Wolfram – co to jest? Stopień utlenienia wolframu. Obszary zastosowania wolframu

Wolframu – pierwiastek, którego atomowa liczba jest równa 74. Ten metal ciężki z, przy czym wysoka wytrzymałość stali szarości do bieli, co ułatwia w wielu przypadkach niezbędne. Temperatura topnienia jest wyższa niż jakiegokolwiek innego metalu, a zatem jest on stosowany jako włókna w żarówki i elementów grzejnych w piecach elektrycznych (na przykład ze stopu cyrkonu, wolframu). Element chemii pozwala na jego zastosowanie jako katalizatora. Twardość ekstremalnych powoduje, że nadaje się do zastosowania w „HSS”, co pozwala na zmniejszenie materiałów o większej prędkości niż stali węglowej i nadstopów. Węglik wolframu element związku węgla jest jednym z najtrudniejszych substancje znane i stosowane do produkcji mielenia i narzędzi tokarskich. Wolframiany wapnia i magnezu są szeroko stosowane w lampach fluorescencyjnych oraz tlenków wolframu – do tuszów i szkliw ceramicznych.

Historia odkrycia

Założenie o istnieniu tego elementu został po raz pierwszy zaproponowany w 1779 roku przez Petera Wolfa, gdy badał wolframite mineralną i stwierdził, że musi ono zawierać nową substancję. 1781 Carl Scheele stwierdzono, że nowa kwasu można otrzymać z tungstenita. Thorburn Scheele i Bergman sugeruje rozważyć uzyskanie nowego metalu przez redukcję kwasu, zwany tungstenovoy. W roku 1783, dwaj bracia, Jose Fausto Elguyar znaleźć w kwasie wolframu, który był identyczny tungstenovoy. W tym samym roku bracia udało się wyizolować wolfram z niego, używając węgla.

W czasie II wojny światowej, to pierwiastek chemiczny odegrała ogromną rolę. odporność na działanie wysokich temperatur metalu i niezwykłą wytrzymałość stopy wolframu wykonane ważnym surowcem dla przemysłu wojskowego. Strony walczące presję na Portugalię jako głównego źródła wolframite w Europie.

Będąc w przyrodzie

Element występuje w przyrodzie wolframite (fewo ₄ / MnWO _4), scheelitu CaWO _(4), a Ferber Gyubnera. Ważne złoża tych minerałów znajdują się w Stanach Zjednoczonych w Kalifornii i Kolorado, Boliwii, Chinach, Korei Południowej, Rosji i Portugalii. Chiny posiada około 75% światowej produkcji wolframu. Metal uzyskiwany przez redukcję wodorem lub tlenek węgla.

światowe rezerwy są szacowane na 7 milionów ton oczekuje się, że 30% z nich. – depozyty wolframite i 70% – scheelit. W tym czasie, ich rozwój nie jest korzystne ekonomicznie. Przy obecnym poziomie zużycia rezerwy te będą trwać zaledwie 140 lat. Kolejnym cennym źródłem wolframu jest złom.

Kluczowe cechy

Wolframu – element, który jest klasyfikowany jako metal przejściowy. W jej symbol pochodzi od łacińskiego słowa wolframium. W układzie okresowym, to jest w grupie VI pomiędzy tantalu i renu.

Czysty wolfram – materiał stały, którego kolor zmienia się z stalą szarego do białego cyny. Z domieszką metalu staje się kruchy i trudny do pracy z nim, ale jeśli tak nie jest, można go wyciąć z piłą. Ponadto, może to być kute, walcowane i wyciągane.

Wolframu – pierwiastek chemiczny, temperatura topnienia, która jest najwyższą spośród wszystkich metali (3422 ° C). Również ma najniższe ciśnienie pary. Wytrzymałość na rozciąganie w T> 1650 ° C, to jest największa. Elementem o wysokiej odporności na korozję i jest tylko nieznacznie wrażliwe kwasy mineralne. Po zetknięciu się z powietrzem na metalowej powierzchni warstwę tlenku ochronna jest utworzona, ale całkowicie utleniony wolframu w wysokiej temperaturze. Gdy dodaje się w małych ilościach do stali twardość wzrasta gwałtownie.

izotopy

W naturze wolframu składa się z pięciu radioizotopów, ale mają tak długi okres półtrwania, że można je uznać za stabilny. Wszystkie z nich wchodzą w hafnu 72 z emisją cząstki alfa (jądra helu odpowiadające-4). Rozpad alfa obserwuje się tylko ¹⁸⁰ W najprostszym i najbardziej rzadkie tych izotopów. Średnio 1 g naturalnego wolframu rocznie występuje dwa rozpad alfa ¹⁸⁰ W.

Ponadto, 27 opisane wolfram sztuczne izotopy radioaktywne. Najbardziej trwałą z nich ¹⁸¹ W z półtrwania 121,2 dni, ¹⁸⁵ W (75,1 dni) ¹⁸⁸ W (69,4 dni) i ¹⁷⁸ W (21,6 dni). Wszystkie inne sztuczne izotopy półtrwania wynosi nie więcej niż jeden dzień, a większość z nich – co najmniej 8 minut. Wolframu ma także cztery „” stan metastabilny, najbardziej stabilny – ^179m W (6,4 min).

połączenia

Związki chemiczne wolframu utlenienia zmian od 2 do 6, z których najbardziej rozpowszechnioną jest sześć. Element zwykle wchodzi w kontakt z tlenem, tworząc trójtlenek żółtej _(WO3), które są rozpuszczalne w wodnych roztworach alkalicznych w postaci jonów, wolframian (WO ₄ ^{2 ~).}

aplikacja

Ponieważ wolfram ma bardzo wysoką temperaturę topnienia i sferoidalnego (może być wciągane do przewodu) jest szeroko stosowany jako żarówek i rurek próżniowych, jak również w elementach grzejnych w piecach elektrycznych. Ponadto, materiał może wytrzymać ekstremalne warunki. Jedną z jego znanych zastosowań – spawanie elektrodą wolframową w atmosferze gazu ochronnego.

Niezwykle ciężko wolframu – idealny składnik stopów ciężkiej broni. O wysokiej gęstości jest stosowana w masie problemów, przeciwwagi i mostków balastowych jachtów, jak również rzutki (80-97%). Stal o wysokiej prędkości, co może obniżyć materiału przy wyższych prędkościach niż węgiel, zawiera do 18% substancji. Łopatki turbiny, odporne na zużycie części i powłoki stosowane „superstopy” zawierające wolfram. Ten żaroodpornych stopów pokrycia, które działają w podwyższonych temperaturach.

Rozszerzalność cieplna tego pierwiastka takiego jak szkło borokrzemianowe, to jest on stosowany do wytwarzania uszczelnienia szkło-metal. Kompozyty zawierające wolfram – wielki substytut ołowiu w kul i strzał. Stopów niklu, żelaza lub kobaltu, to jest skorup perkusyjnych. Jak pocisk, aby trafić w cel przy użyciu jego energię kinetyczną. W scalonych związku wolframu do tranzystorów. Niektóre rodzaje strun do instrumentów muzycznych wykonanych z drutu wolframowego.

Zastosowanie związków

Wyjątkowa twardość węglika wolframu _(W2C, WC), sprawia, że najczęściej materiał do mielenia i narzędzi tokarskich. Jest on stosowany w przemyśle hutnictwa, górnictwa, ropy naftowej i budowlanych. węglik wolframu jest również stosowany w tworzeniu biżuterii, ponieważ jest hipoalergiczny i nie wydają się tracić swój blask.

Od jego tlenków zrobić lukier. Wolfram „Brąz” (tak nazywane, ponieważ tlenków barwy) są stosowane w farbach. wolframiany wapnia i magnezu stosowanych w lampach fluorescencyjnych. Wolframian Detektor Kryształ scyntylacyjny jest używany w medycynie nuklearnej i fizyki. Sole są stosowane w przemyśle chemicznym i przemyśle skórzanym. Disiarczek wolframu jest wysoki smar temperatury wytrzymują 500 ° C Niektóre z tych związków zawierające wolfram, jako katalizatory stosuje się w chemii.

właściwości

Podstawowe właściwości fizyczne W, jak następuje:

• Liczba atomowa 74.
• masa atomowa: 183,85.
• Temperatura topnienia: 3410 ° C,
• Temperatura wrzenia: 5660 ° C,
• Waga: 19,3 g / ^cm3 w temperaturze 20 ° C
• Stan utlenienia +2, +3, +4, +5, +6.
• konfiguracji elektronowej [Xe] 4 DF ^{14 maja 4 czerwca s2.}