Tungsten - Ce este asta? Gradul de oxidare al tungsten. Domenii de aplicare a tungsten

Tungsten - element chimic al cărui număr atomic este egal cu 74. Acest metal greu din, în care de înaltă rezistență din oțel gri la alb, ceea ce îl face ușor în multe cazuri indispensabile. Punct de topire este mai mare decât cea a oricărui alt metal, și de aceea este folosit ca filamente din lămpile cu incandescență și elementele de încălzire în cuptoare electrice (de exemplu, zirconiu-aliaj de tungsten). Element de chimie permite utilizarea sa ca un catalizator. duritate extremă îl face potrivit pentru utilizarea în „HSS“, care permite să taie materiale cu o viteză mai mare decât oțelul carbon, și superaliaje. Carbură de tungsten element compus carbon este unul dintre cele mai grele substanțe cunoscute și utilizate pentru producerea de frezare și scule de strunjire. Tungstații de calciu și magneziu sunt utilizate pe scară largă în lămpi fluorescente și oxizi de wolfram - în cerneluri și glazuri ceramice.

Istoria descoperirii

Ipoteza existenței acestui element a fost propus pentru prima dată în 1779 de Peter Wolf, când a explorat wolframita minerale și a concluzionat că aceasta trebuie să conțină o substanță nouă. In 1781 Carl Wilhelm Scheele a constatat că un nou de acid poate fi obținut de la tungstenita. Thorburn Scheele și Bergman a sugerat să ia în considerare obținerea noului metal prin reducerea acidului, numit tungstenovoy. În 1783, doi frați, Jose și Fausto Elguyar găsit în acidul tungsten, care a fost identic cu tungstenovoy. În același an, frații au reușit să izoleze tungsten de la ea, folosind cărbune.

În timpul al doilea război mondial, acest element chimic a jucat un rol imens. rezistență din metal la temperaturi ridicate, și aliaje de tungsten extreme de duritate a făcut materie primă importantă pentru industria militară. părțile aflate în conflict pune presiune asupra Portugaliei ca sursă principală de wolframita în Europa.

Fiind în natură

Elementul are loc în wolframitul natură (Fewo ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO ₄₎ și Ferber Gyubnera. depozite importante ale acestor minerale se gasesc in Statele Unite in California si Colorado, Bolivia, China, Coreea de Sud, Rusia și Portugalia. China deține aproximativ 75% din producția globală de tungsten. Metal este obținut prin reducerea unui oxid cu hidrogen sau carbon.

Rezervele mondiale sunt estimate la 7 milioane de tone este de așteptat ca 30% dintre ele -. depozite wolframita și 70% - scheelite. În acest moment, dezvoltarea lor nu este avantajoasă din punct de vedere economic. La nivelurile actuale de consum aceste rezerve vor dura doar 140 de ani. O altă sursă valoroasă de tungsten este de fier vechi.

Caracteristici cheie

Tungsten - elementul, care este clasificat ca un metal de tranziție. Simbolul său W este derivat din cuvântul latin wolframium. În tabelul periodic, este în grupul VI între tantal și reniu.

Pure tungsten - un material solid, a cărui culoare variază de la oțel gri la staniu alb. Prin simpla atingere a metalului devine fragil și dificil de a lucra cu el, dar dacă nu, acesta poate fi tăiat cu un fierăstrău. În plus, acesta poate fi falsificat, laminate și trase afară.

Tungsten - element chimic, punctul de topire al care este cea mai mare dintre toate din metal (3422 ° C). De asemenea, are cea mai mică presiune de vapori. Rezistența la tracțiune la T> 1650 ° C, este de asemenea cea mai mare. Elementul este foarte rezistent la coroziune și este doar puțin acizi minerali susceptibili. La contactul cu aerul pe suprafața metalică a unui strat protector de oxid este format, dar oxidat complet de tungsten, la temperatură ridicată. Atunci când a adăugat în cantități mici, la oțelul duritatea acestuia crește brusc.

izotopi

În natură de tungsten este format din cinci radioizotopi, dar au o astfel de mult timp de înjumătățire, că acestea pot fi considerate stabile. Toate acestea cad pe hafniu-72 cu emisia de particule alfa (nuclee de heliu-4 corespunzătoare). Dezintegrării alfa este observată în doar ¹⁸⁰ W, cea mai ușoară și mai rar dintre acești izotopi. În medie, 1 g de wolfram natural pe an au loc două dezintegrarea alfa de ¹⁸⁰ W.

Mai mult, 27 de wolfram descris izotopi radioactivi artificiali. Cea mai stabilă dintre ele este de ¹⁸¹ W , cu un timp de înjumătățire de 121.2 zile, ¹⁸⁵ W (75,1 zile), ¹⁸⁸ W (69,4 zile) și ¹⁷⁸ W (21,6 zile). Toți ceilalți izotopi artificiali de jumătate de viață nu este mai mult de o zi, iar cele mai multe dintre ele - cel puțin 8 minute. Tungsten are de asemenea patru "metastabil" de stat, cel mai stabil - ^179m W (min 6,4).

conexiuni

Compușii chimici din tungsten număr de oxidare modificări de la 2 la 6, dintre care cele mai comune este de șase. Elementul de obicei , vine în contact cu oxigenul, formând trioxidul galben (WO _3), care este solubil în soluții apoase alcaline sub formă de ioni, Wolframat (WO ₄ ^2-).

cerere

Deoarece tungsten are o temperatură foarte ridicată de topire și ductile (pot fi trase în sârmă), este utilizat pe scară largă ca un becurilor cu filament și tuburi cu vid precum și în elementele de încălzire ale cuptoare electrice. În plus, materialul poate rezista la condiții extreme. Una dintre aplicațiile sale cunoscute - sudare cu arc electric cu electrod de wolfram sub gaz protector.

Extrem de greu de tungsten - ideale componente aliaje de armament greu. Densitatea mare este folosită în cântărire problemă, contragreutăți și chila balast pentru iahturi, precum și săgeți (80-97%). oțel de mare viteză, care ar putea reduce materialul la viteze mai mari decât carbon, conține până la 18% din substanță. Lamele turbinei, rezistente la uzură piese și acoperiri folosite „superaliajele“ care conțin tungsten. Acest rezistente la căldură pentru acoperirea aliajelor care funcționează la temperaturi ridicate.

Dilatarea termică a elementului chimic cum ar fi sticla de borosilicat, de aceea este folosit pentru fabricarea sticlei pe metal sigiliu. Compozite care conțin tungsten - un substitut mare pentru plumb în gloanțe și împușcat. In aliajele de nichel, fier sau cobalt, se face coji de percuție. Ca un glonț pentru a lovi o țintă folosind energia cinetică. În circuitele integrate ale compusului de tungsten pentru a face tranzistori. Unele tipuri de coarde pentru instrumente muzicale realizate din sârmă de tungsten.

Utilizarea compușilor

Duritatea excepțională de carbură de tungsten (W ₂ C, WC) este materialul cel mai comun pentru frezare și scule de strunjire face. Acesta este utilizat în metalurgie, minerit, petrol și industria de construcții. carbură de tungsten este, de asemenea, utilizat în crearea de bijuterii, deoarece este hipoalergenic și nu tinde să-și piardă luciul lor.

Din oxizii săi fac cireasa. Tungsten „bronz“ (așa-numita, din cauza oxizilor de culoare) sunt utilizate în vopsele. tungstații de calciu și magneziu utilizate în lămpi fluorescente. detector cu cristale de scintilație wolframatul este utilizat in medicina nucleara si fizica. Sărurile sunt utilizate în industria chimică și industria de pielărie. Tungsten disulfit este un lubrifiant de temperatură ridicată, poate rezista la 500 ° C. Unii dintre compușii care conțin tungsten, sunt utilizați drept catalizatori în domeniul chimiei.

proprietăţi

Proprietățile fizice de bază ale W, după cum urmează:

• Numărul atomic de 74.
• greutate atomică: 183,85.
• Punct de topire: 3410 ° C
• Punct de fierbere: 5660 ° C
• Greutate: 19,3 g / ^cm3 la 20 ° C
• starea de oxidare +2, +3, +4, +5, +6.
• configurația electronică: [Xe] 4 d f au ^{14 4} 6 ² s.