Таллий находит применение в различных областях промышленности и науки. Его используют при производстве подшипников, легкоплавких сплавов и кислотоустойчивых материалов.
В полупроводниковой технике широко используют сульфиды, селениды и теллуриды таллия. Главным образом таллий используется в виде соединений.
Монокристаллы галогенидов таллия применяются для изготовления деталей в приборах инфракрасной техники.
Важное применение находит водный раствор муравьино-малоновокислого таллия, который широко используется для разделения минералов по плотности.
Амальгама таллия, обладающая самой низкой известной температурой плавления (tпл = −61 °C), применяется для заполнения низкотемпературных термометров и в качестве теплоносителя.
Таллий 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 Tl2SO4.
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, хорошо 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».
Материалы, способные преобразовывать первичное ультрафиолетовое излучение в лучи эритемального действия, очень важны для физиотерапии.
Такими материалами оказались некоторые силикаты и фосфаты щелочноземельных металлов, активированные таллием.
Карбонат таллия Тl2СO3 используют для получения стекла с большим коэффициентом преломления световых лучей.
Его тоже применяют, хотя, может быть, не так широко, как соли. Металлический таллий входит в состав некоторых сплавов, придавая им кислотостойкость, прочность, износоустойчивость.
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 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.
Чаще всего таллий вводят в сплавы на основе родственного ему свинца. Подшипниковый сплав —72% Рb, 15 %Sb, 5% Sn и 8% Тl превосходит лучшие оловянные подшипниковые сплавы.
Сплав 70% Рb, 20% Sn и 10% Тl 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° 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.
История таллия. 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.
Минералы таллия. В некоторых редких минералах — лорандите, врбаите, гутчинсоните, крукезите — содержание элемента № 81 очень велико —от 16 до 80%.
Жаль только, что все эти минералы очень редки. Последний минерал таллия, представляющий почти чистую окись трехвалентного таллия Тl2О3 (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 природе. Таллий обнаружен в растительными 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.
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 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 пли оксалат, то прибегают к обычному восстановлению.
Наиболее технологичен растворимый в воде сульфат таллия Tl2SO4. 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. Таков удел рассеянных…
Самый легкий изотоп таллия. У элемента № 81 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 210Тl—1,32 минуты).