Tungsten - wat is dit? De oxidatiegraad van wolfraam. Toepassingsgebieden wolfraam

Tungsten - chemische element waarvan het atoomnummer gelijk aan 74. Deze heavy metal uit, waarbij hoogwaardig staal-grijs naar wit, wat het makkelijk in veel gevallen noodzakelijk maakt. Smeltpunt is hoger dan dat van een ander metaal, en daarom wordt gebruikt als filamenten in de gloeilampen en verwarmingselementen elektrische ovens (bijvoorbeeld zirconium-wolfraamlegering). Chemie element maakt het gebruik als katalysator. Hoge hardheid maakt het geschikt voor gebruik in "HSS", die het mogelijk maakt om materialen snijden met een hogere snelheid dan koolstofstaal en superlegeringen. Wolfraamcarbide element aan de koolstofverbinding is een van de hardste bekende stoffen en voor de bouw van frees- en draaigereedschap. Wolframaten calcium en magnesium worden veel gebruikt in fluorescentielampen en wolfraamoxiden - in inkt en keramische glazuren.

Geschiedenis van de ontdekking

De aanname van het bestaan van dit element werd voor het eerst voorgesteld in 1779 door Peter Wolf, toen hij verkende minerale wolframiet en geconcludeerd dat het een nieuwe stof moet bevatten. In 1781 vastgesteld Carl Wilhelm Scheele dat er een nieuw zuur kon worden verkregen uit tungstenita. Thorburn Scheele en Bergman voorgesteld om overwegen om nieuwe metalen door reductie van het zuur, de zogenaamde tungstenovoy. In 1783, twee broers, Jose Fausto Elguyar in wolfram zuur, dat identiek was tungstenovoy. In hetzelfde jaar slaagde de broers in het isoleren van wolfraam van het, met behulp van houtskool.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog, heeft deze chemisch element een grote rol gespeeld. metaal weerstand tegen hoge temperaturen en extreme taaiheid wolfraamlegeringen heeft belangrijke grondstof voor de militaire industrie. Strijdende partijen onder druk te zetten op Portugal als de belangrijkste bron van wolframiet in Europa.

Als je in de natuur

Het element in de natuur wolframiet (fewo ₄ / MnWO _4), scheeliet (CaWO _{4) en} Ferber Gyubnera. Belangrijke deposito's van deze mineralen zijn te vinden in de Verenigde Staten in Californië en Colorado, Bolivia, China, Zuid-Korea, Rusland en Portugal. China heeft ongeveer 75% van de wereldwijde productie van wolfraam. Metaal wordt verkregen door reductie van een oxide met waterstof of koolstof.

Wereld reserves worden geschat op 7 miljoen ton wordt verwacht dat 30% van hen -. Wolframiet deposito's en 70% - scheelite. Op dit moment is de ontwikkeling ervan is niet economisch voordelig. Met het huidige verbruik niveaus zullen deze reserves slechts 140 jaar duren. Een andere waardevolle bron van wolfraam is schroot.

Belangrijkste kenmerken

Tungsten - element, dat is geclassificeerd als een overgangsmetaal. Het symbool W is afgeleid van het Latijnse woord Wolframium. In het periodiek systeem is in de groep VI tussen tantaal en rhenium.

Pure wolfraam - een vast materiaal, waarvan de kleur varieert van staalgrijs wit tin. Met een druk op metaal bros en moeilijk met hem te werken, maar als ze dat niet doen, kan het met een ijzerzaag worden gesneden. Daarnaast kan het worden gesmeed, gerold en uitgesponnen.

Tungsten - chemisch element, het smeltpunt daarvan is de hoogste van alle metalen (3422 ° C). Ook heeft de laagste dampdruk. Treksterkte bij T> 1650 ° C het is ook de grootste. Het element is zeer goed bestand tegen corrosie en slechts weinig gevoelig mineraalzuur. Bij contact met de lucht op het metaaloppervlak een beschermende oxidelaag gevormd, maar volledig geoxydeerd wolfraam bij hoge temperatuur. Wanneer in kleine hoeveelheden toegevoegd aan het staal een hardheid sterk toeneemt.

isotopen

In de natuur wolfraam bestaat uit vijf radio-isotopen, maar ze hebben zo'n lange halfwaardetijd, dat ze stabiel kunnen worden beschouwd. Allen vallen op de hafnium-72 met de emissie van alfadeeltjes (heliumkernen overeenkomstige 4). Alfaverval waargenomen in slechts ¹⁸⁰ W, de eenvoudigste en meest zeldzame van deze isotopen. Gemiddeld 1 g natuurlijk wolfraam per jaar plaats twee alfaverval van ¹⁸⁰ W.

Bovendien 27 beschreven wolfraam kunstmatige radioactieve isotopen. De meest stabiele van hen is ¹⁸¹ W met een halfwaardetijd van 121,2 dagen, ¹⁸⁵ W (75,1 dagen), ¹⁸⁸ W (69,4 dagen) en ¹⁷⁸ W (21,6 dagen). Alle andere kunstmatige isotopen van half-leven is niet meer dan een dag, en de meeste van hen - ten minste 8 minuten. Wolfraam heeft ook vier "metastabiele" toestand, de meest stabiele - ^179m W (6,4 min).

verbindingen

De chemische verbindingen van wolfram oxidatietrap wijzigingen 2-6, waarvan de meest voorkomende is zes. Het element komt typisch in contact met zuurstof onder vorming van gele trioxide (WO _3), die oplosbaar is in waterige alkalische oplossingen in de vorm van ionen, wolframaat (WO ^{2- _4).}

toepassing

Aangezien wolfraam een hoog smeltpunt en ductiel (kan tot draad getrokken worden), wordt het wijd gebruikt als gloeilampen en vacuümbuizen en in de verwarmingselementen van elektrische ovens. Bovendien kan het materiaal extreme omstandigheden te weerstaan. Een van de bekende toepassingen - booglassen met wolfraamelektrode onder beschermend gas.

Extreem hard wolfram - ideaal onderdeel zware wapens legeringen. De hoge dichtheid wordt gebruikt in de weegprobleem, contragewichten en ballast kielen voor jachten, evenals pijltjes (80-97%). Snelstaal, dat het materiaal bij hogere snelheden dan koolstof te snijden, bevat tot 18% van de stof. De turbinebladen, slijtvaste onderdelen en coatings die "superlegeringen" met wolfraam. Deze hittebestendige bekledingen legeringen die werken bij verhoogde temperaturen.

Thermische uitzetting van het chemische element zoals borosilicaatglas, zodat wordt gebruikt voor de vervaardiging van glas-op-metaal afdichting. Composieten die wolfraam - een uitstekend alternatief voor lood en kogels geschoten. In legeringen van nikkel, ijzer of kobalt wordt gemaakt schelpen slagwerk. Net als een kogel om een doel te raken met behulp van de kinetische energie. In geïntegreerde schakelingen van de wolfraamverbinding tot transistors. Sommige soorten snaren voor muziekinstrumenten gemaakt van wolfraam draad.

De toepassing van verbindingen

De uitzonderlijke hardheid van wolfraamcarbide _(W2 C, WC) maakt het de meest gebruikte materiaal voor frees- en draaigereedschap. Het wordt gebruikt in de metallurgie, de mijnbouw, de aardolie-industrie en de bouwnijverheid. Tungsten carbide wordt ook gebruikt bij het maken van sieraden, omdat het is hypoallergeen en niet de neiging om hun glans te verliezen.

Van zijn oxiden maken het glazuur. Tungsten "bronzen" (zo genoemd vanwege de kleur oxides) worden gebruikt in verven. wolframaten van calcium en magnesium gebruikt in fluorescentielampen. Wolframaat kristallen scintillatiedetector wordt gebruikt in de nucleaire geneeskunde en fysica. De zouten worden gebruikt in de chemische industrie en de leerindustrie. Wolfraamdisulfide een hoge temperatuur smeermiddel, bestand tegen 500 ° C Enkele verbindingen die wolfraam worden toegepast als katalysatoren in de chemie.

eigenschappen

De fysische eigenschappen van W als volgt:

• Het atoomnummer van 74.
• Atomic gewicht: 183,85.
• Smeltpunt: 3410 ° C
• Kookpunt: 5660 ° C
• Gewicht: 19,3 g / ^cm3 bij 20 ° C
• oxidatietoestand van +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronenconfiguratie: [Xe] 4 df ^{14 mei 4 juni s2.}