TALLIO

CARATTERISTICHE GENERALI

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. E’ 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 T1₂O₃ 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.

COMPOSTI

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 T1₂O, 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 T1₂O₃, 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 T1₄O₃, è in realtà un ossido misto 3T1₂O∙T1₂O₃.

Tra gli alogenuri, il monofluoruro di tallio TlF, forma facilmente con i fluoruri alcalini ioni complessi di coordinazione stabili anche in soluzione, del tipo [T1F₂]^- , [T1F₄]^3- e [T1F₄(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 [T1C1₄]^-, [T1C1₅]^2-, [T1C1₅(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) T1₂S, facilmente ossidabile all'aria con formazione, attraverso numerosi prodotti intermedi di solfato di tallio (I), T1₂SO₄, il composto commercialmente più comune del tallio.

Il carbonato di tallio (I) T1₂CO₃, dà soluzioni fortemente alcaline, che assorbono a freddo ancora biossido di carbonio formando idrogenocarbonato di tallio (I) T1HCO₃.

Tra gli acetati si ricordano l’acetato di tallio (I) Tl(OCOCH₃), e l'acetato di tallio (III) T1(OCOCH₃)₃, che si può preparare da T1₂O₃ e acido acetico anidro a caldo.

UTILIZZO

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.

PRODUZIONE

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.