Chemické vlastnosti volfrámu. Charakteristika a použitie volfrámu

Wolfram - je chemický prvok v periodickej tabuľke, ktorá patrí do skupiny VI. V prírode sa vyskytuje volfrámu ako zmes piatich izotopov. O sebe známym spôsobom a za obvyklých podmienok, že je pevný kovový striebristo šedá farba. Rovnako je najodolnejší zo všetkých kovov.

Základné vlastnosti volfrámu

Wolfram - kov majúci významné fyzikálne a chemické vlastnosti. V takmer všetkých oblastiach modernej výroby sa používa volfrám. Vzorec zvyčajne sa vyjadruje ako oxidu kovu označenie - WO _3. Wolfram je najodolnejší kov. Predpokladá sa, že iba seaborgium môže byť ešte tugoplavok. Ale tak dlho, ako to nemožno tvrdiť, ako seaborgium má veľmi krátku životnosť.

Tento kov má špecifické fyzikálne a chemické vlastnosti. Wolfram má hustotu 19300 kg / m ^3, jeho teplota topenia je 3410 ° C, Týmto parametrom je na druhom mieste na oxid - grafit alebo diamant. V prírode sa vyskytuje ako volfrám piatich stabilných izotopov. Ich hmotnostné čísla v rozmedzí od 180 do 186. Wolfram mocenstvom 6 minút, a zlúčeninami, môže byť 0, 2, 3, 4 a 5. kov má tiež dostatočne vysokú tepelnú vodivosť. Pre volfrám, toto číslo je 163 W / (m * C). Podľa tejto vlastnosti, dokonca presahuje zlúčeniny, ako sú hliníkové zliatiny. Hmotnostné volfrámu vzhľadom k jeho hustote, ktorá sa rovná 19 kg / m ^3. Stupeň oxidácie volfrámu sa pohybuje v rozmedzí od +2 do +6. kov má kyslé vlastnosti a nižšie v najvyššej miere jeho oxidácie - základné.

Tak zliatiny nižších zlúčenín volfrámu sú považované za nestabilné. Najodolnejšie sú zlúčeniny, ktoré majú stupeň šesť. Vykazujú najviac charakteristické a chemické vlastnosti kovu. Wolfram má tendenciu ľahko tvoriť komplexy. Ale kovový volfrám je zvyčajne veľmi odolný. Začína sa na interakciu s kyslíkom len pri teplote +400 ° C, Kryštálová mriežka volfrámu týka telo-kubický typu.

Interakcia s inými chemikáliami

Ak je volfrámu zmieša so suchým fluóru, zlúčenina môže byť získaná pod názvom "fluoridu", ktorý sa topí pri teplote 2,5 ° C a teplotou varu pri 19,5 ° C Podobný materiál, sa získa, keď sa zlúčenina z volfrámu s chlórom. Ale pre túto reakciu vyžaduje pomerne vysokú teplotu - asi 600 ° C Avšak, táto látka ľahko odoláva deštruktívne pôsobeniu vody a prakticky podliehajú zmenám v chlade. Wolfram - kov, ktorý nie je bez kyslíka reakciou produkuje rozpustenie v alkálie. Avšak, to je ľahko rozpustí v zmesi _HNO3 a HF. Väčšina hlavných chemických zlúčenín volfrámu - je jeho oxid WO _3, H ₂ WO ₄ - kyseliny volfrámové a jej deriváty - wolframany soli.

Jeden môže vziať do úvahy niektoré z chemických vlastností volfrámu z reakčných rovníc. Napríklad vzorec WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H _2O sa získa z oxidu wolfrámu sa prejavuje jeho vlastnosť interagovať s vodíkom. Táto rovnica odráža proces získania ho z volfrámového. Nasledujúci vzorec označuje také vlastnosti ako volfrám praktické nerozpustnosti vo kyselín: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Jedným z najvýznamnejších látok obsahujúcich volfrám karbonylovou považovaný. Z nich a prijímať hustý ultratenkých povlak z čistého volfrámu.

História objavu

Tungsten - kov, ktorý dostane jeho meno z latinského jazyka. Preložil to znamená "pena vlka". Toto nezvyčajné meno objavilo v dôsledku správania kovu. Sprievodný ťažil cín ruda, volfrám, cín prekážal výber. Kvôli tomu v procese tavenia trosky vytvorený iba. Tento kov sa hovorí, že "jej cín ako vlk jesť ovce." Mnoho divu, ktorý objavil chemický prvok volfrám?

Tento vedecký objav bol urobený zároveň na dvoch miestach a rôznymi vedci, a to nezávisle na sebe. V roku 1781 chemik Scheele Švédska získal takzvaný "ťažký kameň", vykonávanie experimentov s kyselinou dusičnou a Scheelit. V roku 1783 bratia chemici z názvu Španielsko, Eluard tiež ohlásil objav nového prvku. Presnejšie povedané, ich otvorenie na báze oxidu wolfrámu sa rozpustí v amoniaku.

Zliatiny s inými kovmi

V súčasnej dobe odlíšiť jednofázové a viacfázové zliatiny volfrámu. Obsahujú jeden alebo viac cudzích elementov. Väčšina známa zlúčenina - je zliatina volfrámu a molybdénu. Pridanie molybdén volfrám prepožičiava pevnosť v ťahu. Aj v kategórii jednofázových zliatin volfrámu patria zlúčeniny s zahŕňajúceho titán, hafnium, zirkón. Najväčší plasticity volfrámu pripojená rénium. Avšak, v praxi aplikovať zliatinu - proces pomerne časovo náročný, pretože Rénium je veľmi ťažké získať.

Vzhľadom k tomu, volfrám, je jedným z najviac žiaruvzdorných materiálov, prijímajúci zliatiny volfrámu - nie je ľahká úloha. Keď tento kov je práve začína variť, iní sa už pohybuje v kvapalnej alebo plynnej stave. Ale moderné vedci sú schopní získať zliatiny pomocou elektrolýzy. Zliatiny obsahujúce volfrám, nikel a kobalt, sa používajú pre nanášanie ochrannej vrstvy na krehkých materiálov.

V modernej metalurgia tiež pripravené zliatiny pomocou volfrámový prášok. Vytvoriť potrebné zvláštne podmienky, vrátane vytvorenia vákuu. Vzhľadom k tomu, že niektoré funkcie volfrámu interakcie s inými prvkami výrobcu ocele preferujú zliatiny nevytvárajú dvojfázovom vlastnosti, a za použitia 3, 4 alebo viac zložiek. Tieto zliatiny sú veľmi trvanlivé, ale s jasnými vzorcov zhody. Pri najmenšom odchýlka percento komponenty zliatiny môže obrátiť krehký a nepoužiteľný.

Wolfram - prvok, ktorý sa používa v tomto odbore

Z tohto kovu alebo umelých nekonečných obyčajných žiaroviek. Tiež rúrka zariadenia X-ray, obsahujúci vákuovú pec, ktoré majú byť použité pri extrémne vysokých teplotách. Oceľ, ktorý obsahuje volfrám má veľmi vysokú pevnosť. Takéto zliatiny sa používajú na výrobu nástrojov v rôznych oblastiach: pre vŕtanie, medicíny, inžinierstva.

Hlavnou výhodou zlúčenín a volfrámu oceľ - odolnosť proti opotrebovaniu malé pravdepodobnosti poškodenia. Najznámejšou stavbou v volfrámové zliatiny sa nazýva "vyhrať." Aj tento prvok je široko používaný v chemickom priemysle. So svojimi navyše vytvorili farebných pigmentov. Zvlášť široko používaný v tomto odbore získať volfrámu oxidu 6. Používa sa na výrobu vysoko legovaných ocelí a halogenidy. Iný názov pre tento materiál - oxid volfrámový. 6 na báze oxidu volfrámu sa používa ako žltý pigment do náterových hmôt pre keramiky a skla.

Aké sú ťažké kovy?

Všetky zliatiny na báze volfrámu, ktoré majú vysoký index hustoty, tzv ťažké. Sú vyrábané iba metódami práškovej metalurgie. Wolfram je vždy základom pre ťažké zliatiny, vyznačujúci sa tým, že obsah môže byť až 98%. Aj tento kov je pridaný do ťažkých kovov niklu, medi a železa. Avšak, oni môžu vstúpiť a chróm, striebro, kobalt, molybdén. Najväčší popularite získané dočasné zliatiny pobytu (volfrám - nikel - železo) a XIP (volfrám - nikel - meď). Vysoká úroveň hustoty týchto zliatin im umožňuje absorbovať nebezpečné gama žiarenia. Z týchto zotrvačníky sú vyrobené z koliesok, elektrických kontaktov, rotory pre gyroskop.

karbid volfrámu

Približne polovica z volfrámu použitého na výrobu odolných kovov, najmä zo spekaného karbidu, ktorá má teplotu topenia 2770 ° C karbidu volfrámu je chemická zlúčenina, ktorá obsahuje rovnaký počet atómov uhlíka a volfrámu. Táto zliatina má špecifické chemické vlastnosti. Wolfram dáva silu tak, že presahuje tento ukazovateľ oceľ zdvojnásobil.

karbid volfrámu je používaný značne v priemysle. Vzhľadom k tomu, že je vyrobený rezných predmetov je veľmi odolné voči vysokým teplotám a oderu. Tiež preto, že z tohto prvku je vyrobená:

• Lietadlových dielov, automobilové motory.
• Podrobnosti o vesmírnych lodiach.
• Lekárske a chirurgické nástroje, ktoré sa používajú v brušnej chirurgii. Tieto nástroje sú drahšie ako bežné lekárskej ocele, ale oni sú viac produktívni.
• Šperky, najmä zásnubné prstene. Takáto popularita volfrámu spojená s jeho sile, o manželský pár, ktorý symbolizuje pevnosť väzby, rovnako ako vzhľad. Rysy leštený volfrám vo forme tak, že za veľmi dlhú dobu zachováva zrkadlový, lesklý vzhľad.
• Lopty pre Guľôčkové perá luxus.

Win - volfrámové zliatinové

Približne v druhej polovici 1920, mnoho krajín začalo vyrobené zliatiny pre obrábacie nástroje, ktoré sú pripravené z karbidu volfrámu a kovový kobalt. V Nemecku, napríklad zliatina s názvom vÏdy, v Spojených štátoch - Karbolit. V Sovietskom zväze, ako zliatina sa nazýva "vyhrať." Tieto zliatiny boli vynikajúce pre liečbu liatinových výrobkov. Win je keramicko-kovová zliatina s extrémne vysokú úroveň bezpečnosti. Vyrába sa vo forme dosiek rôznych tvarov a veľkostí.

Pobedita výrobný postup je nasledujúci: sa prášok karbidu volfrámu, jemný prášok niklu alebo kobaltu, a všetko sa zmieša a lisované v špeciálnych formách. Lisovaná doska sa tak podrobí ďalšiemu tepelnému spracovaniu. To dáva veľmi tvrdej zliatiny. Tieto dosky sa nepoužíva iba na rezanie liatiny, ale aj pre výrobu vŕtacích nástrojov. Dosky pobedita spájkované na vrtné zariadenie využívajúcich meď.

Prevalencia volfrámu v prírode

Tento kov je veľmi málo šíri v životnom prostredí. Potom, čo všetky prvky 57 sa odohráva a je prítomný ako clark volfrámu. Tiež kov minerály - scheelitovými a wolframit. Wolfram migruje do podzemných vôd alebo ako iónové vlastné, alebo vo forme rôznych zlúčenín. Ale najväčšia koncentrácia je zanedbateľný v podzemných vodách. Jedná sa o niekoľko stotín mg / l a prakticky nemení svoje chemické vlastnosti. Wolfram môžu byť tiež do prírodných útvarov vody z čistiarne odpadových vôd a tovární.

Účinok na ľudské telo

Tungsten ťažko dostane do kontaktu s vodou alebo potravinami. Tam môže byť riziko vdýchnutia volfrámových častíc spolu so vzduchom na pracovisku. Avšak, aj napriek patrí do kategórie ťažkých kovov, volfrám je netoxický. Otrava volfrámu sa vyskytujú iba u tých, ktorí sú spojené s výrobou volfrámu. Stupeň kovu účinok na organizmus sa môže líšiť. Napríklad, volfrámu prášku, karbid volfrámu, a také látky ako anhydritu kyseliny volfrámové, môže spôsobiť poškodenie pľúc. Jej hlavné príznaky - malátnosť, horúčka. Vážnejšie príznaky vznikajú, keď otrávil zliatiny volfrámu. K tomu dochádza pri vdýchnutí zliatin prachu a vedie k zápalu priedušiek, pľúcnej fibrózy.

Kovový volfrám, padajúce v ľudskom tele, nie je absorbovaný v črevách a postupne zobrazené. Môže predstavovať veľké nebezpečenstvo volfrámových zlúčenín, ktoré patria do rozpustný. Sú uložené v slezine, kostí a kože. Predĺžené vystavenie volfrámových zlúčenín môže nastať symptómy, ako je lámanie nechtov, lúpanie kože, rôzne druhy dermatitídy.

Zásoby volfrámu v rôznych krajinách

Najväčšie volfrámové zdroje sú v Rusku, Kanade a Číne. Vedci predpovedajú, že sa v tuzemsku nachádza asi 943 tisíc ton tohto kovu. Ak veríme, tieto odhady, drvivá väčšina zásob sa nachádza v južnej Sibíri a na Ďalekom východe. Veľmi málo je známe zlomok zdroje - je to len asi 7%.

Podľa počtu preukázaných ložísk volfrámu Rusko je na druhom mieste v Číne. Väčšina z nich sa nachádza v oblasti Kabardino-balkarskej a Buryatia. Ale v týchto oblastiach, ktoré nie sú vyrábané čistý volfrám a jeho rudy takisto obsahujúce molybdén, zlato, bizmut, telúr, skandium a ďalších látok. Dve tretiny objemu výsledného volfrámu preskúmané zdroje zatvorený v žiaruvzdorných rudy, kde je hlavným volframosoderzhaschim minerálna je scheelitovými. Tieto akcie legkoobogatimyh rudy tvoria iba jednu tretinu produkcie. Charakteristika volfrámu vyrobené v Rusku je nižšia ako v zahraničí. Rudy obsahujú veľké percento oxidu volfrámového. V Rusku, len veľmi málo kov náplavy. Tungsten piesky sú tiež nekvalitné s množstvom oxidov.

Wolfram v ekonomike

Celosvetová produkcia volfrámu začali rásť od roku 2009, kedy som sa začal zotavovať ázijského priemyslu. Najväčší výrobca volfrámu je Čína. Napríklad v roku 2013 predstavoval podiel výroby v tejto krajine predstavoval 81% svetových dodávok. Asi 12% dopytu po volfrám ktoré súvisia s výrobou svietidiel. Podľa odborníkov sa zníži využitie volfrámu v tejto oblasti v priebehu liečby s LED a žiariviek v domácom prostredí a na pracovisku.

Predpokladá sa, že tam bude rastúci dopyt po volfrámu v oblasti výroby elektronických zariadení. Vysoká odolnosť proti opotrebeniu volfrám a jeho schopnosť udržať elektrinu, aby to najvhodnejšie kov pre výrobu regulátorov napätia. Avšak, čo sa týka dopytu je stále pomerne malý, a odhaduje sa, že do roku 2018 bude rast iba o 2%. Avšak, podľa Vedci predpovedajú, že v blízkej budúcnosti by malo dôjsť zvýšený dopyt po spekaného karbidu. To je vzhľadom k rastu výroby automobilov v USA, Číne, Európe a nárast v ťažobnom priemysle. Predpokladá sa, že do roku 2018, dopyt po volfrámu sa zvýši o 3,6%.