Tungsten - co je to? Stupeň oxidace wolframu. Oblasti použití wolframu

Wolfram - chemický prvek, jehož atomové číslo je rovno 74. Toto těžký kov z, vyznačující se tím, vysokopevnostní oceli šedé až bílé, což usnadňuje v mnoha případech nezbytné. Teplota tání je vyšší než u jakéhokoliv jiného kovu, a proto se používá jako vlákna v žárovkami a topných těles v elektrických pecích (např., Zirkonium-wolframové slitiny). Chemie prvek umožňuje jeho použití jako katalyzátoru. Extrémní tvrdost je vhodný pro použití v „HSS“, která umožňuje řezat materiály s vyšší rychlostí než uhlíkové oceli a vysoce legovaných slitin. Karbid wolframu prvek sloučeniny uhlíku, je jedním z nejtěžších látek známých a používaných pro výrobu frézování a soustružnických nástrojů. Wolframaty vápníku a hořčíku jsou široce používány v zářivkách a oxidy wolframu - do inkoustů a keramické glazury.

Historie objevu

Předpoklad o existenci tohoto prvku byla poprvé navržena v roce 1779 Peter Wolf, když prozkoumal minerální wolframitem k závěru, že to musí obsahovat novou látku. V roce 1781 Carl Wilhelm Scheele zjistil, že nová kyselina, kterou lze získat z tungstenita. Thorburn Scheele a Bergman navrhl zvážit získání nového kovu redukcí kyseliny, tzv tungstenovoy. V roce 1783, dva bratři, José a Fausto Elguyar nalézt v kyselině wolframu, která je identická s tungstenovoy. Ve stejném roce se bratři uspěli v izolovat wolfram z ní za použití aktivního uhlí.

Během druhé světové války, tento chemický prvek hraje velkou roli. kov odolnost proti vysokým teplotám, a extrémní houževnatost slitiny wolframu také důležitou surovinou pro vojenský průmysl. Válčící strany vyvíjet tlak na Portugalsko jako hlavní zdroj wolframitem v Evropě.

Být v přírodě

Prvek se vyskytuje v přírodě (wolframitem fewo ₄ / MnWO _4), scheelitem (CaWO _4), a Ferber Gyubnera. Významná ložiska těchto minerálů se nacházejí ve Spojených státech, v Kalifornii a Coloradu, Bolívie, Čína, Jižní Korea, Rusko a Portugalska. Čína má asi 75% světové produkce wolframu. Kov se získá redukcí oxidu s vodíkem nebo uhlíkem.

Světové zásoby se odhadují na 7 milionů tun Předpokládá se, že 30% z nich -. Wolframitu vklady a 70% - scheelitovými. V této době, jejich vývoj není ekonomicky výhodné. Při současné úrovni spotřeby tyto rezervy bude trvat pouhých 140 lety. Dalším cenným zdrojem wolframu je kovový šrot.

Klíčové vlastnosti

Wolfram - prvek, který je klasifikován jako přechodného kovu. Jeho symbolem W je odvozen z latinského slova wolframium. V periodické tabulce je ve skupině VI mezi tantalu a rhenia.

Čistý wolfram - pevný materiál, jehož barva se mění z oceli-šedé až bílé cínu. Pouhým dotykem kov křehne a je obtížné s ním pracovat, ale pokud tomu tak není, je možné řezat pilkou na železo. Kromě toho může být kované, válcované a vytažen.

Wolfram - chemický prvek, jehož teplota tání, což je nejvyšší ze všech kovu (3422 ° C). Také to má nejnižší tlak páry. Pevnost v tahu při T> 1650 ° C, to je také největší. Prvek je vysoce odolný vůči korozi, a je jen o málo náchylné minerální kyseliny. Při styku se vzduchem na povrchu kovu se vytvoří ochranná vrstva oxidu, ale zcela oxiduje wolfram při vysoké teplotě. Když se přidá v malých množstvích k oceli jeho tvrdost prudce zvyšuje.

izotopy

V přírodě wolfram sestává z pěti radioizotopů, ale mají takový dlouhý poločas, že je lze považovat za stabilní. Všechny z nich pádu na hafnia-72 s emisi částic alfa (jádra hélia odpovídající-4). Alfa rozpad je pozorována pouze ¹⁸⁰ W, nejjednodušší a nejvzácnější z těchto izotopů. V průměru 1 g přírodního wolframu za rok nastat dva alfa rozpad ¹⁸⁰ W.

Kromě toho, 27 popsané wolfram umělých radioaktivních izotopů. Nejstabilnější z nich je ¹⁸¹ W s poločasem 121,2 dnů, ¹⁸⁵ W (75,1 dní), ¹⁸⁸ W (69,4 dnů) a ¹⁷⁸ W (21,6 dne). Všechny ostatní umělé izotopy poločasem není větší než jeden den, a většina z nich - nejméně 8 minut. Wolfram má také čtyři „metastabilní“ stav, nejstabilnější - ^179m W (6,4 min).

připojení

Chemické sloučeniny podle wolframu oxidačních čísel změny od 2 do 6, z nichž nejběžnější je šest. Prvek obvykle přichází do kontaktu s kyslíkem, tvořit žlutý oxid (WO _3), který je rozpustný ve vodných alkalických roztocích ve formě iontů, wolframanu (WO ₄ ^2).

přihláška

Vzhledem k tomu, wolfram má velmi vysokou teplotu tání a tažný (může být vtažen do drátu), to je široce používán jako vlákno žárovky a vakuové trubice, jakož i v topných prvků elektrických pecích. Navíc materiál může odolávat extrémním podmínkám. Jedna z jejích známých aplikací - obloukové svařování s wolframovou elektrodou pod ochranným plynem.

Extrémně těžké wolfram - ideální komponent těžkými zbraněmi slitiny. S vysokou hustotou se používá v hmotnosti problém, protizávaží a balastní kýlů pro jachty, stejně jako šipky (80 - 97%). Rychlořezné oceli, která může snížit materiálu při vyšších rychlostech než je uhlík, obsahuje až 18% této látky. Lopatky turbíny, díly a povlaky odolné proti opotřebení použitý „vysoce legované slitiny“, které obsahují wolfram. Tento tepelně odolné slitiny krytiny, které pracují při vysokých teplotách.

Tepelná roztažnost chemického prvku jako borosilikátového skla, takže se používá pro výrobu skla na kov těsnění. Kompozity, které obsahují wolfram - velký náhražku olova v kulek a výstřel. Slitin niklu, železa nebo kobaltu, je vyrobena skořepiny bicí. Jako kulka zasáhnout cíl pomocí jeho kinetickou energii. V integrovaných obvodů wolframové sloučeniny, aby se tranzistory. Některé typy strun na hudební nástroje vyrobené z wolframového drátu.

Použití sloučenin

Výjimečná tvrdost karbidu wolframu (W ₂ C, WC), to nejčastější materiál pro frézování a soustružnických nástrojů dělá. Používá se v metalurgii, důlní, ropné a stavební průmysl. karbid wolframu se používá také při tvorbě šperků, protože je hypoalergenní a nemá tendenci ztratit svůj lesk.

Od svých oxidů dělat námrazy. Tungsten „bronz“ (takzvaný protože oxidů barevných) se používají v barvách. wolframaty vápníku a hořčíku použité v zářivkách. Wolframan detektor krystal scintilační se používá v nukleární medicíně a fyziky. Soli se používají v chemickém průmyslu a kožedělného průmyslu. Disulfidu wolframu je vysokoteplotní maziva, může vydržet 500 ° C Některé ze sloučenin obsahujících wolfram, jsou používány jako katalyzátory v chemii.

vlastnosti

Základní fyzikální vlastnosti W takto:

• Atomové číslo 74.
• Atomová hmotnost: 183,85.
• Teplota tání: 3410 ° C,
• Teplota varu: 5660 ° C,
• Hmotnost: 19,3 g / ^cm3 při 20 ° C
• oxidační stav +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronická konfigurace: [Xe] 4 d f ^{května 14. června 4} s ^2.