Wolfram valensie. Eienskappe en toepassing van tungsten

Meer artikels sal toelaat om kennis te maak met die fisiese en chemiese eienskappe van tungsten, sien die besonderhede van sy verblyf in die natuur, die plek van die produksie, die opening van die storie, en nog baie meer.

Tungsten (W)

Tungsten - is 'n element van die periodieke tabel van Mendeleev het 74 atoomgetal ooreenstem met die Latynse karakter W. In die gewone voorwaardes het 'n grys-silwer kleur, blink, hard. Van al die metaal tungsten is die mees ongevoelige. Hoër as dié van W, die smeltpunt van net nie-metaal - koolstof. Dit het 'n hoë chemiese weerstand. Valensie van tungsten - veranderlike.

Geskiedenis van die ontdekking

"Swaar klip" geel - Sweedse chemikus Carl Wilhelm Scheele in 1781, wat betrokke is by die verwerking van scheelite salpetersuur, kan wolfram trioxide produseer. Twee jaar later, reeds in die 1783-m, twee broers Éluard, aptekers oorspronklik van Spanje, die publiek in kennis gestel dat hulle uit wolframiet nuwe metaal en oksied kon kry - wolfram.

Moderne Verenigde State van Amerika, Frankryk en Brittanje gebruik die naam van tungsten vir wolfram, wat vertaal uit Sweeds as "swaar klip". Oorspronklik het die woord beteken wolframium minerale wolframiet. Later is dit verby die metaal self.

Tungsten in die natuur

Volgens berekeninge Vinogradova, kors Clarke aantal wolfram aarde se is ongeveer 1,3 g / t. Die gemiddelde inhoud van die rotse bergreekse, r / t: suur rotse - 1.9, gemiddelde - 1.2, die basiese - 0.7 ultrabasic - 0.1.

Die grootste reserwes van hierdie metaal is gekonsentreer in China, die VSA, Kanada en Kazakhstan, lande soos Bolivia, Portugal, Oesbekistan, Rusland en Suid-Korea het 'n klein in vergelyking met die voorgenoemde State aandele. In die jaar produseer sowat 49-50.000.000 ton, waarvan 41 deur China, aandeel Rusland se stem ooreen met 3,5 ton, Kazakhstan - 0.7, en Australië - 0,5 ton.

In die bedryf, is die belangrikste rol gegee om wolframiet en scheelite. Minerale wolframiet dikwels gekonsentreer in graniet rotse en hul gemiddelde konsentrasie ooreenstem met een of twee persent. Die meeste produserende lande uitvoer wolfram. . Die prys van die metaal is nogal hoog en kan wissel afhangende van die merk en die tipe waarin dit verkoop word (2172-6250560 vryf.). Die belangrikste uitvoerders van tungsten beskou Verenigde Koninkryk, China en Australië. Ingevoer in groot hoeveelhede Verenigde State van Amerika, Duitsland, Engeland en Japan.

Metodes vir die voorbereiding

Voorbereiding van tungsten - 'n proses wat bestaan uit verskeie inkrementele stappe. Eerste geïsoleerde trioksied WO ₃ uit erts konsentreer met die herstelproses ná gaan die metaal poeier met waterstof onder toestande van ongeveer 700 ° C. As gevolg van die uiters hoë smeltpunt beste manier om hierdie metaal kry is middel van poeier metallurgie. In die eerste stap die wolfram poeier gedruk, dan in 'n waterstof atmosfeer geplaas en gesinterd onder toestande van ongeveer 1200-1300 ° C. Verder onderworpe aan elektriese stroom en die verwarming temperatuur is gedistilleerde om drieduisend grade, hierdie proses gaan gepaard met sintering, en die metaal verander in 'n monoliet. Daaropvolgende voorbereiding van tungsten en sy suiwering van die gevolglike monolitiese materiale voorkom in toestande van sone smelt. Maar wolfram poeier - dit is nie die enigste vorm van voorbereiding wat metaal. In die voorbereiding van W van pirolise van chloriede kan dit reeds verkry in metaal vorm, maar nie in 'n kompakte en poeier.

Chemiese kwaliteitseienskappe

Tungsten is die valensie van die veranderlike karakter, 2-6. Die mees stabiele vorm neem aan die sesde valensie. Di- en trivalente vorm van die verbindings is onstabiel en het geen spesiale betekenis, in die praktyk nie gebruik word nie. Tungsten is baie bestand teen roes van metale. Kamertemperatuur toelaat dat dit 'n konstante posisie in stand te hou sonder om onderhewig aan roes; bereik gloeiing temperatuur begin oksideer, die vorming van 'n tungsten oksied (VI). Is die tweede in 'n reeks van stres en koste agter waterstof. Prakties onoplosbaar in fluoorsuur en verdun swaelsuur. Salpetersuur en aqua regia oorsaak oppervlak oksidasie proses. Ontbinding van moontlike waterstofperoksied.

'N mengsel van waterstof en salpetersuur los goed wolfram:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (gas evolusie) + 7H ₂ O.

In die teenwoordigheid van oksidante kan reageer met 'n gesmelte alkali:

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

Die voorbeelde hierbo reaksies voortgaan baie stadig, maar op die bereiking van die vlak van 400 ° C en wolfram self-verwarming van die reaksie proses is versnel, en terselfdertyd die vorming van 'n groot hoeveelheid hitte. Reaksies met betrekking tot suurstof aanvraag bereiking van die merk 500 ° C, tot metaal alleen begin warm word.

Ontbind in 'n mengsel van waterstof en salpetersuur sure lei tot die vorming geksaftorvolframovoy suur - H ₂ [WF _6]. Van al die bekende wolfram verbindings word beskou as die belangrikste anhidried wolfram trioxide of wolfram, wolframaat, 'n peroxy mengsel met My ₂ WO _X, 'n stof wat uit S, C, en halogeen groep elemente.

Die eienskappe van 'n fisiese aard

Tungsten is 'n ligte grys blink metaal. Tungsten temperatuur tydens die smelt en kook bereik die hoogste hoogtes Celsius in vergelyking met ander metale. Daar is spekulasie dat seaborgium het selfs 'n groter prestasie smelt en kookpunte, maar as gevolg van die feit dat hy "lewe" is baie klein, is dit onmoontlik om met sekerheid sê nie, aangesien dit nie bewys deur 'n eksperiment. Tungsten begin smelt by 3695 K, terwyl kook, die bereiking van 5828 K. W Net digtheid is baie naby aan goud - 19,25 gram per kubieke sentimeter. Hy word gekenmerk deur paramagneties kwaliteite. In ooreenstemming met die meting parameters Brinell hardheid is 488 kg / mm ^2. Op twintig grade Celsius het 'n weerstand van 55 × 10 ^-9 Ohm * m, maar in die toestande van temperatuur van 2700 ° C weerstand indeks verhoog tot 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Die gereflekteerde klank van tungsten beweeg teen 'n spoed van 4290 m / c.

Een van die swaar metale met 'n hoë hardheid en smeltpunt van groot deurdagte wolfram. Die eienskappe wat inherent in dit is, bepaal die waarde daarvan op die wêreld mark en in staat stel wye gebruik. Die vermoë om hoër temperature te weerstaan toelaat grootskaalse gebruik wolfram. Draad, velle en nog vele meer toelaat om meganismes wat baie, baie jare dien skep. Ekstern soortgelyk aan platinum. In die suiwer toestand wanneer dit verhit word tot 1600 ° C kan ook vervals.

Die gebruik van suiwer metaal

Die basiese metode van die gebruik van tungsten - die fondament as 'n vuurvaste materiaal in die metallurgiese bedryf.

Plastiek en vuurvaste eienskappe - dit is wat bekend staan vir wolfram. Draad van hierdie metaal is onontbeerlik in toerusting bedoel vir beligting. Prentjie buise en ander buise met 'n leemte is ook wyd gebruik W.

Argon boogsweis kan dit nie doen sonder die elektrodes gemaak met wolfram. Vakuum weerstand oond gebruik ook dit as 'n verwarming element, en hierdie legering word gebruik as die renium thermo.

Die hoë digtheid toelaat om dit te gebruik as 'n basis vir swaar tipe allooi gebruik as 'n teenwig vir die pantserdoorborend kern Sabot en projektiel sagittale artillerie skulpe, kern vir pantserdoorborend ammunisie en selfs gyro stabilisering vlieg ballistiese missiel.

Tungsten kan dien as 'n uitstekende middel van ioniserende tipe bestraling. Hoewel dit 'n hoër digtheid en, veral wanneer dit vergelyk word met die konvensionele lood, volgens die gewig van 'n gelyke vlak verskaffing van beskerming klere of toerusting geleë met die gebruik daarvan makliker. Infusibility eienskappe en hardheid bemoeilik die verwerking, en dus in sulke gevalle dikwels legerings van tungsten en nikkel, sowel as yster, koper en ander metale.

In die bedryf van 'n verskeidenheid van soliede produkte met behulp van tungsten skep. Vel, wolfram poeier, en 'n stok-elektrodes - een van die mees algemene vorme van produksie van W.

Gebruik van die verbindings

Bewerking van verskeie metale, asook materiaal waaruit die nie-metaal aard van ingenieurswese konstruksies, boor en mynbou proses met behulp van sterk legerings en saamgestelde tipe materiaal wat gebaseer is op hard metaal, 'n mengsel van titanium metaal, tantaal metaal en hard metaal. Seëls tungsten gemaak van hierdie materiaal word verdeel in T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, en VK6 VK4. Seëls TT groep net gebruik word vir baie moeilik bewerking voorwaardes in verhoogde kompleksiteit. 'N Goeie voorbeeld kan dien as 'n skok-proses roterende boor tandingmeter of duursame materiaal vervaardiging smee staal met 'n hoë hitte weerstand. W is gebruik as 'n legeringselement vir staal en legerings gebaseer op yster. "Hoë spoed" staal letters etiket wat begin met P, meer as 90% van die aandele bestaan wolfram.

Soms verskillende wolfram verbindings word gebruik as katalisators of pigmente, hoë-temperatuur smeermiddel vir die oorgang van die hitte-energie in elektriese vorm.

Tungsten en biologie

Tungsten metaal is nie betekenisvol in biologie beskou, maar 'n paar bakterieë en archaea as deel van hul ensieme het hierdie komponent, wat is in die aktiewe setel. Ongeveer diep bronne hidrotermale tipe Archaebacteria live-hyperthermofiele, is afhanklik van obligately wolfram beskou. Die teenwoordigheid van hierdie metaal in die ensiem samestelling word beskou as 'n oorblyfsel van die vroeë Archeaan tydperk, met ander woorde, kan dit bekostig om te aanvaar dat die vroeë voorkoms van die lewe op aarde plaasgevind het met die deelname van W.

As die oorheersende deel van ander metale, wolfram stof veroorsaak irritasie van die respiratoriese organe.

vorms isotope

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsten natuurlike oorsprong bestaan uit 'n mengsel van vyf verskillende vorme van isotope, naamlik: ¹⁸⁰ W (0135 wt%.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) en ¹⁸⁶ W (28,41%). Valensie wolfram veranderlike, en altyd ooreenstem met die aantal 2-6, in enige vorm van die isotoop.

Teen 2016 was dit reeds bekend ses en dertig mensgemaakte kunsmatige vorme van tungsten geïdentifiseer radionukliede met massagetalle 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Open wolfram natuurlike radioaktiwiteit was in 2003, maar sy koers is baie laag, wat ooreenstem met ongeveer twee disintegrasies per gram per jaar, en die toestand van hierdie verval is metaal α-aktiwiteit.

Ter afsluiting

Die meeste van die bestaande vuurvaste metaal is wolfram. Eienskappe inherent, ons in staat stel om 'n plek in 'n wye verskeidenheid van industriële menslike aktiwiteite vind, uit ingenieurswese en eindig met die beskerming van bestraling. Metaal is ongeveer twee keer oopgemaak het, twee jaar uitmekaar, maar nie Scheele nie broers Éluard nie regtig daarop aanspraak maak dat meriete ter ere van sy ontdekking. Die valensie van tungsten is veranderlike en neem 'n waarde van 2-6, maar, soos vroeër bespreek, die mees stabiele vorm het ses valensie. Dit is baie bestand teen roes, kan reageer met alkali en ontbind in 'n mengsel van waterstof en salpetersuur sure.

Seëls Tungsten verdeel in 'n groot aantal spesies volgens die metode van uitvoering, die vorm waarin die metaal, en sy gebied van toepassing. Daar is baie vorme van sy isotoop, en die element in die natuur is swak gemerk radioaktiewe eienskappe en baie stadig disintegreer. Die basis vir 'n pluraliteit van dele en onderdele, 'n wye verskeidenheid van toestelle en toerusting wat gebruik word deur die mens, dit is wolfram. Selfs prys per kilogram metaal is redelik hoog, maar nogtans is dit nie die vraag na dit te verminder, as gevolg van sy gehalte ooreenstem met die waarde wat hy gevra het.