Wolfram - hvad er det? Graden af oxidation af wolfram. Områder for anvendelse af wolfram

Wolfram - grundstof, hvis atomnummer er lig med 74. Dette tungmetal fra, hvor højstyrkestål-grå til hvid, hvilket gør det nemt i mange tilfælde uundværlige. Smeltepunkt det er højere end for noget andet metal, og det anvendes derfor som filamenter i glødelamper og varmelegemer i elektriske ovne (fx zirconium-wolfram legering). Kemi element tillader dets anvendelse som en katalysator. Ekstrem hårdhed gør den velegnet til anvendelse i "HSS", som gør det muligt at skære materialer med en højere hastighed end kulstofstål, og superlegeringer. Wolframcarbid element til carbon forbindelsen er en af de hårdeste stoffer kendt og anvendes til produktion af drejning og fræsning værktøjer. Wolframater af calcium og magnesium er meget udbredt i lysstofrør, og wolframoxider - i trykfarver og keramiske glasurer.

Historien om opdagelsen

Antagelsen om eksistensen af dette element blev først foreslået i 1779 af Peter Wolf, da han udforskede mineralsk wolframite og konkluderede, at den skal indeholde et nyt stof. I 1781 konstateret Carl Wilhelm Scheele, at en ny syre kunne opnås fra tungstenita. Thorburn Scheele og Bergman foreslog at overveje at få nye metal ved reduktion af syren, kaldet tungstenovoy. I 1783, to brødre, Jose og Fausto Elguyar findes i wolfram syre, som var identisk med tungstenovoy. I samme år lykkedes brødrene at isolere wolfram fra det, ved hjælp af trækul.

Under Anden Verdenskrig, har dette grundstof spillet en stor rolle. metal modstandsdygtighed over for høje temperaturer, og ekstreme sejhed wolframlegeringer gjort vigtige råmateriale til militære industri. Stridende parter lægge pres på Portugal som den vigtigste kilde til wolframite i Europa.

At være i naturen

Elementet forekommer i naturen wolframite (Fewo ₄ / MnWO _4), scheelit (CaWO _4), og Ferber Gyubnera. Vigtige forekomster af disse mineraler findes i USA i Californien og Colorado, Bolivia, Kina, Sydkorea, Rusland og Portugal. Kina besidder omkring 75% af den globale produktion af wolfram. Metal opnås ved at reducere et oxid med hydrogen eller carbon.

Verdens reserver er anslået til 7 millioner tons forventes, at 30% af dem -. Wolframite indlån og 70% - scheelit. På dette tidspunkt, deres udvikling er ikke økonomisk fordelagtigt. På nuværende forbrugsniveau disse reserver vil vare kun 140 år. En anden værdifuld kilde til wolfram er metalskrot.

Nøglefunktioner

Wolfram - element, der er klassificeret som et overgangsmetal. Dens symbol W er afledt af det latinske ord wolframium. I det periodiske system, det er i VI gruppen mellem tantal og rhenium.

Ren wolfram - et fast materiale, hvis farve varierer fra stål-grå til hvid tin. Med et tryk på metal bliver skør og svær at arbejde sammen med ham, men hvis de ikke gør det, kan det skæres med en nedstryger. Derudover kan det være forfalsket, valset og trukket ud.

Wolfram - grundstof, hvis smeltepunkt som er den højeste blandt alle metal (3422 ° C). Også det har den laveste damptryk. Trækstyrke ved T> 1650 ° C er det også den største. Elementet er meget modstandsdygtig over for korrosion og er kun lidt modtagelige mineralsyrer. Ved kontakt med luft på metaloverfladen dannes et beskyttende oxidlag, men fuldstændig oxideret wolfram ved høj temperatur. Når tilsættes i små mængder til stålet sin hårdhed stiger kraftigt.

isotoper

I naturen wolfram består af fem radioisotoper, men de har en så lang halveringstid, at de kan betragtes som stabil. Alle af dem falde på hafnium-72 under udsendelse af alfapartikler (heliumkerner tilsvarende-4). Alpha forfald er observeret i kun ¹⁸⁰ W, den nemmeste og mest sjældne af disse isotoper. I gennemsnit 1 g naturlige wolfram årligt forekomme to alfahenfald på ¹⁸⁰ W.

Endvidere 27 beskrevne wolfram kunstige radioaktive isotoper. Den mest stabile af dem er ¹⁸¹ W med en halveringstid på 121,2 dage, ¹⁸⁵ W (75,1 dage), ¹⁸⁸ W (69,4 dage) og ¹⁷⁸ W (21,6 dage). Alle andre kunstige isotoper af halveringstid er ikke mere end en dag, og de fleste af dem - på mindst 8 minutter. Wolfram har også fire "metastabil" tilstand, den mest stabile - ^179m W (6,4 min).

tilslutninger

De kemiske forbindelser af wolfram oxidationstrin ændringer fra 2 til 6, hvoraf den mest almindelige er seks. Elementet typisk kommer i berøring med ilt, hvorved der dannes gul svovltrioxid (WO _3), som er opløselige i vandige alkaliske opløsninger i form af ioner, wolframat (WO ₄ ^2-).

ansøgning

Da wolfram har en meget høj smeltetemperatur og duktilt (kan trækkes ind wire) er det almindeligt anvendt som en glødelamper og vakuumrør samt i varmetrådene i elektriske ovne. Desuden kan materialet modstå ekstreme forhold. En af dets kendte anvendelser - lysbuesvejsning med wolfram elektrode under beskyttelsesgas.

Ekstremt hårdt wolfram - ideelle komponent tunge våben legeringer. Den høje tæthed anvendes i vejer problem, modvægte og ballast køl til lystbåde, samt dart (80-97%). Hurtigstål, som kan skære materialet ved højere hastigheder end carbon, indeholder op til 18% af stoffet. Turbinebladene, slidstærke dele og belægninger anvendes "superlegeringer", der indeholder wolfram. This varmeresistente belægninger legeringer, der opererer ved forhøjede temperaturer.

Termisk udvidelse af grundstof ligesom borsilicatglas, så den anvendes til fremstilling af glas-til-metal tætning. Composites, der indeholder wolfram - en stor erstatning for bly i kugler og skudt. I legeringer af nikkel, jern eller cobalt, er det lavet skaller percussion. Ligesom en kugle at ramme et mål ved hjælp af sin kinetiske energi. I integrerede kredsløb af wolframforbindelsen at gøre transistorer. Nogle typer af strenge til musikinstrumenter lavet af wolfram tråd.

Anvendelsen af forbindelser

Den ekstraordinære hårdhed wolframcarbid _(W2 C, WC) gør den til den mest almindelige materiale til drejning og fræsning værktøjer. Det anvendes i metalindustrien, minedrift, olie- og byggeindustrien. Wolframcarbid bruges også i at skabe smykker, da det er allergivenlige og ikke har tendens til at miste deres glans.

Fra sin oxider gøre glasur. Wolfram "bronze" (såkaldt grund af den farve oxider) anvendes i malinger. wolframater af calcium og magnesium, der anvendes i fluorescerende lamper. Tungstate krystal scintillationsdetektor anvendes i nuklearmedicin og fysik. De salte anvendes i den kemiske industri og læderindustri. Wolfram disulfid er en høj temperatur smøremiddel, kan modstå 500 ° C. Nogle af forbindelserne, der indeholder wolfram, anvendes som katalysatorer i kemi.

egenskaber

De grundlæggende fysiske egenskaber af W som følger:

• Atomnummeret af 74.
• Atomic vægt: 183,85.
• Smeltepunkt: 3410 ° C.
• Kogepunkt: 5660 ° C.
• Vægt: 19,3 g / ^cm3 ved 20 ° C
• oxidationstrin på +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektronisk konfiguration: [Xe] 4 d ^{f14 Maj Juni 4} s ^2.