Wolfram - mi ez? Az oxidáció mértéke a volfrám. Alkalmazási területek volfrám

Wolfram - kémiai elem, amelynek rendszáma megegyezik 74. Ez nehézfémhez, ahol nagy szilárdságú acél-szürke-fehér, ami megkönnyíti sok esetben elengedhetetlen. Olvadáspont ez magasabb, mint bármely más fém, és ezért használjuk szálak a izzólámpák és a fűtőelemek elektromos kemencében (így például cirkónium-volfrám ötvözet). Kémia elem lehetővé teszi a használatát, mint katalizátor jelenlétében. Extrém keménység alkalmassá teszi a használatra „HSS”, amely lehetővé teszi, hogy csökkentsék anyagok nagyobb sebességgel szénacél és szuperötvöze. Volfrám-karbid elem a szénatom a vegyület az egyik legnehezebb anyagok ismert és gyártása során alkalmazott maró és esztergáló szerszámok. Volframátok kalcium és magnézium széles körben használják a fénycsövek, és volfrám-oxidok - a tinták és kerámia mázak.

A felfedezések története

A feltételezés, hogy létezik ez az elem először javasolta 1779-ben Peter Wolf, amikor feltárt ásványi wolframite és megállapította, hogy tartalmaznia kell az új anyagot. 1781-ben Carl Wilhelm Scheele megbizonyosodtak arról, hogy egy új sav nyerhető tungstenita. Thorburn Scheele és Bergman javasolta, hogy kapok új fém redukáljuk a savat, az úgynevezett tungstenovoy. 1783-ban, két testvér, Jose és Fausto Elguyar talált volfrám-sav, amely azonos az tungstenovoy. Ugyanebben az évben a testvérek sikerült elkülöníteni wolfram belőle aktív szén felhasználásával.

A második világháború, ez a kémiai elem játszott nagy szerepet. fém ellenállnak a magas hőmérsékletnek, és az extrém szívósság volfrám ötvözetek tett fontos nyersanyag a katonai ipar. Hadviselő felek gyakoroljon nyomást Portugália a fő forrása a wolframite Európában.

Mivel a természetben

Az elem a természetben előfordul wolframite (FEWO ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), és a Ferber Gyubnera. Fontos betétek ezen ásványi anyagok találhatók az Egyesült Államokban, Kaliforniában és Colorado, Bolívia, Kína, Dél-Korea, Oroszország és Portugália. Kína rendelkezik mintegy 75% -a globális termelés volfrám. Fém redukálásával kapjuk egy oxid hidrogénnel vagy szén.

Világ tartalékok becsült 7 millió tonna várható, hogy 30% -uk -. Wolframite betétek és 70% - scheelite. Ebben az időben, a fejlődés nem gazdaságilag előnyös. A jelenlegi fogyasztási szint e tartalékok csak az utolsó 140 évben. Egy másik értékes forrása a volfrám fémhulladék.

Főbb jellemzők

Tungsten - elem, amely besorolása, mint egy átmeneti fém. Jele W származik a latin szó Wolframium. A periódusos rendszer, ez a VI csoport között a tantál és rénium.

Pure wolfram - egy szilárd anyagot, amelynek a színe a acél-szürke fehér ón. A kis fém törékennyé válik, és nehéz vele dolgozni, de ha nem, akkor lehet vágni fűrésszel. Ezen felül, akkor lehet kovácsolt, hengerelt és húzott ki.

Tungsten - kémiai elem, az olvadási pontja, amely a legmagasabb az összes fém (3422 ° C). Szintén ez rendelkezik a legalacsonyabb gőznyomás. Szakítószilárdság T> 1650 ° C ez is a legnagyobb. Az elem nagyon ellenáll a korróziónak, és csak alig érzékenyek ásványi savak. Való érintkezés hatására a levegő a fém felületén védő oxidréteg képződik, de teljesen oxidált volfrám magas hőmérsékleten. Ha kis mennyiségben adagolva az acél keménysége növeli jelentősen.

izotópok

A természetben a volfrám következő öt radioizotópok, de van olyan hosszú a felezési ideje, hogy azok tekinthetők stabilnak. Mindegyikük esik a hafnium-72 a kibocsátási alfa-részecskék (hélium atommag megfelelő-4). Alfa-részecske figyelhető meg csak ¹⁸⁰ W, a legegyszerűbb és ritka ilyen izotópokat. Átlagban, 1 g természetes volfrám évente fordul elő két alfa-részecske ¹⁸⁰ W.

Továbbá, 27 leírt volfrám mesterséges radioaktív izotópok. A legstabilabb közülük ¹⁸¹ W egy felezési 121,2 nap, ¹⁸⁵ W (75,1 nap), ¹⁸⁸ W (69,4 nap), és ¹⁷⁸ W (21,6 nap). Minden más mesterséges izotóp felezési idő nem több, mint egy nap, és a legtöbbjük - legalább 8 percig. Tungsten is négy „metastabil” állapotban, a legstabilabb - ^179m W (6,4 perc).

kapcsolatok

A kémiai vegyületek volfrám oxidációs száma változik 2-6, amelyek közül a leggyakoribb hat. Az elem tipikusan érintkezik az oxigénnel, miáltal sárga trioxid (WO _3), amely oldható a vizes, lúgos oldatok formájában ionok, volframát (WO ₄ ^2-).

kérelem

Mivel a volfrám egy nagyon magas olvadási hőmérséklet és a gömbgrafitos (vonhatók be huzal), hogy széles körben használják, mint a izzólámpák és a vákuumos csövek, valamint a fűtőelemek elektromos kemencék. Ezen túlmenően, az anyag ellenáll a szélsőséges körülmények között. Egyik ismert alkalmazások - ívhegesztés wolframból védőgáz alatt.

Rendkívül kemény wolfram - ideális komponens nehézfegyverek ötvözetek. A nagy sűrűségű használják a súlyú problémát, ellensúlyok és a ballaszt keels jachtokhoz, valamint a dart (80-97%). Nagy sebességű acél, amely lehet vágni az anyagot nagyobb sebességgel, mint a szén, tartalmaz legfeljebb 18% az anyag. A turbinalapátok, kopásálló alkatrészek és használt bevonatok „szuperötvözetek” tartalmazó volfrám. Ez a hőálló burkolatok ötvözetek működő emelt hőmérsékleten.

Hőtágulása a kémiai elem, mint a boroszilikát üveg, így használják a üveggyártásra-fém tömítést. Kompozitok wolfram - egy nagy helyettesíti az ólmot a golyók és a lövés. A ötvözetek nikkel, vas vagy kobalt,, akkor készült kagyló ütőhangszerek. Mint egy golyó, hogy elérje a célt a kinetikus energia. A integrált áramkörök a wolfram-vegyületnek, hogy tranzisztorok. Bizonyos típusú húrok hangszerek készült wolfram huzal.

A vegyületek felhasználása

A kivételes keménysége volfrám-karbid (W ₂ C, WC) teszi a leggyakoribb anyag maró és esztergáló szerszámok. Ezt alkalmazzák a kohászat, a bányászat, a kőolaj és az építőipar. A keményfém is használják létrehozására ékszerek, mert hipoallergén, és nem hajlamos elveszíteni a csillogás.

Annak oxidok hogy a jegesedés. Tungsten „bronz” (az úgynevezett, mert a színes oxidok) festékekhez. volframátok kalcium és magnézium használt fénycsövek. Volframát kristály szcintillációs detektort alkalmaznak a nukleáris medicinában és a fizika. A sókat használják a vegyiparban és bőripar. Tungsten diszulfid egy magas hőmérsékletű kenőanyag, ellenáll 500 ° C-on Egyes vegyületek tartalmazó volfrám, a katalizátorként alkalmazott kémia.

tulajdonságok

Az alapvető fizikai tulajdonságai W a következők:

• Az atomi száma 74.
• Atomic súly: 183,85.
• Olvadáspont: 3410 ° C-on
• Forráspont: 5660 ° C-on
• Súly: 19,3 g / cm ³ 20 ° C-on
• oxidációs állapota +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronikus konfiguráció: [Xe] 4 d f ^{május 14-én június 4-s 2.}