Tungsten - đây là những gì? Mức độ oxy hóa của vonfram. Lĩnh vực áp dụng của vonfram

Tungsten - nguyên tố hóa học có số nguyên tử bằng 74. Đây heavy metal từ, trong đó cường độ cao thép xám sang màu trắng, mà làm cho nó dễ dàng trong nhiều trường hợp không thể thiếu. điểm nóng chảy nó là cao hơn so với bất kỳ kim loại khác, và do đó nó được sử dụng như sợi trong bóng đèn dây tóc và yếu tố làm nóng trong lò điện (ví dụ, hợp kim zirconium-vonfram). nguyên tố hóa học cho phép việc sử dụng nó như một chất xúc tác. độ cứng cực làm cho nó phù hợp để sử dụng trong "HSS", cho phép cắt vật liệu với tốc độ cao hơn so với thép carbon, và siêu hợp kim. Tungsten carbide yếu tố để các hợp chất carbon là một trong những chất khó khăn nhất được biết đến và sử dụng để sản xuất xay xát và các công cụ chuyển. Tungstat canxi và magiê được sử dụng rộng rãi trong các loại đèn huỳnh quang, và vonfram oxit - vào loại mực và men gốm.

Lịch sử phát hiện

Giả định về sự tồn tại của nguyên tố này lần đầu tiên được đề xuất trong năm 1779 bởi Peter Wolf, khi ông khám phá wolframit khoáng và kết luận rằng nó phải chứa một chất mới. Năm 1781 Carl Wilhelm Scheele xác định chắc chắn rằng một axit mới có thể thu được từ tungstenita. Thorburn Scheele và Bergman đề nghị xem xét việc nhận kim loại mới bằng cách giảm acid, được gọi là tungstenovoy. Năm 1783, hai anh em, Jose và Fausto Elguyar tìm thấy trong axit vonfram, mà là giống hệt nhau để tungstenovoy. Trong cùng năm anh em thành công trong việc cô lập vonfram từ nó, sử dụng than.

Trong cuộc chiến tranh thế giới thứ hai, nguyên tố hóa học này đã đóng một vai trò rất lớn. kháng kim loại với nhiệt độ cao, và các hợp kim vonfram dẻo dai cực làm nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp quân sự. các bên tham chiến gây áp lực lên Bồ Đào Nha như là nguồn chính của wolframit ở châu Âu.

Là trong tự nhiên

Yếu tố xảy ra trong tự nhiên Wolframit (FeWO ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), và Ferber Gyubnera. tiền gửi quan trọng của các khoáng chất được tìm thấy tại Hoa Kỳ ở California và Colorado, Bolivia, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nga và Bồ Đào Nha. Trung Quốc nắm giữ khoảng 75% sản lượng toàn cầu của vonfram. Kim loại thu được bằng cách giảm một hàm lượng oxit với hydro hoặc cacbon.

trữ lượng thế giới được ước tính ở mức 7 triệu tấn dự kiến sẽ có khoảng 30% trong số họ -. tiền gửi Wolframit và 70% - scheelite. Tại thời điểm này, sự phát triển của họ là không có lợi về mặt kinh tế. Tại mức tiêu thụ hiện nay các khu bảo tồn sẽ chỉ kéo dài 140 năm. Một nguồn có giá trị của vonfram là kim loại phế liệu.

Các tính năng chính

Tungsten - yếu tố, được phân loại như là một kim loại chuyển tiếp. biểu tượng của nó W có nguồn gốc từ chữ Latinh wolframium. Trong bảng tuần hoàn, nó là ở nhóm VI giữa tantali và rheni.

Tinh khiết vonfram - một loại vật liệu rắn, có màu sắc thay đổi từ thép xám để thiếc trắng. Với các liên lạc của kim loại trở nên giòn và rất khó để làm việc với anh ta, nhưng nếu họ không, nó có thể được cắt bằng một cưa sắt. Bên cạnh đó, nó có thể là giả mạo, cán, kéo ra ngoài.

Tungsten - nguyên tố hóa học, điểm nóng chảy của nó là cao nhất trong số tất cả các kim loại (3422 ° C). Ngoài ra nó có áp suất hơi thấp nhất. độ bền kéo tại T> 1650 ° C nó cũng là lớn nhất. Các yếu tố có khả năng chống ăn mòn và chỉ hơi axit khoáng nhạy cảm. Sau khi tiếp xúc với không khí trên bề mặt kim loại một lớp oxit bảo vệ được thành lập, nhưng hoàn toàn oxy hóa vonfram ở nhiệt độ cao. Khi thêm vào một lượng nhỏ với thép có độ cứng của nó tăng mạnh.

đồng vị

Trong bản chất vonfram bao gồm năm đồng vị phóng xạ, nhưng họ có một chặng đường dài như vậy chu kỳ bán rã, họ có thể được coi là ổn định. Tất cả trong số họ rơi vào hafini-72 với sự phát xạ của các hạt alpha (hạt nhân heli tương ứng-4). Alpha phân rã được quan sát trong chỉ ¹⁸⁰ W, dễ nhất và hiếm nhất trong số này đồng vị. Tính trung bình, 1 g vonfram tự nhiên mỗi năm xảy ra hai phân rã alpha của ¹⁸⁰ W.

Hơn nữa, 27 mô tả vonfram đồng vị phóng xạ nhân tạo. Ổn định nhất trong số đó là ¹⁸¹ W với một chu kỳ bán rã của 121,2 ngày, ¹⁸⁵ W (75,1 ngày), ¹⁸⁸ W (69,4 ngày) và ¹⁷⁸ W (21,6 ngày). Tất cả các đồng vị nhân tạo khác của chu kỳ bán rã là không hơn một ngày, và hầu hết trong số họ - ít nhất là 8 phút. Vonfram cũng có bốn "siêu bền" nhà nước, ổn định nhất - ^179m W (6,4 phút).

kết nối

Các hợp chất hóa học của vonfram số oxi hóa thay đổi 2-6, trong đó phổ biến nhất là sáu. Yếu tố thường tiếp xúc với ôxy, tạo thành triôxít vàng (WO _3), đó là hòa tan trong dung dịch kiềm chứa nước dưới dạng ion, Tungstat (WO ₄ ^2-).

ứng dụng

Kể từ vonfram có nhiệt độ nóng chảy rất cao và dễ uốn (có thể bị lôi kéo vào dây), nó được sử dụng rộng rãi như một bóng đèn sợi và ống chân không cũng như trong các yếu tố làm nóng lò điện. Ngoài ra, vật liệu có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt. Một trong những ứng dụng nổi tiếng của mình - hàn hồ quang bằng điện cực vonfram dưới khí bảo vệ.

Vô cùng khó vonfram - thành phần hợp kim vũ khí hạng nặng lý tưởng. Mật độ cao được sử dụng trong vấn đề cân nặng, đối trọng và sống tàu dằn cho du thuyền, cũng như phi tiêu (80-97%). thép tốc độ cao, có thể cắt vật liệu ở tốc độ cao hơn so với cacbon, chứa lên đến 18% của các chất. Các lưỡi tuabin, các bộ phận và lớp phủ chịu mài mòn sử dụng "siêu hợp" chứa vonfram. Đây chịu nhiệt phủ hợp kim hoạt động ở nhiệt độ cao.

giãn nở nhiệt của nguyên tố hóa học như thủy tinh borosilicate, vì vậy nó được sử dụng để sản xuất con dấu kính-to-kim loại. Composites chứa vonfram - một sự thay thế tuyệt vời cho chính trong đạn và bắn. Trong các hợp kim của niken, sắt hoặc coban, nó được làm bằng vỏ bộ gõ. Giống như một viên đạn để đạt một mục tiêu sử dụng năng lượng động học của nó. Trong mạch tích hợp của hợp chất vonfram để làm cho transistor. Một số loại dây cho nhạc cụ làm bằng dây vonfram.

Việc sử dụng các hợp chất

Độ cứng đặc biệt của cacbua vonfram (W ₂ C, WC) làm cho nó vật liệu phổ biến nhất cho phay và các công cụ chuyển. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp luyện kim, khai khoáng, dầu khí và xây dựng. Vonfram cacbua cũng được sử dụng trong việc tạo ra đồ trang sức vì nó là không gây dị ứng và không có xu hướng mất ánh của họ.

Từ oxit của nó làm cho đóng băng. Tungsten "đồng" (cái gọi là vì các oxit màu) được sử dụng trong các loại sơn. tungstat canxi và magiê được sử dụng trong đèn huỳnh quang. Tungstat dò pha lê lấp lánh được sử dụng trong y học hạt nhân và vật lý. Các muối được sử dụng trong công nghiệp hóa chất và công nghiệp da. Tungsten disulfua là một chất bôi trơn nhiệt độ cao, có thể chịu được 500 ° C. Một số hợp chất có chứa vonfram, được sử dụng như chất xúc tác trong hóa học.

tính

Các tính chất vật lý cơ bản của W như sau:

• Số nguyên tử của 74.
• trọng lượng nguyên tử: 183,85.
• Điểm nóng chảy: 3410 ° C.
• Sôi điểm: 5660 ° C.
• Trọng lượng: 19,3 g / cm ³ ở 20 ° C.
• trạng thái ôxi hóa +2, +3, +4, +5, +6.
• cấu hình điện tử: [Xe] 4 d f ^{14 tháng 5 ngày 04 tháng 6} s ^2.