Volfram - što je to? Stupanj oksidacije volframa. Područja primjene volframa

Volfram - kemijski element čiji je atomski broj je jednak 74. Ovaj teških metala iz, u čemu visoke čvrstoće čelika-sive do bijele boje, što ga čini lako u mnogim slučajevima neophodna. Talište je viša nego bilo kojeg drugog metala, pa se koristi kao niti u vlakna svjetiljki i grijaćih elemenata električnih peći (npr cirkonij-volfram legura). Kemija elementa omogućava njegovu upotrebu kao katalizatora. Ekstremni tvrdoća čini pogodnim za uporabu u „HSS”, koji omogućuje rezanje materijala s većom brzinom nego ugljičnog čelika i superalloys. Tungsten karbid elementa na spoju ugljikov jedna od najtežih tvari poznate i služe za proizvodnju glodanje i okretanje alata. Volframati kalcija i magnezija naširoko koristi u fluorescentne svjetiljke i volframa oksidi - u bojama i keramičke glazure.

Povijest otkrića

Pretpostavka o postojanju ovog elementa je prvi put predložio 1779. Peter Wolf, kada je istraživao minerala volframit i zaključio da mora sadržavati novu tvar. U 1781. Carl Wilhelm Scheele ustanovljeno da novi kiselina može se dobiti od tungstenita. Thorburn Scheele i Bergman predložio uzeti u obzir dobivanje novog metala redukcijom kiseline, pod nazivom tungstenovoy. U 1783, dva brata, Jose Fausto Elguyar naći u volfram kiseline, koja je bila identična tungstenovoy. U istoj godini su braća uspjeli izolirati volfram od njega, uz upotrebu ugljena.

Tijekom Drugog svjetskog rata, ovaj kemijski element je odigrao veliku ulogu. metalni otpornost na visoke temperature i ekstremne žilavosti volframa slitine napravio važnu sirovinu za vojnu industriju. Zaraćene strane staviti pritisak na Portugal kao glavni izvor volframit u Europi.

Biti u prirodi

Element javlja u prirodi (volframit Fewo _4/4), MnWO šelova olovna ruda (CaWO _4), i Ferber Gyubnera. Važno depoziti tih minerala nalaze se u SAD-u u Kaliforniji i Koloradu, Bolivija, Kina, Južna Koreja, Rusija i Portugal. Kina drži oko 75% svjetske proizvodnje volframa. Metal je dobiven redukcijom oksid s vodikom ili ugljikom.

Svjetske zalihe procjenjuju se na 7 milijuna tona Očekuje se da će 30% od njih -. Volframit depoziti i 70% - šelova olovna ruda. U ovom trenutku, njihov razvoj nije ekonomski najpovoljnija. Na sadašnjim razinama potrošnje ove rezerve će trajati samo 140 godina. Još jedan vrijedan izvor volframa je staro željezo.

Ključne značajke

Volfram - element, koji je klasificiran kao prijelazni metal. Njegov simbol W potječe od latinske riječi Wolframium. U periodnom sustavu, što je u skupini od VI tantal i renijem.

Čista volfram - solidan materijal, čija boja varira od čelika-sive do bijele kositra. S pritiskom na metal postaje krhak i teško raditi s njim, ali ako ne, može se rezati pila za metal. Osim toga, može se krivotvoriti, valjane i razvučena.

Volfram - kemijski element, točka taljenja, od kojih je najveći kod svih metala (3422 ° C). Također ima najniži tlak pare. Vlačna čvrstoća na T> 1650 ° C što je ujedno i najveći. Element je vrlo otporan na koroziju i samo je malo osjetljiv mineralne kiseline. U dodiru sa zrakom na površini metala zaštitni sloj oksida oblikovan, ali potpuno oksidirani volfram pri visokoj temperaturi. Kada se dodaju u malim količinama na čelik tvrdoća povećava oštro.

izotopi

U prirodi volfram se sastoji od pet radioizotopi, ali oni imaju tako dugo poluvrijeme života, da ih se može smatrati stabilnom. Svi oni padaju na hafnija-72 emisiji alfa čestica (helij jezgre odgovarajuće-4). Alfa raspad zabilježen je u samo ¹⁸⁰ W, najlakši i većina rijetke tih izotopa. Prosječno 1 g prirodnog volframa godišnje dogoditi dva alfa propadanje ¹⁸⁰ W.

Nadalje, opisani 27 volfram umjetnih radioaktivnih izotopa. Najstabilniji 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 izotopi poluraspada nije više od jednog dana, a većina od njih - barem 8 minuta. Volfram ima četiri „metastabilna” stanje, najstabilniji - ^179m W (6,4 min).

veze

Kemijski spojevi volfram oksidacijskim brojem promjena od 2 do 6, od kojih je najčešći je šest. Ovaj se element obično dolazi u dodir s kisikom, formirajući žuta trioksida (WO _3), koji je topiv u vodenim otopinama alkalijskih u obliku iona tungstata (WO ₄ ^2-).

primjena

Od volfram ima vrlo visoku temperaturu taljenja i rastezljiv (može biti uvučen u žice), to je naširoko koristi kao žarnom niti žarulja 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 je teško volfram - idealni komponenta teškog naoružanja legure. Visoka gustoća se koristi u vaganje problem, utega i balastne kobilice za jahte, kao i pikado (80-97%). Velika brzina čelik, što može smanjiti materijal pri većim brzinama od ugljika, sadrži i do 18% tvari. Lopatica, otporan na habanje dijelovi i premazi koriste „superalloys” sadrže volfram. Ovaj toplinski otporne legure obloge koje djeluju na povišenim temperaturama.

Toplinsko širenje kemijske element kao borosilikatnog stakla, tako da se koristi za proizvodnju staklo-metal brtve. Kompoziti sadrže volfram - velika zamjena za pletenicu metaka i pucao. U legura nikla, željeza ili kobalt, to je napravio školjki udaraljke. Kao metak pogoditi metu koristeći svoju kinetičku energiju. U integriranih krugova volfram spoj kako bi tranzistora. Neke vrste žice za glazbene instrumente izrađene od volframa.

Primjena spojeva

Izuzetna čvrstoća volfram karbida (W ₂ ° C, WC) čini najčešći materijal za glodanje i tokarenje alati. To se koristi u metalurgiji, rudarstvu, nafte i građevinske industrije. Volfram karbida se također koristi u izradi nakita jer je hypoallergenic i ne gube svoj sjaj.

Iz njegovih oksida napraviti glazuru. Volfram „bronca” (tzv zbog oksida boja) se koriste u bojama. volframati kalcija i magnezija koji se koriste u fluorescentnim svjetiljkama. Tungstenat detektor kristal scintilacijski koristi u nuklearnoj medicini i fizike. Soli se koriste u kemijskoj industriji i kožarskoj industriji. Volfram disulfid je visoka temperatura lubrikant, može izdržati 500 ° C Neki od spojeva koji sadrže volfram, se koriste kao katalizatori u kemiji.

nekretnine

Osnovna fizikalna svojstva W kako slijedi:

• Atomski broj 74.
• Atomska težina: 183,85.
• Talište: 3410 ° C
• Vrelište: 5660 ° C
• Masa: 19,3 g / ^cm3 pri 20 ° C
• oksidacijsko stanje +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronički konfiguracija: [Xe] 4 d f ^{14. svibnja 4. lipnja} s ^2.