Таллий элемент. Свойства таллия. Применение таллия. Таллий. Токсические свойства, использование

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.

Оставался «безработным» в течение 60 лет после открытия Крукса. Но к началу -20-х годов нашего столетия были открыты специфические свойства таллиевых препаратов, и сразу же появился спрос на них. 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 в состав инсектицидов и зооцидов и в наши дни. В том же 1920 г. в журнале « Physical Review » появилась статья Кейса, который обнаружил, что электропроводность одного из соединений таллия (его оксисульфида) изменяется под действием света.

Вскоре были изготовлены первые фотоэлементы, рабочим телом которых было именно это вещество. Особо чувствительными они оказались к инфракрасным лучам.Другие соединения элемента № 81, в частности смешанные кристаллы бромида и иодида одновалентного таллия, хорош:) пропускают инфракрасные лучи. Такие кристаллы впервые получили в годы второй мировой войны. Их выращивали в платиновых тиглях при 470° С и использовали в приборах инфракрасной сигнализации, а также для обнаружения снайперов противника. Позже TlBr и TlI применяли в сцинтилляционных счетчиках для регистрации альфа- и бета-излучения… Общеизвестно, что загар на нашей коже появляется главным образом благодаря ультрафиолетовым лучам и что эти лучи обладают к тому же бактерицидным действием.

Однако, как установлено, не все лучи ультрафиолетовой части спектра одинаково эффективны. Медики выделяют излучения эритемального, или эритемного (от латинского aeritema - «покраснение»), действия - подлинные «лучи загара». И, конечно, материалы, способные преобразовывать первичное ультрафиолетовое излучение в лучи эритемального действия, очень важны для физиотерапии. Такими материалами оказались некоторые и фосфаты щелочноземельных металлов, активированные талием. Медицина использует и другие соединения элемента № 81. Их применяют, в частности, для удаления волос при стригущем лишае - соли таллия в соответствующих дозах приводят к временному облысению.

Широкому применение таллия солей в медицине препятствует 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. До сих пор, рассказывая о практической пользе таллия, мы касались лишь его соединений. Можно добавить, что карбонат таллия Тl 2 СO 3 используют для получения стекла с большим коэффициентом преломления световых лучей. А что же сам ? Его тоже применяют, хотя, мо жет быть, не так широко, как соли. Металлический входит в состав некоторых сплавов, придавая им кислотостойкость, прочность, износоустойчивость.

Чаще всего таллий вводят в на основе родственного ему свинца. Подшипниковый сплав -72% Рb, 15 %Sb, 5% Sn и 8% Тl превосходит лучшие оловянные подшипниковые . Сплав 70% Рb, 20% Sn и 10% Тl устойчив к действию азотной и соляной кислот. Несколько особняком стоит сплав таллия с ртутью - 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° С. 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.

Его используют в контрольно-измерительной аппаратуре, предназначенной для измерения толщины покрытий и тонкостенных изделий. Подобными установками с радиоактивным таллием снимают заряды статического электричества с готовой продукции в бумажной и текстильной промышленности.Думаем, что уже приведенных примеров вполне достаточно, чтобы считать безусловно доказанной полезность элемента № 81. А о том, что та-лйий сделает эпоху в химии, мы не говорили -это все Дюма. Не Александр Дюма, правда (что при его фантазии было бы вполне объяснимо) , а Жан Батист Андрэ Дюма - однофамилец писателя, вполне серьезный химик.Но, заметим, что и химикам фантазия приносит больше пользы, чем вреда…

ЕЩЕ НЕМНОГО ИСТОРИИ. Французский химик Лами открыл таллий независимо от Крукса. Он обнаружил зеленую спектральную линию, исследуя шламы другого сернокислотного завода. Онже первым получил немного элементарного таллия, установил его металлическую природу и изучил некоторые свойства. Крукс опередил Лам и всего на несколько месяцев.

О МИНЕРАЛАХ ТАЛЛИЯ. В некоторых редких минералах - ло рандите, врбаите, гутчинсоните, крукезите - содержание элемента № 81 очень велико -от 16 до 80%. Жаль только, что все эти очень редки. Последний минерал таллия, представляющий почти чистую окись трехвалентного таллия Тl2О 3 (79,52% Тl), найден в 1956 г. па территории Узбекистана. Этот минерал назвал авиценнитом - в честь мудреца, врача и философа Авиценны, или правильнее Абу Али ибн Сины.

ТАЛЛИЙ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ. Таллий обнаружен в растительныхи 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 № 81. Позже было установлено, что даже при минимальной концентрации таллия в почве свекла способна концентрировать и накапливать его.

НЕ ТОЛЬКО ИЗ ДЫМОХОДОВ. 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 большинства соединений одновалентного таллия. Их извлекают из пыли подкисленной горячей водой. Повышенная 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, из них элемент № 81 извлекают электролизом; если же был получен хлорид пли оксалат, 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 по лучают попутно: попутно со свинцом, цинком, кадмием и некоторыми другими элементами. Таков удел рассеянных…

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.

(лат. Thallium, символ Tl) элемент 13-й (IIIa) группы периодической системы, атомный номер 81, относительная атомная масса 204,38. Природный таллий состоит из двух стабильных изотопов: 203 Tl (29,524 ат.%) и 205 Tl (70,476 ат.%), а всего известно 35 изотопов с массовыми числами от 176 до 210. В химических соединениях таллий проявляет степени окисления +1 и +3, в природе встречается в основном в степени окисления +1, трехвалентный таллий распространен гораздо меньше.

В начале 1850-х молодой английский химик Уильям Крукс (William Crookes, 18321919) занимался проблемами выделения селена из пыли, которую улавливали на сернокислотном производстве в Тилькероде (Северная Германия). Он предполагал, что в отходах, остававшихся после извлечения селена, есть теллур, но, проведя химический анализ, не смог его обнаружить. Тем не менее, Крукс решил сохранить изученные образцы в своей лаборатории. В 1861 у Крукса появилась возможность проводить спектральный анализ и в марте того же года он решил воспользоваться спектроскопом, чтобы установить, содержится ли в отходах теллур. Внеся отходы в пламя горелки, Крукс с изумлением обнаружил ярко-зеленую быстроисчезающую линию. Повторив опыт несколько раз и исследовав спектры элементов, которые содержались в образцах (сурьмы, мышьяка, осмия, селена и теллура) он убедился, что зеленая линия принадлежит неизвестному элементу. Из остававшихся у него небольших количеств отходов Крукс смог даже выделить очень незначительное количество обнаруженного элемента, который он предложил назвать таллием от греческого слова qall óV , означающего «молодая зеленая ветвь».

Примерно в то же время, что и Крукс, новый элемент независимо обнаружил французский химик Клод Лями (Claude Auguste Lamy, 18001884), изучая шлам сернокислотного производства в Лоосе. Присутствие в образцах таллия было зафиксировано им также с помощью спектроскопа. Располагая большими количествами шлама, Лями удалось выделить 14 грамм таллия и подробно описать его свойства. Лями показал, что таллий является металлом, а не аналогом селена, как полагал Крукс (статья Крукса называлась О существовании нового элемента, принадлежащего к группе серы ).Сообщение Лями появилось в 1862 на несколько месяцев позже, чем у первооткрывателя (30 марта 1861).

Таллий в природе. Кларк таллия в земной коре составляет около 7·10 5 %, что более чем в 100 раз превышает содержание золота и в 10 раз серебра. В отличие от них, таллий является рассеянным элементом собственные минералы таллия встречаются очень редко, однако он входит в состав большого количества других минералов в качестве изоморфной примеси, замещая медь, серебро и мышьяк в сульфидных рудах, а калий, рубидий и, реже, другие щелочные металлы в алюмосиликатах и хлоридах.

Возможность изоморфного замещения обеспечивается близостью радиуса иона одновалентного таллия (1,49Å) и ионных радиусов калия (1,33Å) и рубидия (1,49Å). В первые годы после открытия таллия изоморфизм его галогенидов и галогенидов калия и рубидия привел к тому, что таллий считали щелочным металлом. Вследствие равенства ионных радиусов таллия и рубидия хлорид таллия часто кристаллизуется совместно с хлоридом рубидия, поэтому таллий является обычным спутником рубидия в соляных месторождениях и минеральных водах. Таллий часто обнаруживается в лейците KAlSi 2 O 6 , ортоклазе KAlSi 3 O 8 . В лепидолите K 2 Li 1,5 Al 1,5 2 и циннвальдите KLiFeAl 2 содержание таллия составляет 10 3 10 1 %. Относительно высокое содержание таллия 10 2 % обнаружено в поллуците (Cs, Na).

В состав различных сульфидных минералов таллий чаще всего входит в концентрациях порядка 10 3 %. Таллий был найден во многих месторождениях цинковой обманки (сфалерита), галенита (свинцового блеска). В гидротермальных колчеданных, полиметаллических и свинцово-цинковых рудах может превышать 0,1%. Особенно благоприятны для накопления таллия низкотемпературные гидротермальные марказитовые и пиритовые месторождения. Именно в них в незначительном количестве обнаруживаются собственные минералы таллия. Крукесит Cu 15 Tl 2 Se 9 найден в 1860-х в Швеции и назван в честь первооткрывателя таллия. Позднее крукесит обнаружен в Башкирии и на Урале; врбаит Tl(As, Sb) 3 S 5 , лорандит TlAsS 2 и хатчинсонит (Cu, Ag, Tl)PbAs 4 S 8 присутствуют в некоторых мышьяковистых рудах. В 1956 в Узбекистане был найден новый минерал таллия авиценнит, представляющий собой оксид трёхвалентного таллия Tl 2 O 3 .

В почвах среднее содержание таллия составляет 10 5 %, в морской воде 10 9 %, в организмах животных 4·10 5 %. Многие живые организмы: свекла, виноград, дуб, бук, морские животные и растения способны накапливать таллий из окружающей среды. С этим связано повышенное содержание таллия в золе каменных углей 10 3 10 2 %.

Мировые ресурсы таллия, содержащиеся в цинковых месторождениях, по данным United States Geological Surveys на конец 2004 составляют 17 тысяч тонн, большинство из них расположено в Канаде, Европе и США. Кроме того, запасы таллия в мировых ресурсах угля 630 тысяч тонн.

Производство и рынок. Промышленное производство таллия началось только в 1920-х и сейчас источником таллия являются сульфидные металлические руды. При обогащении таких руд таллий переходит в медные, цинковые и, особенно, свинцовые, концентраты. Таллий способен изоморфно входить в состав как сульфидных руд, так и силикатных минералов, поэтому степень извлечения таллия в концентраты колеблется от 10 до 80%, часть таллия всегда остается в пустой силикатной породе. Содержание таллия в обогащенных продуктах составляет около 10 3 %, поэтому такие концентраты не могут служить непосредственным сырьем для его промышленного получения. Источником таллия являются отходы медного цинкового, свинцового и сернокислотного производства колошниковая пыль, образующаяся при обжиге сульфидных руд, и шлаки, собираемые при выплавке металлов.

В связи с тем, что таллий из перерабатываемых продуктов извлекается обычно в комплексе с рядом других элементов, действующие схемы комплексной переработки металлических руд включают в себя большое количество пиро- и гидрометаллургических операций, являются достаточно сложными и постоянно видоизменяются на предприятиях в зависимости от изменения состава перерабатываемого сырья.

Для получения богатых таллием концентратов пользуются методом возгонки. Таллий может улетучиваться при обжиге как в окислительной, так и в восстановительной атмосфере. Это дает возможность сочетать получение обогащённых таллием возгонов с процессами извлечения других ценных элементов. Особенно высокое обогащение таллием получается при применении хлорирующего обжига с добавкой хлористого натрия или сильвинита. Равновесие обменной реакции 2NaCl + Tl 2 SO 4 = 2TlCl + Na 2 SO 4 сдвинуто в сторону образования хлорида таллия, который при температуре свыше 600° C обладает хорошей летучестью и почти полностью возгоняется. При окислительном обжиге концентратов, кроме хлорида, возгоняется оксид таллия Tl 2 O и механически захватывается потоком газа пылевидные частицы сульфата, сульфида и силиката таллия. В пыли и возгонах, получаемых при восстановительных процессах, часть таллия может находиться в виде металла.

Следующей стадией выделения таллия является цикличное выщелачивание возгонов водой, которое нужно проводить при нагревании, так как растворимость таллия сильно зависит от температуры. Иногда вместо водного выщелачивания применяют выщелачивание слабыми содовыми растворами. Это предотвращает переход в раствор хлоридов других металлов, например кадмия. Если основная часть таллия присутствует в виде труднорастворимых соединений, то применяется выщелачивание разбавленной серной кислотой.

Из водных растворов от выщелачивания таллий по разным технологическим схемам выделяют в виде хлорида, сульфида, иодида, хромата, гидроксида трёхвалентного таллия или в виде металлического таллия цементацией осаждением цинковой пылью или амальгамой.

При осаждении таллия в виде сульфида (горячим раствором сульфида натрия) достигается полное извлечение металла из раствора, но этот способ осаждения не является селективным, так как все металлы-спутники таллия также образуют нерастворимые сульфиды, поэтому этот способ применяют только к растворам с низким содержанием примесей. Сульфидный таллиевый концентрат выщелачивают раствором сульфата цинка, при этом в раствор переходит сульфат таллия: Tl 2 S + ZnSO 4 = Tl 2 SO 4 + ZnS. Из полученного раствора металлический таллий выделяют цементацией.

Сейчас время для очистки таллия используют экстракцию из сульфатсодержащих растворов раствором иода в смеси 50% трибутилфосфата и 50% керосина. После этого таллий экстрагируют из органической фазы серной кислотой (300г/л) с добавкой перекиси водорода.

Окончательное выделение таллия из очищенных растворов чаще всего производится путем цементации на цинковых пластинах, при этом получается губчатый металл, который прессуют в брикеты и переплавляют под слоем щелочи при температуре 350400° C. Реже для получения таллия используют электролиз растворов сульфата таллия на алюминиевом катоде. Получаемый этими способами технический таллий содержит 0,05% процента примесей: свинца, меди, кадмия, цинка и железа. Для получения металла высокой чистоты проводят электролитическое рафинирование с растворимым анодом из чернового таллия и катодом из очищенного таллия, электролитами служат соли таллия: сульфат или перхлорат. Таким путем получают таллий с суммарным содержанием примесей меньше 10 4 %. Наиболее чистый металл (99,9999%), который требуется для полупроводниковой техники, получают очисткой кристаллофизическими методами: зонной плавкой или методом Чохральского. Мировая добыча таллия практически не изменяется со временем (начиная с 1990) и составляет 15 тонн в год. Поставщиками таллия на мировой рынок являются Бельгия, Канада, Франция, Германия, Россия, Великобритания. Изменения стоимости металлического таллия с течением времени могут служить иллюстрацией зависимости цены продукта от потребительского спроса: c 1950-х в структуре потребления таллия происходили сдвиги, связанные с появлением новых областей использования элемента № 81 и его соединений. В соответствии с этим, увеличивалась и цена металлического таллия (Табл. 1).

Таблица 1. СРЕДНЯЯ ЦЕНА ТАЛЛИЯ .
Год	Цена, $ США/кг
1960–1980	20
1981	90
1986	90
1987	130
1988	180
1991	620
1992	750
1994	950
1997–2004	1300

Фигуровский Н.А. Открытие элементов и происхождение их названий . М., Наука, 1970
Химия и технология редких и рассеянных элементов , т. 1. Под. ред. К.А.Большакова. М., 1976
Федоров П.А., Мохосоев М.В., Алексеев Ф.П. Химия галлия, индия и таллия . Новосибирск, Наука, 1977
Популярная библиотека химических элементов . М., Наука, 1983
U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries , January 2005

Найти "ТАЛЛИЙ " на

Таллий (Tl)

Гарантированное облысение

Таллий – токсичный для организма человека ультрамикроэлемент. Токсичность его обусловлена нарушением ионного баланса главных катионов организма – натрия и калия.

Суточная потребность организма человека точно не определена. Предполагается, что оптимальное суточное поступление таллия – около 2 мкг.

Суточное поступление таллия с питанием незначительное, однако таллий очень хорошо абсорбируется в кишечнике. Так же, как и калий, таллий в организме аккумулируется внутри клеток . Как в норме, так и при интоксикации таллием, этот элемент в основном сконцентрирован в почках (в медуллярном слое), печени, мышцах, органах эндокринной системы, щитовидной железе и в яичках. В основном таллий выводится с калом путем секреции из внутренней среды организма в кишечник. Сопровождается этот процесс конкуренцией калий/таллий. Выделение таллия через почки в целом незначительное, даже на фоне отравления.

Биологическая роль в организме человека . Таллий имеет выраженную токсичность , обусловленную нарушением ионного баланса главных катионов организма – натрия и калия.

Ион таллия склонен образовывать прочные соединения с серосодержащими лигандами и, таким образом, подавлять активность ферментов, содержащих тиогрупы. Таллий нарушает функционирование различных ферментных систем, ингибирует их, препятствуя тем самым синтезу белков .

Поскольку ионные радиусы калия и таллия близки, они имеют схожие свойства и способны замещать друг друга в ферментах . Катион таллия имеет большую по сравнению с калием способность проникать через клеточную мембрану внутрь клетки. При этом скорость проникновения таллия в 100 раз выше, чем у щелочных металлов. Это вызывает резкое смещение равновесия Na/K, что приводит к функциональным нарушениям нервной системы .

Именно тот факт, что таллий является изоморфным «микроаналогом» калия, свидетельствует о том, что токсичность его соединений для человека существенно выше, чем у свинца и ртути.

Синергисты и антагонисты таллия . Антагонистами таллия являются вещества, содержащие серу .
Таллий подавляет усвоение железа и способен вытеснять калий из организма.

Признаки недостаточности таллия : научные данные отсутствуют.

Повышенное содержание таллия . Таллий имеет выраженную токсичность. Летальная доза для человека – 600 мг.
Источниками отравления таллием могут служить бытовые средства: химикаты, предназначенные для борьбы с грызунами, – родентициды (сульфаты таллия).

Риск хронического отравления таллием присутствует у рабочих, занятых на таких производствах, как обжиг пирита, плавление руд (сульфидные руды, богатые калием минералы), сжигание угля, получение полупроводников, цемента, специального стекла с добавками таллия. Попадать в организм таллий может также через загрязненные пищевые продукты или с пылью.

В криминалистике описаны случаи использования солей таллия с целью убийства или самоубийства .

При остром отравлении таллием в первую очередь поражается периферическая нервная система, центральная нервная система, сердце, гладкая мускулатура, печень, почки, кожа и волосы. Таллий вызывает диффузное поражение нейронов центральной нервной системы.

Основные проявления избытка таллия : сильные боли по типу невралгии; гиперестезия в конечностях (примерно с 4–го дня после перорального поступления таллия), позже возможно наступление паралича, бессонница; истерия; расстройства зрения; спутанность сознания, тахикардия (резистентная к терапии обычными средствами); поражения потовых и сальных желез кожи; выпадение волос из–за нарушения синтеза кератина (на 10–13 день после отравления или несколько позже).

Таллий необходим : соединения таллия применяются для удаления волос при стригущем лишае – соли таллия в соответствующих дозах приводят ко временному облысению . Широкому применению солей таллия в медицине препятствует то обстоятельство, что разница между терапевтическими и токсическими дозами этих солей невелика .

Некоторые силикаты и фосфаты щелочноземельных металлов, активированные таллием, применяются в физиотерапии.

Пищевые источники таллия :