Die chemiese eienskappe van tungsten. Eienskappe en toepassings van wolfram

Tungsten - is 'n chemiese element in die periodieke tabel, wat deel uitmaak van Groep VI. In die natuur kom tungsten as 'n mengsel van vyf isotope. In 'n konvensionele wyse en onder konvensionele voorwaardes, dit is 'n soliede metaal silwer-grys kleur. Dit is ook die mees ongevoelige van alle metale.

Basiese eienskappe van tungsten

Tungsten - 'n metaal met merkwaardige fisiese en chemiese eienskappe. In byna al die takke van die moderne produksie gebruik wolfram. Die formule gewoonlik dit word uitgedruk as metaaloksied benamings - WO _3. Tungsten is die mees vuurvaste metaal. Daar word aanvaar dat slegs seaborgium selfs meer tugoplavok kan wees. Maar net so lank as wat dit kan nie beweer, as seaborgium het 'n baie kort leeftyd.

Die metaal het 'n spesifieke fisiese en chemiese eienskappe. Tungsten het 'n digtheid van 19.300 kg / m ^3, die smelt temperatuur is 3410 ° C. Deur hierdie parameter is dit die tweede net vir koolstof - grafiet of diamant. In die natuur kom tungsten as vyf stabiele isotope. Hul massa getalle in die reeks van 180 tot 186. Tungsten het 'n valensie van 6 minute, en die verbindings wat dit mag wees 0, 2, 3, 4 en 5. Die metaal het ook 'n voldoende hoë vlak van termiese geleidingsvermoë. Vir wolfram, die syfer is 163 W / (m * grade). Volgens hierdie eiendom selfs dit oorskry verbindings soos aluminium legerings. Massa tungsten as gevolg van sy digtheid wat gelykstaande is aan 19kg / m ^{3 is.} Die graad van oksidasie van tungsten wissel 2-6. metaal het suureienskappe, en laer in die hoogste graad van sy oksidasie - basiese.

So legerings van laer wolfram verbindings word beskou as onstabiel. Die meeste weerstand is verbindings met 'n mate van ses. Hulle toon die mees kenmerkende en chemiese eienskappe van die metaal. Tungsten is geneig om maklik te vorm komplekse. Maar die metaal tungsten is gewoonlik baie bestand. Dit begin om met suurstof net by 'n temperatuur van 400 ° C. Die kristalrooster van tungsten betrekking tot-liggaam-gesentreerde kubieke tipe.

Interaksie met ander chemikalieë

As wolfram gemeng met 'n droë fluoor, kan die mengsel verkry word onder die naam "hexafluoride", wat smelt by 'n temperatuur van 2,5 ° C en kook by 19,5 ° C. 'N Soortgelyke materiaal verkry word wanneer die mengsel van tungsten met chloor. Maar vir hierdie reaksie vereis eerder 'n hoë temperatuur - ongeveer 600 ° C. Maar die stof maklik weerstaan vernietigende optrede van water en prakties nie verander in die koue te onderwerp. Tungsten - metaal, wat nie sonder suurstof reaksie produseer ontbinding in alkalieë. Dit is egter maklik opgelos in 'n mengsel van HNO ₃ en HF. Die meeste van die groot chemiese verbindings van tungsten - is sy trioksied WO _3, H ₂ WO ₄ - tungstic suur en sy afgeleide - tungstates soute.

'N Mens kan 'n paar van die chemiese eienskappe van tungsten van reaksievergelykings te oorweeg. Byvoorbeeld, die formule WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Dit is verhaal van tungsten metaaloksied manifesteer sy eiendom om met waterstof. Hierdie vergelyking toon die proses van die verkryging van dit uit wolfram trioxide. Volgende formule dui so 'n eiendom as tungsten praktiese onoplosbaarheid in sure: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Een van die merkwaardigste stowwe bevat wolfram karboniel beskou. Daaruit en ontvang digte ultradun laag van suiwer wolfram.

Geskiedenis van die ontdekking

Tungsten - 'n metaal wat sy naam kry van die Latynse taal. Vertaal beteken dit "wolf se skuim". Hierdie ongewone naam verskyn as gevolg van die optrede van die metaal. Gepaardgaande ontgin erts tin, wolfram, tin ingemeng seleksie. As gevolg van dit in die proses van smelt slag net gevorm. Die metaal word gesê dat hy "vreet tin soos 'n wolf eet die skape." Baie wonder wat die chemiese element wolfram ontdek?

Hierdie wetenskaplike ontdekking is gelyktydig in twee plekke deur verskillende wetenskaplikes, onafhanklik van mekaar. In 1781 die chemikus Scheele van Swede ontvang 'n sogenaamde "swaar klip", die uitvoer van eksperimente met salpetersuur en scheelite. In 1783, die broers chemici vanaf Spanje, Éluard naam ook berig die ontdekking van 'n nuwe element. Meer presies, het hulle oopgemaak tungsten oksied opgelos in ammoniak.

Die legerings met ander metale

Tans onderskei enkelfase en multi-fase tungsten allooie. Hulle bevat een of meer buitelandse elemente. Die meeste bekende mengsel - is 'n allooi van tungsten en molibdeen. Byvoeging van molibdeen wolfram verleen sterkte onder spanning. Ook in die kategorie van enkelfase-tungsten allooie behoort verbindings met titanium, hafnium, sirkonium. Die grootste plastisiteit van tungsten aangeheg renium. Maar in die praktyk toe te pas 'n allooi - 'n redelik tydsame proses, as Rhenium is baie moeilik om te verkry.

Sedert tungsten is een van die mees vuurvaste materiale, die ontvangs van tungsten allooie - nie 'n maklike taak nie. Wanneer hierdie metaal is net die begin om te kook, ander reeds beweeg in 'n vloeistof of gas staat. Maar moderne wetenskaplikes in staat is om legerings te bekom deur middel van elektrolise. Alloys met wolfram, nikkel en kobalt, word gebruik vir die toepassing van die beskermende laag op broos materiaal.

In moderne metallurgie bedryf ook bereid legerings met behulp van wolfram poeier. Om die nodige spesiale voorwaardes te skep, insluitend die skepping van 'n vakuum omgewing. Omdat 'n paar kenmerke van tungsten interaksie met ander elemente staal ondernemingen verkies legerings nie 'n twee-fase eienskappe te skep, en die gebruik van 3, 4 of meer komponente. Hierdie legerings is veral duursame, maar met 'n duidelike ooreenstemming formules. By die geringste afwyking persentasie kan allooi komponente bros en onbruikbaar draai.

Tungsten - element, wat gebruik word in die kuns

Van hierdie metaal gemaak filament gewone gloeilampe. Ook, X-straalbuis apparaat wat bestaan uit die vakuum oond word gebruik by baie hoë temperature. Staal, wat wolfram sluit 'n baie hoë vlak van krag. Sulke legerings word gebruik vir die vervaardiging van gereedskap in verskillende gebiede: vir die boor, medisyne, ingenieurswese.

Die grootste voordeel van die verbindings, en wolfram staal - dra weerstand onwaarskynlikheid skade. Die mees bekende gebou in die wolfram allooi genoem word "te wen." Ook hierdie element is wyd gebruik word in die chemiese bedryf. Met sy Benewens geskep verf pigmente. Veral wyd gebruik word in hierdie gebied verkry tungsten oksied 6. Dit word gebruik vir die produksie van wolframkarbiden en haliede. Nog 'n naam vir hierdie materiaal - wolfram trioxide. 6 Tungsten oksied gebruik word as 'n geel pigment in verf vir keramiek en glas produkte.

Wat is swaar metale?

All-tungsten-gebaseerde allooie wat 'n hoë digtheid indeks het, genoem swaar. Hulle word net deur die metodes van poeier metallurgie. Tungsten is altyd die basis vir swaar aluminium, waarin die inhoud kan tot 98%. Ook hierdie metaal word by swaar metale nikkel, koper en yster. Tog kan hulle kom en chroom, silwer, kobalt, molibdeen. Die grootste gewildheid verwerf tydelike verblyf legerings (tungsten - nikkel - yster) en XIP (tungsten - nikkel - koper). 'N Hoë vlak van digtheid van hierdie allooie hulle in staat stel om gevaarlike gammastraling absorbeer. Van hierdie vliegwiele is gemaak van wiele, elektriese kontakte, rotors vir gyroscoop.

hard metaal

Ongeveer die helfte van die wolfram gebruik word vir die produksie van duursame metale, veral hard metaal, wat 'n smelt temperatuur van 2770 C. Tungsten carbide het is 'n mengsel, wat 'n gelyke aantal koolstofatome en wolfram bevat. Hierdie legering het spesifieke chemiese eienskappe. Tungsten gee dit 'n krag soos wat dit oorskry hierdie aanwyser staal verdubbel.

Hard metaal word op groot skaal in die bedryf. Want dit is vervaardig sny voorwerpe om baie bestand teen hoë temperature en skuur wees. Ook as gevolg van hierdie element is gemaak:

• Vliegtuie dele, motor enjins.
• Besonderhede vir ruimte.
• Mediese en chirurgiese instrumente wat gebruik word in abdominale chirurgie. Sulke instrumente is duurder as konvensionele mediese staal, maar hulle is meer produktief.
• Juweliersware, veral verbintenis ringe. Sulke gewildheid wolfram gekoppel aan sy krag, vir die egpaar, wat krag verhoudings, sowel as voorkoms simboliseer. Funksies gepoleerde wolfram in die vorm soos wat dit vir 'n baie lang tyd behou spieël, blink voorkoms.
• Balle vir bal-punt penne luukse.

Win - wolfram allooi

Ongeveer in die tweede helfte van die 1920's, het baie lande geproduseer legerings begin vir die sny gereedskap, wat bereid is uit hard metaal en kobalt metaal is. In Duitsland, so 'n allooi genoem Vidya, in die Verenigde State van Amerika - Karbolit. In die Sowjet-Unie, is so 'n allooi genoem "te wen." Hierdie legerings is uitstekend vir die behandeling van gietyster produkte. Win is 'n keramiek-metaal legering met 'n baie hoë vlak van veiligheid. Dit is gemaak in die vorm van plate van verskillende vorms en groottes.

Pobedita vervaardigingsproses is soos volg: neem 'n hard metaal poeier, fyn poeier van nikkel of kobalt, en alles is gemeng en in spesiale vorms gedruk. Die druk plaat dus onderworpe aan verdere hitte behandeling. Dit gee 'n baie harde legering. Hierdie plate is nie net gebruik word vir sny van gietyster, maar ook vir die vervaardiging van boor gereedskap. Plate van pobedita gesoldeer op die boor toerusting met behulp van koper.

Voorkoms van tungsten in die natuur

Hierdie metaal is baie min verspreiding in die omgewing. Na al die elemente 57 dit plaasvind en aan te bied as Clark tungsten is. Ook die metaal is minerale - scheelite en wolframiet. Tungsten migreer in grondwater of as ion besit of in die vorm van verskeie verbindings. Maar die grootste konsentrasie is weglaatbaar in grondwater. Dit is 'n paar honderdstes van mg / l en prakties nie hul chemiese eienskappe te verander. Tungsten kan ook vrygestel in natuurlike waterliggame van afvalwater plante en fabrieke.

Die effek op die menslike liggaam

Tungsten kom skaars in aanraking met water of kos. Daar kan 'n risiko van inaseming van tungsten deeltjies saam met die lug in die werkplek wees. Maar, ten spyte van wat deel uitmaak van die kategorie van swaar metale, wolfram is nie-giftig. Tungsten vergiftiging kom slegs in diegene wat verband hou met die produksie van tungsten. Die graad van metaal effek op die liggaam kan anders wees. Byvoorbeeld, wolfram poeier, hard metaal, en so 'n stof as Anhydriet tungstic suur, kan long skade veroorsaak. Die belangrikste simptome - malaise, koors. Meer ernstige simptome ontstaan wanneer vergiftig tungsten allooie. Dit gebeur deur inaseming van stof legerings en lei tot brongitis, pulmonale fibrose.

Metaal tungsten, val binne die menslike liggaam, is nie geabsorbeer in die dunderm en geleidelik vertoon. Kan verteenwoordig 'n groot gevaar wolfram verbindings wat aan oplosbaar. Hulle is gedeponeer in die milt, bene en vel. Langdurige blootstelling van tungsten verbindings kan simptome soos bros naels, vel peeling, verskillende soorte dermatitis voorkom.

Voorrade van tungsten in verskeie lande

Die grootste tungsten hulpbronne is in Rusland, Kanada en China. Wetenskaplikes voorspel dat in die binnelandse gebied geleë ongeveer 943,000 ton van hierdie metaal. As ons glo dat hierdie ramings, die oorgrote meerderheid van die reserwes geleë in die suide van Siberië en die Verre Ooste. is baie min bekend hulpbronne fraksie - dit is slegs sowat 7%.

Deur die aantal bewese neerslae van tungsten Rusland is die tweede net vir China. Die meeste van hulle is geleë in gebiede van Kabardino-Balkarië en Buryatia. Maar in hierdie velde nie suiwer wolfram en sy erts ook met molibdeen, goud, bismut, tellurium, skandium, en ander stowwe wat geproduseer word. Twee derdes van die volume van die gevolglike wolfram verken bronne omhul in vuurvaste erts, waar die hoof volframosoderzhaschim minerale is scheelite. Die aandeel legkoobogatimyh erts rekeninge vir slegs 'n derde van die produksie. Eienskappe van tungsten geproduseer in Rusland is laer as in die buiteland. Erts bevat 'n groot persentasie van die wolfram trioxide. In Rusland, baie min metaal alluviale deposito's. Tungsten sand is ook swak gehalte met 'n baie oksiede.

Tungsten in die ekonomie

Global wolfram produksie begin om te groei van sowat 2009, toe ek begin om Asiatiese bedryf te herstel. Die grootste produsent van tungsten is China. Byvoorbeeld, in 2013 die aandeel van die vervaardiging in hierdie land verantwoordelik vir 81% van die wêreld voorsien. Ongeveer 12% van die vraag na wolfram wat verband hou met die produksie van lampe. Volgens kenners, sal die gebruik van tungsten in hierdie gebied tydens behandeling met LED en lampe in die binnelandse omgewing en die werkplek verminder.

Daar word geglo dat daar groeiende vraag na wolfram in die vervaardiging van elektroniese toerusting sal wees. Hoë slytasie weerstand van tungsten en sy vermoë om elektrisiteit te handhaaf maak hierdie die mees geskikte metaal vir die produksie van spanning reguleerders. Maar in terme van die vraag is nog steeds baie klein, en dit word beraam dat teen 2018 sal dit groei met net 2%. Maar volgens Wetenskaplikes voorspel dat in die nabye toekoms verhoogde vraag na gesementeerde carbide moet gebeur. Dit is te danke aan die groei van die motor produksie in die VSA, China, Europa, en 'n toename in die mynbedryf. Daar word geglo dat teen 2018, die vraag na wolfram sal toeneem met 3,6%.