Tal (Tl) – właściwości, działanie i występowanie
Tal to metaliczny pierwiastek chemiczny, który, choć mało znany, odgrywa dość istotną rolę we współczesnym świecie – zarówno z sensie pozytywnym, jak i negatywnym. Znawcy kryminałów pamiętają go zapewne z powieści Agathy Christie pt. „Tajemnica bladego konia”, gdzie posłużył mordercy za skuteczną truciznę. Gdzie więc występuje tal i czy powinniśmy się go obawiać?
Jak wygląda tal? To miękki, srebrzysty metal dość podobny do ołowiu. Można go pokroić nożem, ale nie jest to szczególnie wskazane ze względu na wyjątkową toksyczność pierwiastka ukrytego w tablicy Mendelejewa pod liczbą atomową 81.
Historia talu
Do roku 1861 nie mieliśmy nawet pojęcia o istnieniu talu. Jest to bowiem metal wyjątkowo nieuchwytny, który po raz pierwszy odkryty został przez angielskiego fizyka i chemika, sir Williama Crooksa w… odpadach powstałych po produkcji kwasu siarkowego. Crooks od początku lat 60-tych wykorzystywał świeżą wówczas technikę zwaną spektrometrią (inaczej analizę widmową) do identyfikacji telluru na związkach selenu osiadłych na ścianach ołowianego zbiornika, w którym wytwarzano kwas siarkowy. Ku swemu zdziwieniu w 1862 r. przy pracy odkrył zupełnie nowy, nieznany jeszcze pierwiastek odznaczający się widmem o widocznej zielonej linii. Owa charakterystyczna manifestacja stała się inspiracją dla nazwy talu, która pochodzi od greckiego słowa „thallos” oznaczającego gałązkę.
W tym samym roku, w ramach niezależnych badań, tego samego odkrycia dokonał francuski chemik Claude Auguste Lamy, który poświęcił jednak więcej czasu na badania i opis nowego metalu, a jego próbkę posłał nawet na Międzynarodową Wystawę w Londynie w 1862 r., za co został uhonorowany medalem. Jak się łatwo domyśleć, między obu odkrywcami pojawiła się znacząca animozja.
Właściwości talu – jakie związki tworzy?
Tal w zamkniętej probówce naprawdę trudno odróżnić jest na oko od ołowiu. Wystarczy jednak kontakt z powietrzem, aby metaliczna powierzchnia zabarwiła się do zielono-niebieskiej. Dzieje się tak wskutek niezwykle łatwej zdolności do utleniania – zanurzenie metalu w oleju skutecznie zapobiega oksydacji. Im dłużej jednak tal przebywa na powietrzu, tym grubsza warstwa tlenku na nim powstaje.
Jako bardzo miękki metal, tal topi się już w temperaturze 304 stopni C, zaś jego punkt wrzenia wynosi 1473 stopnie C. Jest też bardzo dobry przewodnikiem.
Spośród 81 elektronów otaczających jądro atomu talu tylko kilka gotowych jest do tworzenia wiązań metalicznych, co upodabnia go do rtęci oraz ołowiu. W kontakcie z wodą tworzy automatycznie wodorotlenek talu, zaś pod wpływem działania kwasu siarkowego lub azotowego jest natychmiastowo rozpuszczany, tworząc sole siarczków i azotanów.
Występowanie i wydobycie talu
Tal występuje w przyrodzie jako mieszanina dwóch izotopów. Obecny jest w kilku rzadkich minerałach, takich jak lorandyt, występujący w złożach hydrotermalnych oraz rudach złota i rtęci oraz hutchinsonit, złożony z talu, arsenu i ołowiu. Ponadto w śladowych ilościach pojawia się również w pirycie żelaza, skąd wydobywa się go w procesie wytapiania rudy, jak również w grudkach manganowych spoczywających na dnie oceanów. Główną metodą przemysłowego pozyskiwania talu jest jednak rafinacja miedzi, cynku i ołowiu – tal jest produktem ubocznym procesu zbieranym w formie osadów lub pyłów. Roczna globalna produkcja nie przekracza jednak 10 ton metrycznych, co daje dość dobre pojęcie o wąskich zastosowaniach talu.
Zastosowanie talu
Pierwszym historycznym zastosowaniem talu była produkcja trutki na szczury oraz mrówki. Niestety, już na początku lat 70-tych XX w. w USA zakazano jej wykorzystania ze względu na niebezpieczeństwo stwarzane dla ludzi. Inne kraje dość szybko podążyły tym samym śladem. Jednocześnie prowadzono wciąż eksperymenty nad wykorzystaniem talu do leczenia liszaja i innych chorób skórnych z podobnym wnioskiem końcowym – mimo pozornej skuteczności ryzyko uszkodzenia zdrowia było zbyt wielkie.
Niezależnie od swojej śmiercionośnej renomy tal wykorzystywany jest jednak dziś w przemyśle do całkiem sporej gamy specjalistycznych wyrobów. Jego obróbka wiąże się oczywiście ze stosownymi środkami bezpieczeństwa mającymi na celu ochronę ludzkiego zdrowia i życia. Najczęstszym zastosowaniem jest optyka, a konkretnie produkcja materiałów związanych z działaniem promieniowania podczerwonego jak również szkieł o wysokim indeksie refrakcji oraz niskiej temperaturze topnienia.
Ponadto związki talu służą do wyrobu fotorezystorów, półprzewodników oraz urządzeń wykrywających promieniowanie gamma. Wreszcie, tlenki talowo-barowo-wapniowo-miedziowe znajdują zastosowanie w produkcji nadprzewodników. Stop rtęci i 8% talu charakteryzuje się natomiast bardzo niską temperaturą zamarzania, co wykorzystywane jest od dekad przy produkcji termometrów oraz przełączników.
Jako ciekawostkę warto również nadmienić wykorzystanie talu w medycynie nuklearnej – obecnie ograniczone znacząco metastabilny izotop technetu (technet-99m). Radioaktywny izotop tal-201 służył jednak dawniej do nuklearnej diagnostyki chorób serca, a i dziś stosowany jest do scyntografii, czyli badania, w którym małą ilość izotopu podaje się dożylnie, aby zdiagnozować poziom przepływu krwi przez mięsień sercowy.
Zatrucie talem
Tal nie tylko nie odgrywa żadnej biologicznej roli w organizmach żywych, ale na dodatek jest bardzo toksyczny. Uważa się, że już jego opary są zarówno teratogenne (powodują uszkodzenia ludzkich płodów), jak i prawdopodobnie rakotwórcze. Gdy dostanie się do wnętrza organizmu, tal może zastąpić potas wpływając dewastacyjnie na układ nerwowy.
Istnieje szereg opisanych przypadków śmiertelnego zatrucia talem – większość związane są z niewystarczającym bezpieczeństwem w miejscu pracy. Aktualne normy dozwalają na ekspozycję skóry na poziomie 0.1 mg talu/m2 w ciągu ośmiogodzinnego dnia pracy – dawka 15 mg/m2 uważana jest za śmiertelną.
W kontakcie ze skórą tal wykazuje zdolność do natychmiastowego przenikania w głąb tkanki. Niebezpieczne jest również wdychanie jego oparów. Niestety, ponieważ tal jest doskonale rozpuszczalny w wodzie i niewyczuwalny w smaku był już nieraz stosowany jako trucizna – najbardziej znaną metodą odtruwania jest podanie choremu soli błękitu pruskiego. W szpitalach wykorzystuje się ponadto hemodializę, aby usunąć tak z krwiobiegu oraz silne suplementy potasu, aby zastąpić toksyczny metal w tkankach ciała.
Czy należy bać się talu?
Zagrożenie zatruciem talem w największym stopniu dotyczy pracowników przemysłu metalurgicznego, optycznego i elektronicznego, którzy mogą mieć codzienny kontakt z toksycznym pierwiastkiem. Większość z nas jest więc pod tym względem całkowicie bezpieczna.
Niestety, Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) alarmuje, że postępujące zanieczyszczenie naszej planety może być źródłem toksycznych związków talu. Za głównych winnych uważa się fabryki cementu emitujące gazy zawierające tal, elektrownie opalane węglem oraz ścieki z zakładów metalurgicznych. Istnieje więc coraz bardziej realne i smutne zagrożenie skażenia wód powierzchniowych trującymi związkami talu. Już dziś wielu działaczy ekologicznych przestrzega przed ekspozycją na owoce morza skażone talem, jak również kontakt z wodami lub glebą w lokalizacjach podwyższonego ryzyka przemysłowego zanieczyszczenia środowiska!
Absolwentka Wydziału Zarządzania Uniwersytetu Gdańskiego, która oddała się pasji zgłębiania zagadek świata i pisania o nich. Specjalizuje się w ekologii, klimatologii i naukach przyrodniczo-naukowych. Żyje ponad granicami, dużo podróżuje, a w wolnym czasie pływa.
Opublikowany: 2 stycznia, 2025 | Zaktualizowany: 25 lipca, 2025
- Live Science; "Facts About Thallium"; https://www.livescience.com/39303-thallium.html; 2021-04-21;
- Royal Society of Chemistry; "Thallium"; https://www.rsc.org/periodic-table/element/81/thallium; 2021-04-21;
- Brittanica; "Thallium"; https://www.britannica.com/science/thallium; 2021-04-21;
- Dan Herring; "Facts about the Elements: Thallium"; https://www.industrialheating.com/blogs/14-industrial-heating-experts-speak-blog/post/95817-facts-about-the-elements-thallium; 2021-04-21;
- Diane Milner; "Everyday Uses of Thallium You Didn’t Know About"; https://info.noahtech.com/blog/everyday-uses-of-thallium-you-didnt-know-about; 2021-04-21;
Cytuję: “, tworząc sole siarczków i azotanów.”
Kwas siarkowy daje sole zwane siarczanami, nie “siarczkami” :-)
Siarczki i azotany NIE TWORZĄ “soli” gdyż same są solami. :-)
Takich BYKÓW jest więcej, w artykułach tej samej autorki. W sumie informacje niewiarygodne.
Pies