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Tallio

Proprietà e composti del talli

Il tallio, che deve il suo nome (dal greco thàllos, “germoglio”) al color verde chiaro di una riga caratteristica del suo spettro di emissione, fu scoperto e isolato negli anni 1861-62, indipendentemente da W. Crookes e da C.A. Lamy, nelle polveri scaricate da un impianto a camere di piombo per la produzione dell'acido solforico.

È un elemento relativamente raro, costituendo (mai libero, ma generalmente in composti corrispondenti al suo stato di ossidazione +1) circa il 5·10-5 % della crosta terrestre.

E' però diffuso in piccole quantità nelle rocce vulcaniche, in solfati o cloruri e altri minerali di metalli alcalini, e in particolare del potassio (feldspati, miche), e inoltre in molti solfuri e seleniuri di piombo, zinco, rame e argento. Esistono anche minerali specifici del tallio, molto rari, come il seleniuro crookesite (Cu, TI, Ag)2Se e il solfuro lorandite TlAsS2.

Il tallio è un metallo bianco grigiastro, tenero e malleabile, ma di scarsa tenacità, che esiste in tre diverse forme allotropiche.

Il tallio è un metallo abbastanza reattivo: a freddo si ossida rapidamente all'aria umida formando Tl2O, si discioglie in acqua in presenza di aria formando TlOH e reagisce lentamente con gli alogeni.

Mentre si discioglie facilmente (soprattutto a caldo) negli acidi nitrico e solforico diluiti, viene attaccato lentamente dall'acido cloridrico in seguito alla formazione di uno strato protettivo di TlCl poco solubile. Non si discioglie invece negli alcali e in ammoniaca liquida.

A caldo il tallio brucia in ossigeno formando Tl2O3 e reagisce facilmente con azoto, fosforo, zolfo, selenio e tellurio. Il tallio e i suoi composti sono molto tossici per l'uomo e gli animali.

tallio

Tallio

Composti del tallio

Il tallio forma composti stabili in corrispondenza dei suoi numeri di ossidazione +1 (composti tallosi) e +3 (composti tallici).

Lo stato +1 è generalmente il più stabile, per cui i composti del tallio (III) sono energici ossidanti. Nello stato +1 il tallio presenta alcune analogie con i metalli alcalini e con l'argento, mentre nello stato +3 presenta una notevole tendenza alla formazione di complessi, generalmente tetra- o esacoordinati.

Tra gli ossidi e gli idrossidi, si ricordano il monossido di tallio Tl2O, solubile negli acidi con formazione dei sali di tallio (I) e negli alcoli con formazione dei corrispondenti alcossidi.

In acqua forma l’idrossido di tallio TlOH. Questa è una base e si discioglie in acqua dando soluzioni fortemente alcaline che assorbono diossido di carbonio dall'aria.

Il triossido di ditallio Tl2O3, si ottiene come precipitato nella forma idrata per ossidazione con perossido di idrogeno o cloro di soluzioni alcaline di tallio (I).

Anidro è un solido nero, insolubile in acqua e solubile negli acidi con formazione dei sali di tallio (III). Il triossido di tetratallio Tl4O3, è in realtà un ossido misto 3Tl2O·Tl2O3.

Tra gli alogenuri, il monofluoruro di tallio TlF, forma facilmente con i fluoruri alcalini ioni complessi di coordinazione stabili anche in soluzione, del tipo [TlF2]- , [TlF4]3- e [TlF4(H2O)2]3-.

Il monocloruro di tallio TlCl, per la sua scarsa solubilità in acqua e la sua sensibilità alla luce, ricorda il cloruro di argento.

Il tricloruro di tallio TlCl3, si comporta come un acido di Lewis formando addotti con etere e ammoniaca.

In soluzione in presenza di elevate concentrazioni di ioni Cl- forma anioni complessi, del tipo [TlCl4]-, [TlCl5]2-, [TlCl5(H2O)]2- e [TlCl6]3- .

Inviando solfuro di idrogeno nelle soluzioni acquose alcaline di sali di tallio (I), si ottiene un precipitato di solfuro di tallio (I) Tl2S, facilmente ossidabile all'aria con formazione, attraverso numerosi prodotti intermedi di solfato di tallio (I), Tl2SO4, il composto commercialmente più comune del tallio.

Il carbonato di tallio (I) Tl2CO3, dà soluzioni fortemente alcaline, che assorbono a freddo ancora biossido di carbonio formando idrogenocarbonato di tallio (I) TlHCO3.

Tra gli acetati si ricordano l’acetato di tallio (I) Tl(OCOCH3), e l'acetato di tallio (III) Tl(OCOCH3)3, che si può preparare da Tl2O3 e acido acetico anidro a caldo.

Utilizzo del tallio

Il tallio metallico ha limitati impieghi in alcune leghe bassofondenti (per esempio con piombo e antimonio, o con oro e argento) aventi elevatissima resistenza alla corrosione e basso coefficiente di attrito. Alcuni suoi composti hanno impieghi in elettronica come semiconduttori, in cellule fotoelettriche e fotometri ottici.

Il solfato Tl2SO4 è stato largamente impiegato in agricoltura come componente di antiparassitari e rodenticidi. Tale applicazione è stata fortemente ridotta a causa dell'elevata tossicità di questo composto per l'uomo e le piante. Alcuni composti del tallio (III) hanno applicazioni come reagenti e catalizzatori in chimica organica.

Metodo di produzione del tallio

Il tallio viene per lo più estratto dai sottoprodotti della lavorazione di minerali sulfurei come blenda, galena, piriti e calcopiriti, in particolare dalle polveri depositate nell'arrostimento di blende tallifere: è perciò un sottoprodotto dell'estrazione dello zinco. Dalle soluzioni ottenute da questi residui per lisciviazione il metallo può essere spostato con zinco o precipitato sotto forma di cloruro. Il tallio si ottiene anche come sottoprodotto nella lavorazione del piombo. Il metallo grezzo viene di solito raffinato per elettrolisi di soluzioni di solfato o di carbonato.

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