического таллия зависит от того, какое его соединение было конечным продуктом предыдущей производственной стадии. Если был получен карбонат, сульфат или перхлорат таллия, то из них элемент №81 извлекают электролизом; если же был получен хлорид или оксалат, то прибегают к обычному восстановлению. Наиболее технологичен растворимый в воде сульфат таллия Tl 2 SO 4 . Он сам служит электролитом, При электролизе которого на катодах из алюминия оседает губчатый таллий. Эту губку затем прессуют, плавят и отливают в форму. Следует помнить, что таллий всегда получают попутно: попутно со свинцом, цинком, кадмием и некоторыми другими элементами.

Физические и химические свойства таллия

С одной стороны, таллий сходен со щелочными металлами. И в то же время он чем-то похож на серебро, а чем-то на свинец и олово. Судите сами: подобно калию и натрию, таллий обычно проявляет валентность 1+, гидроокись одновалентного таллия TlOH – сильное основание, хорошо растворимое в воде. Как и щелочные металлы, таллий способен образовывать полииодиды, полисульфиды, алкоголяты. Зато слабая растворимость в воде хлорида, бромида и иодида одновалентного таллия роднит этот элемент с серебром. А по внешнему виду, плотности, твердости, температуре плавления – по всему комплексу физических свойств – таллий больше всего напоминает свинец.

И при этом он занимает место в III группе периодической системы, в одной подгруппе с галлием и индием, и свойства элементов этой подгруппы изменяются вполне закономерно.

Помимо валентности 1+, таллий может проявлять и естественную для элемента III группы валентность 34-. Как правило, соли трехвалентного таллия труднее растворить, чем аналогичные соли таллия одновалентного. Последние, кстати, изучены лучше и имеют большее практическое значение.

Но есть соединения, в состав которых входит и тот и другой таллий. Например, способны реагировать между собой галогениды одно- и трехвалентного таллия. И тогда возникают любопытные комплексные соединения, в частности Tl 1+ – . В нем одновалентный таллий выступает в качестве катиона, а трехвалентный входит в состав комплексного аниона.

Таллий - белый металл с голубоватым оттенком. Существует в трёх модификациях.

Низкотемпературная модификация Tl II с гексагональной решеткой, a =0,34566 нм, c =0,55248 нм. Выше 234 °C существует высокотемпературная модификация Tl I, с объёмной центрированной кубической решеткой типа α-Fe, а =0,3882 нм. При 3,67 ГПа и 25 °C - Tl III-модификация с кубической гранецентрированной решеткой, а =0,4778 нм.

Таллий диамагнитен. При температуре 2,39 К он переходит в сверхпроводящее состояние.

Влияние таллия на организм человека

Таллий относится к высокотоксичным ядам, и отравление им нередко заканчивается летальным исходом. Отравления таллием и его соединениями возможны при их получении и практическом использовании. Таллий проникает в организм через органы дыхания, неповрежденную кожу и пищеварительный тракт. Выводится из организма в течение длительного времени. Острые, подострые и хронические отравления имеют сходную клиническую картину, различаясь выраженностью и быстротой возникновения симптомов. В острых случаях через 1-2 суток появляются признаки поражения желудочно-кишечного тракта (тошнота, рвота, боли в животе, понос, запор) и дыхательных путей. Через 2-3 недели наблюдаются выпадение волос, явления авитаминоза (сглаживание слизистой оболочки языка, трещины в углах рта и т. д.). В тяжёлых случаях могут развиться полиневриты, психические расстройства, поражения зрения и др.

Для сульфата таллия летальная доза при пероральном приеме составляет для людей около 1 г. Известны случаи, когда смертельными оказывались дозы в 8 мг/кг, а также в 10-15 мг/кг. Отравление продолжаются несколько недель (2-3) недели, причем через 3-4 суток после приема яда наступает мнимое хорошее самочувствие.

Предельно допустимая концентрация в воде для таллия составляет всего лишь 0,0001 мг/м3 , в атмосферном воздухе - 0,004 мг/м3.

Существенную экологическую опасность таллий представляет также в связи с тем, что при извлечении из герметичного контейнера он быстро окисляется на открытом воздухе.

Применение таллия

В 1920 г. в Германии был получен патентованный яд против грызунов, в состав которого входил сульфат таллия Tl 2 SO 4 . Это вещество без вкуса и запаха иногда входит в состав инсектицидов и зооцидов и в наши дни.

Из него были изготовлены первые фотоэлементы, рабочим телом которых было именно это вещество. Особо чувствительными они оказались к инфракрасным лучам.

Другие соединения этого металла, в частности смешанные кристаллы бромида и йодида одновалентного таллия, хорошо пропускают инфракрасные лучи. Такие кристаллы впервые получили в годы второй мировой войны. Их выращивали в платиновых тиглях при 470°C и использовали в приборах инфракрасной сигнализации, а также для обнаружения снайперов на войне.

Соли таллия применяют, в частности, для удаления волос при стригущем лишае – соли таллия в соответствующих дозах приводят к временному облысению. Широкому применению этого металла в медицине препятствует то обстоятельство, что разница между терапевтическими и токсичными дозами этих солей невелика. Токсичность же таллия и его солей требует, чтобы с ними обращались внимательно и осторожно.

Металлический таллий входит в состав некоторых сплавов, придавая им кислотостойкость, прочность, износоустойчивость. Чаще всего таллий вводят в сплавы на основе родственного ему свинца. Подшипниковый сплав – 72% Pb, 15% Sb, 5% Sn и 8% Tl превосходит лучшие оловянные подшипниковые сплавы. Сплав 70% Pb, 20% Sn и 10% Tl устойчив к действию азотной и соляной кислот.

Несколько особняком стоит сплав таллия с ртутью – амальгама таллия, содержащая примерно 8,5% элемента №81. В обычных условиях она жидкая и, в отличие от чистой ртути, остается в жидком состоянии при температуре до –60°C. Сплав используют в жидкостных затворах, переключателях, термометрах, работающих в условиях Крайнего Севера, в опытах с низкими температурами.

В химической промышленности металлический таллий, как и некоторые его соединения, используют в качестве катализатора, в частности при восстановлении нитробензола водородом.

Не остались без работы и радиоизотопы таллия. Таллий-204 (период полураспада 3,56 года) – чистый бета-излучатель. Таллий-204 используется в качестве источника бета-излучения во многих приборах для контроля и исследования производственных процессов. С помощью таких приборов автоматически измеряется, например, толщина движущейся ткани или бумаги: как только бета-лучи, проходящие через слой материала, начинают ослабевать или усиливаться (а это значит, что толщина материала соответственно увеличилась или уменьшилась), автоматическое устройство дает нужную команду и восстанавливает "статус-кво", т. е. оптимальный технологический режим. Другие приборы с радиоактивным таллием как рукой снимают вредный статический заряд, возникающий в производственных помещениях текстильной, бумажной и кинопленочной промышленности.

Изотопы таллия

У элемента два стабильных и 19 радиоактивных изотопов (с массовыми числами от 189 до 210). Последним в 1972 г. в Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований в Дубне получен самый легкий изотоп этого элемента – таллий-189. Его получили, облучая мишень из дифторида свинца ускоренными протонами с энергией 660 МэВ с последующим разделением продуктов ядерных реакций на масс-сепараторе. Период полураспада самого легкого изотопа таллия оказался примерно таким же, как у самого тяжелого, он равен 1,4±0,4 минуты (у 210 Tl – 1,32 минуты).

Запасы и добыча таллия

Мировые ресурсы таллия, связанные с ресурсами цинка, насчитывают около 17 тыс. т; наибольшая их часть сосредоточена в Канаде, Европе и США. Еще 630 тыс. т связаны с мировыми ресурсами угля. Среднее содержание таллия в земной коре оценивается в 0,7 частей на миллион. Мировые запасы и базу запасов таллия, содержащегося в цинковых рудах, Геологическая служба США оценивает соответственно в 380 и 650 т, из которых на США приходится соответственно 32 и 120 т.

Добыча таллия в мире в 2006 г., по оценке, составила 10 т, не изменившись по сравнению с 2005 г. Таллий в качестве побочного продукта извлекается в ряде стран из пыли и отходов, образующихся при переработке медных, цинковых и свинцовых руд. В США этот металл не извлекается с 1981 г., несмотря на его наличие в добываемых или перерабатываемых рудах.

В России и странах СНГ работают около 10 предприятий, добывающих таллий в процессе производства.

ТАЛЛИЙ , Тl, химический элемент III группы периодической системы, аналог галлия и индия, открыт Круксом в 1861 году с помощью спектрального анализа, атомный вес 204,4, порядковое число 81; блестящий на свежем разрезе металл белого с голубоватым оттенком цвета, удельный вес 11,85, более мягкий, чем свинец, быстро покрывающийся на воздухе тёмно-бурым налетом закиси Тl 2 O. Во избежание этого его часто хранят под прокипяченной водой или под глицерином, т. к. при обычных температурах эти жидкости на него не действуют; температура плавления 303,5°С; температура кипения около 1300°С. Таллий трудно растворяется в соляной кислоте, легко в серной и азотной кислотах; соединяется непосредственно с серой, фосфором и галоидами. В соединениях таллий бывает одно- и трехвалентным. Соединения первого рода более стабильны, получаются при окислении металла на воздухе при обычной температуре, при растворении его в кислотах и т. д. С помощью перманганата или галоидов соли одновалентного таллия могут быть окислены до трехвалентных, сильно гидролитически расщепленных и стабильных только в присутствии избытка кислоты.

Из соединений одновалентного таллия важнейшие: закись таллия Т l 2 О черного цвета, температура плавления 300°С; разъедает стекло и легко присоединяет воду с образованием гидрата закиси таллия Т lOH желтого цвета, растворяющегося в воде с сильно щелочной реакцией. Хлористый таллий Т lClи аналогичные соединения с бромом и йодом (Т lВг и T lJ) образуются легко путем непосредственного синтеза или же путем осаждения из растворов, т. к. все они плохо растворимы в холодной воде. Бесцветный хлористый таллий становится на свету тёмно-бурым; желтый йодистый таллий - зеленым. Фтористый таллий T lF легко растворим даже в холодной воде. Азотнокислый таллий Т lNO 3 легко растворим, в сухом виде начинает разлагаться при 300° C. Сернокислый таллий T l 2 S O 3 бесцветен и легко растворим, летуч без разложения при температуре красного каления. Легко образует двойные соли типа квасцов. Сернистый таллий Т l 2 S черного цвета, осаждается сероводородом или сернистым аммонием из растворов нейтральных или слабокислых солей. Углекислый таллий Т l 2 СО 3 легко растворяется в воде со щелочной реакцией.

Из соединений трехвалентного таллия важнейшие: окись таллия Т l 2 O 3 бурого цвета, образуется при окислении металла при повышенных температурах, при окислении подщелоченных солей перекисью водорода и другими окислителями или же при нагревании гидроокиси Т lO·ОН. Соли трехвалентного таллия легче всего получаются путем растворения окиси в соответствующих кислотах, хлорид Т lС l 3 - также путем воздействия хлора на суспензию однохлористого таллия, сульфид таллия T l 2 S 3 м. б. получен путем непосредственного синтеза из элементов.

Важнейшие качественные реакции на таллий: 1) окраска пламени в зеленый цвет; 2) с хромитами - желтый осадок Т l 2 СгО 4 ; 3) с хлороплатинатами - такой же T l 2 PtCl 4 ; 4) с кобальтинитритом натрия - ярко-красный осадок соответствующей соли таллия; 5) с галоидоводородными кислотами или их солями - белый осадок Т lС l, бледно-жёлтый Т lВг или желтый T lJ. Последними соединениями пользуются и для количественного определения таллия.

Распространение таллия в земной коре определяется по Клерку и Вашингтону цифрой порядка 10 -10 , по более новым исследованиям Ноддака 10 -7 . Таллий является элементом сильно распыленным. В малых количествах (тысячные доли % и ниже) он встречается во многих силикатах, а также в калийных солях и в сульфидах и окислах меди, железа, марганца, цинка и пр. В этих минералах таллий сопровождают в виде изоморфной примеси свинец , серебро и щелочные металлы. Специфические минералы таллия: крукезит (Сu, Tl, Ag) 2 Se, лорандит TlAsS 2 и др., редко встречаются и промышленного значения не имеют. Для промышленной добычи интерес представляют руды тяжелых металлов (колчеданы, цинковая обманка и т. д.), из которых в процессе их переработки таллий попадает в разные отходы производства, в частности в летучие ныли металлургических и колчеданных (в производстве серной кислоты) печей и в илы сернокислотных камер. Содержание таллия в пыли обычно бывает ниже 1%. Вследствие того что таллий находится в пыли в виде растворимых в воде соединений (сульфата и закиси), его извлекают обычно путем выщелачивания слабо подкисленной водой. Вторым промышленным источником таллия являются щелоки литопонных заводов, из которых таллий извлекают наряду с кадмием (в Америке). Для осаждения таллия из растворов пользуются малой растворимостью таллия, особенно в присутствии избытка ионов хлора. Осажденный поваренной солью из растворов ТlСl обрабатывают серной кислотой для получения сульфата, а раствор последнего подвергают электролизу или же высаживают из него таллий на металлическом цинке. В обоих случаях таллий получается в виде мелких кристаллов, которые спрессовывают, а затем плавят в присутствии восстановительных веществ (цианистый калий, щавелевая кислота, водород). Металлический таллий может быть также получен путем нагревания его щавелевокислой соли в закрытом тигле или же путем плавки галоидных солей с цианистым калием.

Применение . Благодаря высокому коэффициенту преломления соединения таллия применяются для производства специальных сортов оптических стекол. ТlСl вводят в баллоны мощных электроламп с вольфрамовой нитью (где выделяющийся из него хлор противодействует потемнению баллонов и увеличивает срок службы лампы). Тем же соединением пользуются иногда как катализатором. Незначительные количества соединений таллия применяются в производстве светящихся составов. Таллий является специфическим нервным ядом, вызывающим явления паралича и напоминающим в этом отношении свинец. Благодаря ядовитости сульфат таллия применяется в качестве яда для борьбы с грызунами и некоторыми насекомыми (рыжие муравьи) и для пропитки дерева и семян в качестве фунгисида. Специальное соединение таллия - таллофид (вероятно оксисульфид) - обладает специфическими физическими свойствами, используемыми в фотоэлектрических элементах (см. Селен). Таллий легко образует с ртутью амальгамы, а со многими другими металлами - сплавы, из коих некоторые обнаруживают технически ценные свойства. Сплав из 10 ч. таллия, 20 ч. олова и 70 ч. свинца обнаруживает большую стойкость в отношении минеральных кислот и предложен в качестве материала для анодов в некоторых электрометаллургических процессах. Сплав, содержащий 72% свинца, 15% сурьмы, 5% олова и 8% таллия, обнаружил прекрасные свойства в качестве подшипникового антифрикционного металла. Запатентован также химически стойкий сплав таллия с серебром. Добыча таллия ведется в весьма ограниченных размерах - порядка одной или нескольких тонн в год.