Tungsten - šta je ovo? Stupanj oksidacije volframa. Područja primjene volframa

Tungsten - hemijski element čiji je atomski broj je jednak 74. Ovaj teških metala iz, pri čemu čelika visoke čvrstoće-sive do bijele, što ga čini lako u mnogim slučajevima neophodna. Tačka topljenja je veći od bilo koje druge metala, i zbog toga se koristi kao vlakna u vlaknom i grijačima u električnoj peći (npr cirkon volfram legure). Kemija element omogućava njegovu upotrebu kao katalizator. Extreme tvrdoća čini pogodnim za upotrebu u "HSS", koja omogućava da se smanji materijala sa većom brzinom od ugljičnog čelika, i super legure. Tvrdog metala element na ugljen spoj je jedan od najtežih supstanci poznata i koristi za proizvodnju glodanje i struganje alata. Tunstati kalcija i magnezija su naširoko koristi u fluorescentne lampe, i volfram oksida - u bojama i keramičke glazure.

Povijest otkrića

Pretpostavka o postojanju ovog elementa je prvi put predložio u 1779 Peter Wolf, kada je istraživao mineralnih volframit i zaključio da mora sadržavati nove supstance. U 1781 Carl Wilhelm Scheele utvrdi da novi kiseline mogu se dobiti iz tungstenita. Thorburn Scheele i Bergman predložio da se razmotri dobiva nove metala smanjenje kiseline, pod nazivom tungstenovoy. 1783, dva brata, Jose i Fausto Elguyar naći u volfram kiseline, koji je bio identičan tungstenovoy. Iste godine braća uspjeli izolirati volframa od nje, koristeći drveni ugljen.

Tokom Drugog svjetskog rata, ovaj hemijski element je odigrao veliku ulogu. metal otpornost na visoke temperature i ekstremne žilavost legure volframa donose važne sirovine za vojnu industriju. Zaraćene strane vrše pritisak na Portugal kao glavni izvor volframit u Evropi.

Biti u prirodi

Element se javlja u prirodi volframit (Fewo ₄ / MnWO _4), Scheelite (CaWO _4), i Ferber Gyubnera. Važan depozita od tih minerala nalaze se u Sjedinjenim Američkim Državama u Kaliforniji i Koloradu, Bolivija, Kina, Južna Koreja, Rusija i Portugal. Kina drži oko 75% globalne proizvodnje volframa. Metal se dobija smanjenjem oksida vodikom ili ugljen.

Svjetske rezerve procijenjene su na 7 mil tona Očekuje se da će 30% od njih -. Volframit depozita i 70% - Scheelite. U ovom trenutku, njihov razvoj nije ekonomski najpovoljnija. Na sadašnjem nivou potrošnje te rezerve će trajati samo 140 godina. Još jedan vrijedan izvor volframa je metalnog otpada.

ključne značajke

Tungsten - element, koji je klasificiran kao prelaznih metala. Njegova simbol W potiče od latinske riječi wolframium. U periodni sistem, to je u VI grupi od tantala i renijum.

Pure volfram - a čvrstog materijala, čija boja varira od čelika-sive do bijele boje lima. Uz dodir metala postaje lomljiva i teško raditi s njim, ali ako ne, može se smanjiti sa testeru. Osim toga, može se kovani, valjani i izvučen.

Tungsten - hemijski element, topljenja što je najviša među svim metala (3422 ° C). Također ima najniži tlak pare. Zatezna čvrstoća na T> 1650 ° C što je ujedno i najveći. Element je izuzetno otporan na koroziju i samo je neznatno podložna mineralne kiseline. U kontaktu sa vazduhom na površini metala se formira zaštitni sloj oksida, ali potpuno oksidira volfram na visokoj temperaturi. Kada se doda u malim količinama na čelične svoje tvrdoće povećava oštro.

izotopi

U prirodi volfram se sastoji od pet radioizotopa, ali imaju tako dug poluživot, koji se mogu smatrati stabilnom. Svi oni padaju na hafnijuma-72 sa emisijom alfa čestica (helij jezgra odgovara-4). Alfa propadanje se posmatra samo ¹⁸⁰ W, najlakši i većina rijetke ovih izotopa. U prosjeku, 1 g prirodnog volframa godišnje javljaju dva alfa raspada ¹⁸⁰ W.

Osim toga, 27 opisao volframa umjetnih radioaktivnih izotopa. Najstabilnije od njih je ¹⁸¹ W s pola života 121,2 dana, ¹⁸⁵ W (75,1 dana), ¹⁸⁸ W (69,4 dana) i ¹⁷⁸ W (21,6 dana). Svi ostali umjetni izotopa polu-život nije više od jednog dana, a većina njih - najmanje 8 minuta. Tungsten također ima četiri "metastabilna" države, najstabilniji - ^179m W (6,4 min).

veze

Kemijski spojevi volframa broj oksidacije promjene od 2 do 6, od kojih je najčešći je šest. Element obično dođe u kontakt s kisikom, formirajući žuta trioksid (WO _3), koji je topiv u vodenim alkalne rješenja u obliku iona, tungstate (WO ₄ ^2-).

aplikacija

Od volfram ima vrlo visoku temperaturu topljenja i nodularnog (može se izvući u žice), to je naširoko koristi kao vlakno sijalice i vakuum cijevi, kao i na grijačima električnih peći. Osim toga, materijal može izdržati ekstremne uvjete. Jedan od njegovih poznatih aplikacija - zavarivanje sa volfram elektrode pod zaštitnim plinom.

Izuzetno teško volfram - idealna komponenta legura teškog naoružanja. Visoke gustoće se koristi u vaganje problem, kontrategova i balast kobilica za jahte, kao i pikado (80-97%). High Speed Steel, koji može smanjiti materijala pri većim brzinama od ugljen, sadrži do 18% supstance. Lopatica turbine, otporan na habanje dijelova i premaza koristi "superlegurama" sadrži volfram. Ovaj otporan na toplinu obloge legura koje rade na povišenim temperaturama.

Termičkog širenja kemijski element kao borosilikatnog stakla, tako da se koristi za proizvodnju stakla na metal pečat. Composites sadrže volfram - velika zamjena za glavnu ulogu u metaka i pucao. U legura nikla, željeza i kobalta, napravljen je granata udaraljke. Kao metak pogoditi metu koristeći kinetičku energiju. Integrirani krugovi volfram spoj da tranzistora. Neke vrste žica za glazbene instrumente od tvrdog žice.

Upotreba spojeva

Izuzetna čvrstoća volfram karbida (W ₂ C, WC) čini najčešći materijal za glodanje i struganje alata. Koristi se u metalurgiji, rudarstvu, nafte i građevinskoj industriji. Tvrdog metala se koristi u kreiranju nakita jer je antialergijski i ne imaju tendenciju da izgube sjaj.

Od svog oksidi napraviti šlag. Tungsten "bronze" (tzv zbog oksida boje) se koriste u bojama. Tunstati kalcija i magnezija koji se koriste u fluorescentnim lampama. Tungstate kristalno svjetlucanje detektor se koristi u nuklearnoj medicini i fizike. Soli se koriste u kemijskoj industriji i kožarska industrija. Volfram disulfid je visoke temperature maziva, može izdržati 500 ° C. Neki od spojeva koji sadrže volfram, koriste kao katalizatori u hemije.

svojstva

Osnovna fizikalna svojstva W kako slijedi:

• Atomski broj 74.
• Atomska masa: 183,85.
• Topljenja: 3410 ° C.
• Tačka ključanja: 5660 ° C.
• Težina: 19.3 g / cm ³ na 20 ° C
• oksidacijsko stanje 2, 3, 4, 5, 6.
• Elektronska konfiguracija: [Xe] 4 d f ^{14. maj 4. jun} s ^2.