Tungsten - kaj je to? Stopnjo oksidacije volframovih. Področja uporabe volframa

Volfram - kemični element, katerega atomsko število je enako 74. Ta težka kovina z, kjer je visoka trdnost jekla, sive do bele, ki omogoča enostavno v mnogih primerih je nujno potrebno. Tališče je višja od katere koli druge kovine, in zato se uporablja kot filamentov v žarilno nitko in grelnih elementov električne peči (npr cirkonija volframove zlitine). Kemija elementov omogoča njegovo uporabo kot katalizatorja. Extreme trdota je primerna za uporabo v "HSS", ki omogoča, da razrez materialov z višjo hitrostjo od ogljikovega jekla in superzlitin. Volframov karbid element spojini ogljika je eden od najbolj snovi, znanih in uporabljenih za izdelavo rezkanje in struženje. Volframati kalcija in magnezija se pogosto uporabljajo v fluorescenčnih sijalk in volframa oksidi - v črnilih in keramične glazure.

Zgodovina odkritja

Predpostavka za obstoj tega elementa je bila prvič predlagal leta 1779 Peter Wolf, ko je raziskoval mineralno volframit in sklenila, da mora vsebovati novo snov. Leta 1781 Carl Wilhelm Scheele dokazal, da se lahko nova kislino dobimo iz tungstenita. Thorburn Scheele in Bergman predlagal razmisliti pridobivanje novih kovin z zmanjšanjem kisline, ki se imenuje tungstenovoy. Leta 1783, dva brata, Jose Fausto Elguyar najdemo v volframovega kislino, ki je bila identična tungstenovoy. V istem letu so bratje uspeli osamiti volfram iz njega, s pomočjo oglja.

Med drugo svetovno vojno, je ta kemijski element igrala veliko vlogo. kovinski odpornost na visoke temperature in ekstremne žilavost volframove zlitine je pomembno surovino za vojaško industrijo. Sprte strani pritiskajo na Portugalskem kot glavni vir volframit v Evropi.

Biti v naravi

Element pojavlja v naravi volframit (FEWO ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), in Ferber Gyubnera. Pomembne vloge teh mineralov se nahajajo v Združenih državah Amerike v Kaliforniji in Koloradu, Bolivija, Kitajska, Južna Koreja, Rusija in Portugalska. Kitajska ima približno 75% svetovne proizvodnje volframa. Kovinske dobimo z redukcijo oksida z vodikom ali ogljikom.

Svetovni rezerve so ocenjena na 7 milijonov ton, je pričakovati, da 30% od njih -. Volframit depoziti in 70% - scheelite. V tem času, njihov razvoj ni ekonomsko najugodnejša. Na sedanji ravni porabe se bodo te rezerve trajal le 140 let. Še en dragocen vir volframa je odpadne kovine.

Ključne značilnosti

Volfram - element, ki se obravnava kot prehodne kovine. Njegov simbol W izhaja iz latinske besede Wolframium. V periodnega sistema, je v skupini VI med tantala in renija.

Čisti volfram - trdna snov, čigar barva je odvisna od jekla-sivo beli kositra. Z dotikom kovine postane krhek in težko delati z njim, če pa ne, je mogoče zmanjšati s kovinsko žago. Poleg tega se lahko kovane, valjane in potegne ven.

Tungsten - kemični element, tališče, ki je najvišja med vsemi kovine (3422 ° C). Prav tako ima najnižjo parnega tlaka. Natezna trdnost pri T> 1650 ° C, je tudi največji. Element je zelo odporen proti koroziji in je le malo dovzetne mineralne kisline. Po stiku z zrakom na kovinski površini se tvori zaščitno plast oksida, vendar popolnoma oksidiran volframa pri visoki temperaturi. Ko dodamo v majhnih količinah na jeklo njena trdota močno poveča.

izotopi

V naravi volfram sestoji iz petih radioizotopov, vendar imajo tako dolgo razpolovno dobo, ki se lahko šteje stabilen. Vsi izmed njih pade na hafnij-72 z emisijo delcev alfa (helij jedra ustreza-4). Alfa upadanja je opaziti v samo ¹⁸⁰ W, najlažji in najbolj redka teh izotopov. V povprečju 1 g naravnega volframa letno pride dva alfa propad ¹⁸⁰ W.

Poleg tega je 27 opisano volframa umetne radioaktivne izotope. Najbolj stabilna med njimi je ¹⁸¹ W z razpolovnim časom 121.2 dni, ¹⁸⁵ W (75,1 dni), ¹⁸⁸ W (69,4 dni) in ¹⁷⁸ W (21,6 dni). Vsi drugi umetni izotopi razpolovni čas ni več kot en dan, in večina od njih - vsaj 8 minut. Volfram ima tudi štiri "metastabilnega" stanje, najbolj stabilen - ^179m W (6,4 min).

povezave

Kemijske spojine volframa oksidacijskim številom sprememb od 2 do 6, pri katerih je najpogostejša šest. Element običajno pride v stik s kisikom, tvori rumeno trioksida (WO _3), ki je topen v vodnih alkalnih raztopin v obliki ionov, volframata (WO ₄ ^2-).

aplikacija

Ker ima volframov zelo visoko tališče in nodularne (lahko raztegne v žico), se pogosto uporablja kot žarnic z žarilno nitko in vakuumske cevi kot tudi grelnih elementov električne peči. Poleg tega lahko gradivo prenese ekstremne pogoje. Ena izmed njegovih znanih aplikacijah - obločno varjenje z volframovo elektrodo pod zaščitnim plinom.

Zelo težko volfram - idealna komponenta težkega orožja zlitine. Visoka gostota se uporablja pri tehtanja problem, protiuteži in balast kobilic za jahte, kot tudi kopje (80-97%). Hitroreznega jekla, ki lahko reši materiala pri višjih hitrostih od ogljika, vsebuje do 18% učinkovine. Lopatice, vodoodpornih delov in prevleke uporablja "superzlitin", ki vsebujejo volfram. Ta toplotno odporne obloge zlitine, ki delujejo pri visokih temperaturah.

Toplotnega raztezanja kemijskega elementa podobnega borosilikatnega stekla, tako da se uporablja za proizvodnjo stekla na kovino tesnilom. Composites, ki vsebujejo volfram - odličen nadomestek za svinec v nabojih in strel. V zlitine niklja, železa in kobalta, je narejen lupin tolkala. Kot krogla zadeti tarčo uporablja kinetično energijo. V integriranih vezij iz volframa spojine, da bi tranzistorji. Nekatere vrste strune za glasbene instrumente iz volframa žice.

Uporaba spojin

Izjemna trdota volframovega karbida (W ₂ C, WC), zaradi česar je najpogostejši material za rezkanje in struženje. Uporablja se v metalurgiji, rudarstvu, naftni industriji in gradbeništvu. Volframovega karbida se uporablja tudi pri oblikovanju nakita, saj je hipoalergena in ne ponavadi izgubijo lesk.

Iz njegovih oksidov, da ledu. Volfram "bron" (tako imenovani zaradi barvne oksidov) se uporablja v barvah. volframati kalcija in magnezija, ki se uporabljajo v fluorescenčnih sijalk. Volframata kristal scintilacijski detektor se uporablja v nuklearni medicini in fizike. Soli se uporabljajo v kemični industriji in usnjarski industriji. Volfram disulfid visoka mazivo, lahko zdrži 500 ° C. Nekatere od spojin, ki vsebujejo volfram, se uporabljajo kot katalizator v kemiji.

lastnosti

Osnovne fizikalne lastnosti W, kot sledi:

• Atomsko število 74.
• Atomska teža: 183,85.
• Tališče: 3410 ° C.
• Vrelišče: 5660 ° C.
• Teža: 19,3 g / ^cm3 pri 20 ° C.
• oksidacijsko stanje +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronska konfiguracija: [Xe] 4 d f ^{maja 14. junija 4S 2.}