Wolfram valence. Vlastnosti a aplikace z wolframu

Více článků umožní seznámit se s fyzikálními a chemickými vlastnostmi wolframu, viz podrobnosti o jeho pobytu v přírodě, místo produkce, otevření příběhu, a další.

Wolfram (W)

Wolfram - je prvek z periodické tabulky Mendělejev má sedmdesátýčtvrtého atomové číslo odpovídá latinské W. znak v obvyklých podmínek má šedo-stříbrné barvy, lesklý, tvrdý. Ze všech kovového wolframu je nejodolnější. Vyšší než W, než je teplota tání pouze nekovu - uhlík. To má vysokou chemickou odolnost. Valence wolframu - variabilní.

Historie objevu

Švédský chemik Carl Wilhelm Scheele v roce 1781, zabývající se zpracováním scheelitových kyseliny dusičné, mohl produkovat oxidu wolframového - „stavební kámen“ žlutý. O dva roky později, již v 1783-m, dva bratři Eluard chemici původně ze Španělska, byla veřejnost informována, že by mohli dostat od wolframitovou nového kovu a oxidu - wolframu.

Moderní Spojené státy, Francie a Británie používá název wolframu pro wolframu, což znamená ze švédštiny jako „těžký kámen“. Původně to slovo znamená wolframium minerální wolframitem. Později se přešlo na samotný kov.

Wolfram v přírodě

Podle výpočtů Vinogradové, Clarke čísel wolfram zemská kůra je asi 1,3 g / t. Průměrný obsah skály pohoří, R / T: kyselé skály - 1,9, průměr - 1,2, základní - 0,7 ultrabazické - 0,1.

Největší zásoby tohoto kovu je soustředěna v Číně, USA, Kanady a Kazachstánu, země jako Bolívie, Portugalsko, Uzbekistán, Rusko a Jižní Korea mají malý ve srovnání s výše uvedenými zásob států. V roce produkuje asi 49 až 50.000.000 tun, z toho 41 z produkce Číny, Ruska podíl odpovídá 3,5 tuny, Kazachstán - 0,7 a Austrálie - 0,5 tuny.

V průmyslu se v hlavní roli je věnována wolframitem scheelitovými. Minerály wolframit často koncentruje ve žulových hornin a jejich průměrná koncentrace odpovídá jedné nebo dvou procent. Většina produkující země vyvážející wolfram. . Cena tohoto kovu je poměrně vysoká a může se lišit v závislosti na značce a typu, ve kterém je prodáván (od 2172 do 6250560 rub.). Hlavními vývozci wolframu považován Velké Británie, Číny a Austrálie. Dováženy ve velkých množstvích Spojených států, Německa, Anglie a Japonsko.

Způsoby pro přípravu

Příprava wolframu - proces se skládá z několika dílčích kroků. První izolovaný oxid WO ₃ z rudy s procesu obnovení po použití kovového prášku s vodíkem za podmínek asi 700 ° C, Vzhledem k extrémně vysokým bodem tání nejlepší způsob, jak získat tento kov jsou prostředky práškové metalurgie. V prvním kroku je tlačítko wolframový prášek, poté se umístí do vodíkové atmosféry a slinuje za podmínek asi 1200-1300 ° C Další podrobena elektrického proudu a teplota zahřívání se destiluje do tří tisíc stupňů, tento proces je doprovázen slinováním, a kov se změní na monolit. Následná příprava wolframu a jeho purifikace z výsledných monolitických materiálů dochází v podmínkách tavení zóny. Nicméně, wolframový prášek - to není jediná forma přípravku, která kovu. Při přípravě W z pyrolýzy chloridů je možno získat již v kovové formě, ale ne v kompaktní a prášku.

kvalitní chemické vlastnosti

Tungsten je mocenství variabilní charakter, od dvou do šesti let. Nejstabilnější forma se v šestém valence. Di- a trojmocné formy sloučenin jsou nestálé a nemají žádný zvláštní význam, v praxi nepoužívá. Wolfram je velmi odolný vůči korozi kovů. Pokojová teplota umožňuje udržovat stálou pozici, aniž by podléhaly korozi; dosahuje teplota žhnutí začne oxidovat, tvořící oxid wolframu (VI). Je druhou v sérii stresu a náklady za vodík. Je prakticky nerozpustný ve fluorovodíkové a zředěné kyseliny sírové. Kyselina dusičná a lučavka příčinou proces oxidace povrchu. Rozpouštění možné peroxidu vodíku.

Směs fluorovodíkové a dusičné se rozpouští i wolfram:

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

V přítomnosti oxidačních činidel je možno nechat reagovat s roztaveným alkálií:

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

Výše uvedené příklady reakcí postupuje velmi pomalu, ale při dosažení úrovně 400 ° C a wolframu vlastním zahříváním reakčního procesu se urychlí, současně tvořit velké množství tepla. Reakce zahrnující spotřebu kyslíku po značku 500 ° C, na kov sám začala zahřívat.

Se rozpustí ve směsi fluorovodíkové a kyseliny dusičné vede ke kyselině formace geksaftorvolframovoy - H ₂ [WF _6]. Ze všech známých wolframových sloučeniny jsou považovány za nejdůležitější anhydrid oxid wolframový nebo wolframu, wolframan, peroxysloučeninu Me ₂ WO _X, což je látka odvozená z S, C, a halogenová skupina prvků.

Tyto vlastnosti fyzikální povahy

Wolfram je světle šedý lesklý kov. Teplota wolframu v průběhu tavení a varu dosahuje nejvyšších výšek Celsia ve srovnání s jinými kovy. Spekuluje se, že seaborgium má ještě větší výkon tání a varu, ale vzhledem k tomu, že „život“, je velmi malá, že není možné s jistotou říci, protože není prokázáno experimentálně. Wolfram začíná tát při teplotě 3695 K, zatímco varu, dosahující 5828 hustota K. W Net se blíží ke zlatu - 19,25 gramů na centimetr krychlový. Ten se vyznačuje paramagnetických vlastností. V souladu s parametry měření tvrdosti podle Brinella je 488 kg / mm ^2. U dvaceti stupňů Celsia má měrný odpor 55 x 10 ^-9 Ohm * m, ale v podmínkách teploty 2700 ° C, index odporu zvyšuje až na 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Odražený zvuk z wolframu pohybuje při rychlosti 4290 m / c.

Jeden z těžkých kovů s vysokou tvrdostí a teplotou tání obrovské uvažovaného wolframu. Vlastnosti, které jsou jí vlastní, určit její hodnotu na světovém trhu a umožňují široké použití. Schopnost odolávat vyšším teplotám umožňuje velké použití stupnice wolfram. Dráty, plechy a mnoho dalších vám umožní vytvořit mechanismy, které slouží mnoho let. Externě podobný platiny. V čistém stavu se při zahřátí na 1600 ° C, může být také kované.

Použití čistého kovu

Základní metodou pomocí wolfram - základ jako žáruvzdorného materiálu v metalurgickém průmyslu.

Plastové a žáruvzdorné vlastnosti - to je to, co je známé pro wolfram. Dráty z tohoto kovu je nepostradatelný v zařízeních určených pro osvětlení. Obrazovek a další trubky s vakuu se rovněž široce používá W.

Argon obloukové svařování se neobejde bez elektrod vyrobených wolframu. Vakuová odporové pece také použít jako topný prvek, a to kovové slitiny se používá jako termočlánek rhenium.

Vysoká hustota umožňuje ji používat jako základ pro těžký typu použité slitiny jako protizávaží pro průbojné jádro Sabotem projektily sagitální dělostřeleckých granátů, jádro pro průbojné munice a dokonce gyro stabilizační létání balistickou střelu.

Wolfram může sloužit jako vynikající prostředek typu ionizujícího záření. I když to má vyšší hustotu a, zejména ve srovnání s konvenčním vedením, hmotnosti stejné úrovni zajišťující ochranu oděvu ani zařízení s jednodušší jeho použití. vlastnosti Infusibility a tvrdost komplikují zpracování, a proto se v těchto případech často slitiny wolframu a niklu, stejně jako železa, mědi a dalších kovů.

V průmyslu k vytvoření různých pevných produktů pomocí wolfram. List, wolframový prášek, a tyčové elektrody - jednou z nejčastějších forem výstupu W.

Použití sloučenin

Obrábění různých kovů, stejně jako materiály, které tvoří nekovový charakter inženýrských staveb, vrtání a těžby procesu s použitím silné slitiny a kompozitní materiály typu na bázi karbidu wolframu, směsi karbid titanu, karbid tantalu a karbidu wolframu. Známky wolframu z těchto materiálů jsou rozděleny do T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, a VK6 VK4. Známky TT skupina používá pouze pro velmi obtížných podmínkách obrábění ve zvýšené složitosti. Ukázkovým příkladem může sloužit jako nárazům procesu vrtání děrovače nebo odolného materiálu výrobní kování ocel s vysokou tepelnou odolností. W se používá jako legovací prvek pro oceli a slitin na bázi železa. „Vysoká rychlost“ ocel písmeny štítek počínaje P, více než 90% podílu obsahuje wolfram.

Někdy různé wolframové sloučeniny se používají jako katalyzátory nebo pigmentů, vysoké teploty maziva pro přechod z tepelné energie do elektrické podoby.

Wolframu a biologie

Wolframu není považováno za významné v biologii, ale některé bakterie a archaea jako součást jejich enzymů mají tuto komponentu, která je v aktivním místě. Přibližně hluboké zdroje hydrotermální typ archaebakterie živé-hypertermofil, jsou považovány za závislé na obligátně wolframu. Přítomnost tohoto kovu v enzymové kompozici je považován za pozůstatek z počátku Archean období, jinými slovy, může dovolit předpokládat, že časný vzhled života na Zemi proběhla za účasti W.

Jako převážné části jiných kovů, wolfram prachu způsobuje podráždění dýchacích orgánů.

formy izotopy

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Wolframový přírodního původu obsahuje směs pěti různých forem izotopů, a to: ¹⁸⁰ W (0135% hmotn.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) a ¹⁸⁶ W (28,41%). Valence wolframu variabilní, a odpovídá vždy počtu 2 až 6, v jakékoliv formě izotopu.

Do roku 2016 bylo známo, třicet šest umělá umělé formy wolframu identifikovány radionuklidů s hmotnostními čísly 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Otevřené wolfram přirozeně se vyskytující radioaktivita byla v roce 2003, ale jeho rychlost je velmi nízká, což odpovídá přibližně dvě rozpadů za gram za rok, a stavu tohoto rozkladu je kov α-aktivitou.

na závěr

Většina stávajících žáruvzdorného kovu wolframu. Vlastnosti vlastní, nám umožní najít své místo v širokém spektru průmyslových lidské činnosti, ze strojírenství a konče ochranu před zářením. Kov byl otevřen zhruba dvakrát vyšší, na rozdíl dva roky, ale ani Scheele ani bratři Eluard opravdu tvrdit, že zásluhy na počest svého objevu. Valence wolframu je proměnlivý a má hodnotu dva až šest, ale, jak je diskutováno výše, nejstabilnější forma má šest valenci. Je velmi odolný proti korozi, může reagovat s alkálií a rozpustí ve směsi fluorovodíkové a kyseliny dusičné.

Známky wolfram rozděleny do velkého množství druhů podle způsobu provedení je forma, v níž je kov, a jeho oblast použití. Existuje mnoho forem jeho izotopu, a prvek v přírodě se špatně označen radioaktivní vlastnosti a velmi pomalu se rozpadá. Základem pro větší počet součástí a náhradních dílů, široká škála přístrojů a zařízení používaných člověkem, je wolfram. Dokonce i cena za kilogram kovu je poměrně vysoká, ale přesto to není snížení poptávky po ní, protože jeho kvalita odpovídá hodnotě, že požádal o.