Volfrám valencie. Vlastnosti a aplikácie z volfrámu

Viac článkov umožní oboznámiť sa s fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami volfrámu, pozri podrobnosti o jeho pobyte v prírode, miesto pestovania, otvorenie príbehu, a ďalšie.

Wolfram (W)

Wolfram - je prvok z periodickej tabuľky Mendelejev má sedmdesátýčtvrtého atómové číslo zodpovedá latinskej W. znak v obvyklých podmienok má šedo-striebornej farby, lesklý, tvrdý. Zo všetkých kovového volfrámu je najodolnejší. Vyššia ako W, ako je teplota topenia iba nekovu - uhlík. To má vysokú chemickú odolnosť. Valence volfrámu - variabilné.

História objavu

Švédsky chemik Carl Wilhelm Scheele v roku 1781, zaoberajúca sa spracovaním scheelitových kyseliny dusičnej, mohol produkovať oxidu volfrámového - "stavebný kameň" žltý. O dva roky neskôr, už v 1783-m, dvaja bratia Eluard chemici pôvodne zo Španielska, bola verejnosť informovaná, že by mohli dostať od wolframitovou nového kovu a oxidu - volfrámu.

Moderné Spojené štáty, Francúzsko a Británia používa názov volfrámu pre volfrámu, čo znamená zo švédčiny ako "ťažký kameň". Pôvodne to slovo znamená Wolframium minerálne wolframit. Neskôr sa prešlo na samotný kov.

Wolfram v prírode

Podľa výpočtov Vinogradova, Clarke čísel volfrám zemská kôra je asi 1,3 g / t. Priemerný obsah skaly pohoria, R / T: kyslé skaly - 1,9, priemer - 1,2, základná - 0,7 ultrabazické - 0,1.

Najväčšie zásoby tohto kovu je sústredená v Číne, USA, Kanady a Kazachstanu, krajiny ako Bolívia, Portugalsko, Uzbekistan, Rusko a Južná Kórea majú malý v porovnaní s vyššie uvedenými zásob štátov. V roku produkuje asi 49 až 50.000.000 ton, z toho 41 z produkcie Číny, Ruska podiel zodpovedá 3,5 tony, Kazachstan - 0,7 a Austrálie - 0,5 tony.

V priemysle sa v hlavnej úlohe je venovaná wolframit scheelitovými. Minerály wolframit často koncentruje vo žulových hornín a ich priemerná koncentrácia zodpovedá jednej alebo dvoch percent. Väčšina produkujúce krajiny vyvážajúce volfrám. . Cena tohto kovu je pomerne vysoká a môže sa líšiť v závislosti na značke a typu, v ktorom je predávaný (od 2172 do 6250560 rub.). Hlavnými vývozcovia volfrámu považovaný Veľkej Británie, Číny a Austrálie. Dovážajú vo veľkých množstvách Spojených štátov, Nemecka, Anglicka a Japonsko.

Spôsoby na prípravu

Príprava volfrámu - proces sa skladá z niekoľkých čiastkových krokov. Prvé izolovaný oxid WO ₃ z rudy s proces obnovenia po použití kovového prášku s vodíkom za podmienok asi 700 ° C, Vzhľadom k extrémne vysokým bodom topenia najlepší spôsob, ako získať tento kov sú prostriedky práškovej metalurgie. V prvom kroku je tlačidlo volfrámový prášok, potom sa umiestni do vodíkovej atmosféry a zliate za podmienok asi 1200-1300 ° C Ďalšie podrobená elektrického prúdu a teplota zahrievania sa destiluje do troch tisíc stupňov, tento proces je sprevádzaný spekaním, a kov sa zmení na monolit. Následná príprava volfrámu a jeho purifikácia z výsledných monolitických materiálov dochádza v podmienkach tavenie zóny. Avšak, volfrámový prášok - to nie je jediná forma lieku, ktorá kovu. Pri príprave W pyrolýzy chloridov je možné získať už v kovovej forme, ale nie v kompaktnej a prášku.

kvalitné chemické vlastnosti

Tungsten je mocnosťou variabilný charakter, od dvoch do šiestich rokov. Najstabilnejší forma sa v šiestom valencie. Di a trojmocné formy zlúčenín sú nestále a nemajú žiadny zvláštny význam, v praxi nepoužíva. Wolfram je veľmi odolný voči korózii kovov. Izbová teplota umožňuje udržiavať stálu pozíciu, aby podliehali korózii; dosahuje teplota žeravenia začne oxidovať, tvoriace oxid volfrámu (VI). Je druhou v sérii stresu a náklady za vodík. Je prakticky nerozpustný vo fluorovodíkovej a zriedenej kyseliny sírovej. Kyselina dusičná a lúčavka príčinou proces oxidácie povrchu. Rozpúšťanie možné peroxidu vodíka.

Zmes fluorovodíkovej a dusičnej sa rozpúšťa aj volfrám:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + ₄ + WOF 4NO (vývoj plynu) + 7H _2O

V prítomnosti oxidačných činidiel je možné nechať reagovať s roztaveným alkálií:

2W + 4NaOH ₃ + 3O ₂ à 2Na ₂ WO ₄ + 2 H ₂ O.

Vyššie uvedené príklady reakcií postupuje veľmi pomaly, ale pri dosiahnutí úrovne 400 ° C a volfrámu vlastným zahrievaním reakčného procesu sa urýchli, súčasne tvoriť veľké množstvo tepla. Reakcia zahŕňajúce spotrebu kyslíka po značku 500 ° C, na kov sám začala zahrievať.

Sa rozpustí v zmesi fluorovodíkovej a kyseliny dusičnej vedie ku kyseline formácie geksaftorvolframovoy - H ₂ [WF _6]. Zo všetkých známych volfrámových zlúčeniny sú považované za najdôležitejšie anhydrid oxid volfrámový alebo volfrámu, wolframan, peroxysloučeninu Me ₂ WO _X, čo je látka odvodená z S, C, a halogénová skupina prvkov.

Tieto vlastnosti fyzikálnej povahy

Wolfram je svetlo šedý lesklý kov. Teplota volfrámu v priebehu tavenia a varu dosahuje najvyšších výšok Celzia v porovnaní s inými kovmi. Špekuluje sa, že seaborgium má ešte väčší výkon topenia a varu, ale vzhľadom k tomu, že "život", je veľmi malá, že nie je možné s istotou povedať, pretože nie je preukázané experimentálne. Wolfram začína topiť pri teplote 3695 K, zatiaľ čo varu, dosahujúci 5828 hustota K. W Net sa blíži ku zlatu - 19,25 gramov na centimeter kubický. Ten sa vyznačuje paramagnetických vlastností. V súlade s parametrami meranie tvrdosti podľa Brinella je 488 kg / mm ^2. U dvadsiatich stupňov Celzia má merný odpor 55 x 10 ^-9 Ohm * m, ale v podmienkach teploty 2700 ° C, index odporu zvyšuje až na 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Odrazený zvuk z volfrámu pohybuje pri rýchlosti 4290 m / c.

Jeden z ťažkých kovov s vysokou tvrdosťou a teplotou topenia obrovské uvažovaného volfrámu. Vlastnosti, ktoré sú jej vlastné, určiť jej hodnotu na svetovom trhu a umožňujú široké použitie. Schopnosť odolávať vyšším teplotám umožňuje veľké použitie stupnice volfrám. Drôty, plechy a mnoho ďalších vám umožní vytvoriť mechanizmy, ktoré slúžia mnoho rokov. Externe podobný platiny. V čistom stave sa pri zahriatí na 1600 ° C, môže byť tiež kované.

Použitie čistého kovu

Základnou metódou pomocou volfrám - základ ako žiaruvzdorného materiálu v metalurgickom priemysle.

Plastové a žiaruvzdorné vlastnosti - to je to, čo je známe pre volfrám. Drôty z tohto kovu je nepostrádateľný v zariadeniach určených pre osvetlenie. Obrazoviek a ďalšie rúrky s vákuu sa tiež široko používa W.

Argón oblúkové zváranie sa nezaobíde bez elektród vyrobených volfrámu. Vákuová odporové pece tiež použiť ako vykurovací prvok, a to kovovej zliatiny sa používa ako termočlánok rénium.

Vysoká hustota umožňuje ju používať ako základ pre ťažký typu použitej zliatiny ako protizávažie pre priebojné jadro Sabot projektily sagitálnej delostreleckých granátov, jadro pre priebojné munície a dokonca gyro stabilizačný lietania balistickú strelu.

Wolfram môže slúžiť ako vynikajúci prostriedok typu ionizujúceho žiarenia. Aj keď to má vyššiu hustotu a, najmä v porovnaní s konvenčným vedením, hmotnosti rovnakej úrovni zabezpečujúcej ochranu odevu ani zariadenie s jednoduchšou jeho použitia. vlastnosti Infusibility a tvrdosť komplikujú spracovanie, a preto sa v týchto prípadoch často zliatiny volfrámu a niklu, rovnako ako železa, medi a ďalších kovov.

V priemysle na vytvorenie rôznych pevných produktov pomocou volfrám. List, volfrámový prášok, a tyčové elektródy - jednou z najčastejších foriem výstupu W.

použitie zlúčenín

Obrábanie rôznych kovov, rovnako ako materiály, ktoré tvoria nekovový charakter inžinierskych stavieb, vŕtanie a ťažby procesu s použitím silnej zliatiny a kompozitné materiály typu na báze karbidu volfrámu, zmesi karbid titánu, karbid tantalu a karbidu volfrámu. Známky volfrámu z týchto materiálov sú rozdelené do T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, a VK6 VK4. Známky TT skupina používa iba pre veľmi ťažkých podmienkach obrábanie vo zvýšenej zložitosti. Ukážkovým príkladom môže slúžiť ako nárazom procesu vŕtania dierovače alebo odolného materiálu výrobné kovania oceľ s vysokou tepelnou odolnosťou. W sa používa ako legujúci prvok pre ocele a zliatin na báze železa. "Vysoká rýchlosť" oceľ písmenami štítok počnúc P, viac ako 90% podielu obsahuje volfrám.

Niekedy rôzne volfrámové zlúčeniny sa používajú ako katalyzátory alebo pigmentov, vysoké teploty maziva pre prechod z tepelnej energie do elektrickej podoby.

Volfrámu a biológie

Volfrámu nie je považované za významné v biológii, ale niektoré baktérie a Archaea ako súčasť ich enzýmov majú túto komponentu, ktorá je v aktívnom mieste. Približne hlboké zdroje hydrotermálne typ archaebakterie živej-hypertermofil, sú považované za závislé na obligátne volfrámu. Prítomnosť tohto kovu v enzýmovej kompozícii je považovaný za pozostatok z počiatku Archean obdobia, inými slovami, môže dovoliť predpokladať, že skorý vzhľad života na Zemi prebehla za účasti W.

Ako prevažnej časti iných kovov, volfrám prachu spôsobuje podráždenie dýchacích orgánov.

formy izotopy

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Volfrámový prírodného pôvodu obsahuje zmes piatich rôznych foriem izotopov, a to: ¹⁸⁰ W (0135% hmotn.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) a ¹⁸⁶ W (28,41%). Valence volfrámu variabilné, a zodpovedá vždy počte 2 až 6, v akejkoľvek forme izotopu.

Do roku 2016 bolo známe, tridsaťšesť umelá umelé formy volfrámu identifikované rádionuklidov s hmotnostnými číslami 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Otvorené volfrám prirodzene sa vyskytujúce rádioaktivita bola v roku 2003, ale jeho rýchlosť je veľmi nízka, čo zodpovedá približne dve rozpadov za gram za rok, a stave tohto rozkladu je kov α-aktivitou.

na záver

Väčšina existujúcich žiaruvzdorného kovu volfrámu. Vlastnosti vlastné, nám umožní nájsť svoje miesto v širokom spektre priemyselných ľudskej činnosti, zo strojárstva a končiac ochranu pred žiarením. Kov bol otvorený zhruba dvakrát vyšší, na rozdiel dva roky, ale ani Scheele ani bratia Eluard naozaj tvrdiť, že zásluhy na počesť svojho objavu. Valence volfrámu je premenlivý a má hodnotu dva až šesť, ale, ako sa diskutuje vyššie, najstabilnejší forma má šesť valenciu. Je veľmi odolný proti korózii, môže reagovať s alkálií a rozpustí v zmesi fluorovodíkovej a kyseliny dusičnej.

Známky volfrám rozdelené do veľkého množstva druhov podľa spôsobu prevedenia je forma, v ktorej je kov, a jeho oblasť použitia. Existuje mnoho foriem jeho izotopu, a prvok v prírode sa zle označený rádioaktívne vlastnosti a veľmi pomaly sa rozpadá. Základom pre väčší počet súčastí a náhradných dielov, široká škála prístrojov a zariadení používaných človekom, je volfrám. Dokonca aj cena za kilogram kovu je pomerne vysoká, ale napriek tomu to nie je zníženie dopytu po nej, pretože jeho kvalita zodpovedá hodnote, že požiadal o.