Volfram valencija. Svojstva i primjena volframa

Više članaka će omogućiti da se upoznaju s fizikalnim i kemijskim svojstvima volframa, vidi detalje svog boravka u prirodi, mjesto proizvodnje, otvaranje priče, i još mnogo toga.

Volfram (W)

Volfram - je element periodičkog sistema Mendeljejev ima sedamdeset četvrti atomski broj odgovara latinskom znakova W. U uobičajenim uvjetima ima sivo-srebrne boje, sjajnu, teško. Od svih metala volframa je najviše vatrostalnog. Viša od one od W, tališta samo nemetalnog - ugljiku. Ona ima visoku kemijsku otpornost. Valencija volframa - varijabilna.

Povijest otkrića

Švedski kemičar Carl Wilhelm Scheele u 1781, koja se bavi preradom šelova olovna ruda dušične kiseline, može proizvesti volfram trioksid - „teški kamen” žuto. Dvije godine kasnije, već u 1783-m, dva brata Eluard, kemičari porijeklom iz Španjolske, javnost je obaviještena da su mogli dobiti od volframit novog metala i oksida - volframa.

Moderna SAD, Francuska i Velika Britanija koristi ime volframa za volframa, koji prevodi iz švedskog kao „teški kamen”. Izvorno, riječ znači Wolframium mineralnu volframit. Kasnije je prošao na samom metalu.

Tungsten u prirodi

Prema proračunima Vinogradova, Clarke broju volfram Zemljinoj kori je oko 1,3 g / t. Prosječni sadržaj stijene planinskih lanaca, r / t: kisele stijene - 1.9, prosjek - 1,2, osnovni - 0,7 ultrabazičnih - 0.1.

Najveće rezerve ovog metala je koncentrirana u Kini, SAD-u, Kanadi i Kazahstana, zemlje poput Bolivije, Portugala, Uzbekistan, Rusija i Južna Koreja su mali u usporedbi s gore navedenim državama dionica. U godinu dana proizvede oko 49 do 50 milijuna tona, od čega 41 u produkciji Kine, Rusije udio odgovara 3,5 tona, Kazahstan - 0,7 i Australiji - 0,5 tona.

U industriji je glavna uloga daje volframit i šelova olovna ruda. Minerali volframit često koncentrira u granitan stijenama i njihova prosječna koncentracija odgovara jednom ili dva posto. Većina zemalja koje proizvode izvozi volframom. . Cijena ovog metala je prilično visoka i može se razlikovati ovisno o marki i tipu u kojem se prodaje (od 2172 do 6250560 nažuljati.). Glavni izvoznici volframa smatra Velikoj Britaniji, Kini i Australiji. Uvoze u velikim količinama SAD, Njemačke, Engleske i Japana.

Metode za pripremu

Priprava volframa - proces koji se sastoji od više pojedinačnih koraka. Prvi izolirani trioksid WO ₃ iz rude koncentrata s procesa oporavka nakon odlaska na metalni prah s vodikom pod uvjetima od oko 700 ° C, Zbog izuzetno visoke točke topljenja najbolji način da se ovaj metal su sredstva za praškaste metalurgije. U prvom koraku se pritisne volfram prah, a zatim stavi u atmosferu vodika, a sinterirani uvjetima oko 1200-1300 ° C Nadalje podvrgnuti električne struje i temperatura grijanja se destilira do tri tisuće stupnjeva, ovaj proces je popraćen sinteriranja, a metal pretvara u monolit. Slijedeću pripravu volframa i njegova pročišćavanja iz rezultirajućih monolitni materijali javljaju u uvjetima tali zone. Međutim, volfram u prahu - to nije jedini oblik pripreme koje metala. U pripravi W iz pirolize klorida može se dobiti već u metalnom obliku, ali ne u kompaktan i prah.

Karakteristike Kemijska kvaliteta

Volfram je valencija varijabilne karaktera, od dva do šest. Najstabilniji oblik traje šesti valencije. Dvo- i trovalentni oblici spojeva su nestabilni i nemaju poseban značaj, u praksi ne koristi. Volfram je vrlo otporan na koroziju metala. Sobna temperatura omogućuje da se održavati stalnu poziciju bez podložni koroziji; dosegne temperatura usijanost počinje oksidira, tvoreći volfram oksida (VI). Je drugi u nizu od stresa i troškova iza vodika. Praktički netopljiv u fluorovodična i razrijeđenom sumpornom kiselinom. Dušična kiselina i aqua regia uzrok postupak oksidacije površine. Otapanje mogućih vodikovog peroksida.

Smjesa fluorovodične i dušične kiseline se otapa i volfram:

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

U prisustvu oksidansa može reagirati sa rastaljenim alkalija:

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

Primjeri navedene reakcije nastaviti vrlo sporo, ali na razinu od 400 ° C i volframa samozagrijavanja procesa reakcije se ubrzava, istovremeno formiranje veliku količinu topline. Reakcije koje uključuju kisikom pronalaženjem oznaka 500 ° C, kako bi se sami počeli metala zagrijavati.

Otopiti u smjesi fluorovodičnom i dušičnom kiselinom dovodi do stvaranja geksaftorvolframovoy kiseline - H ₂ [WF _6]. Za sve poznate volframa spojevi smatraju najvažniji anhidrid volfram trioksid ili volfram, tungstenat, peroksi spoj sa Me ₂ WO _X, supstancu koja je izvedena iz S, C, i halogen grupe elemenata.

Svojstva fizičke prirode

Volframa je svijetlo sive sjajan metal. Temperatura Volfram tijekom taljenja i kuhanja dosegne najviše kote Celzijusa u usporedbi s drugim metalima. Nagađa se da Seaborgij ima još veće taljenja performanse i vrelišta, ali s obzirom na činjenicu da je on „živi” je vrlo mala, to je nemoguće sa sigurnošću reći, budući da nije dokazano eksperimentom. Volfram topi na 3695 K, dok vrije, dosegnuvši 5.828 K. W Neto gustoća blizu zlata - 19,25 grama po kubičnom centimetru. On se odlikuje paramagnetskih kvalitete. U skladu s parametrima mjerenja Brinela tvrdoća je 488 kg / ^mm2. U dvadeset stupnjeva Celzijusa ima otpornost 55 × 10 ^-9 Ohm * m, ali u uvjetima temperature od 2700 ° C indeksa otpora se povećava do 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Ogleda zvuk iz volframa kreće brzinom od 4290 m / c.

Jedan od teških metala visoke tvrdoće i tališta ogromne promišljenijom volframa. Svojstva koja su ugrađena u njega, odrediti svoju vrijednost na svjetskom tržištu i omogućiti široku upotrebu. Sposobnost da izdrži veće temperature omogućuje masovno korištenje volframa. Žica, listovi i još mnogo toga vam omogućiti stvaranje mehanizama koji služe mnogo, mnogo godina. Izvana slično platine. U čistom stanju kad se zagrije na 1600 ° C i može se krivotvoriti.

Uporaba čistog metala

Osnovni Postupak upotrebe volfram - temelj kao vatrostalni materijal u metalurgiji.

Plastika i vatrostalni svojstva - to je ono što je poznato za volframa. Žica od ovog metala je neophodan u uređajima namijenjenim za rasvjetu. Slika cijevi i ostale cijevi s vakuumu je također široko koristi W.

Argon zavarivanje ne mogu bez elektroda sklopio s volframom. Vakuum peći otpornost također koristiti kao grijaćeg elementa, a to metalna legura se koristi kao renij termoelementom.

Visoka gustoća dopušta da ga koristiti kao osnova za teške tipa legure se koriste kao protuteža za oklop-piercing jezgre klompa i projektil sagitalne artiljerijskih granata, jezgra za oklop-piercing streljiva, pa čak i žiro stabilizacijski leti balističke rakete.

Volfram može poslužiti kao izvrsno sredstvo za ionizaciju vrsta zračenja. Iako ima veću gustoću i, pogotovo u usporedbi s konvencionalnim olova po masi jednakoj razini pruža zaštitu odjeću ili opremu koja se nalazi uz njegovo korištenje lakše. Infusibility svojstva i tvrdoća komplicirati obradu, pa se u takvim slučajevima često su legure volframa i nikla, kao i željeza, bakra i drugih metala.

U industriji za izradu raznih krutih proizvoda koji koriste volfram. List, volfram u prahu, a šiba-elektrode - jedan od najčešćih oblika izlaz W.

Upotreba spojeva

Strojna obrada raznih metala, kao i materijala koji čine nemetalnih prirodu strojarske konstrukcije, bušenje i rudarstvo procesu koriste snažne legure i kompozitnih tipa materijala temeljenih na tungsten karbida, mješavina titan karbida, tantal karbida i volfram karbida. Poštanske marke volfram izrađeni od tih materijala su podijeljeni u T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 i VK6 VK4. Poštanske marke TT skupina koristiti samo za vrlo teškim uvjetima obrade u povećane složenosti. Glavni primjer može poslužiti i kao naglo postupak bušenja rotacijski perforirajuće ili trajnog materijala za proizvodnju kovanje čelika visoke otpornosti topline. W se koristi kao legirajućih elementa za čelik i legure na osnovi željeza. „Brzi” čelična slovima natpis koji počinje s P, više od 90% udjela ima volfram.

Ponekad različita volframa spojevi se koriste kao katalizatori ili pigmenata, visokotemperaturne mazivo za tranziciju toplinske energije u električnu oblik.

Volfram i biologije

Volfram metal se ne smatra se značajnim u biologiji, ali neke bakterije i Archaea kao dio njihovih enzima imaju tu komponentu, koja je u aktivnom mjestu. Oko duboki izvori hidrotermalne tipa arhabakterije live-hyperthermophiles, smatraju ovisi o obligatni volframa. Prisutnost ovog metala u sastavu enzima smatra relikt ranog arhaik razdoblja, drugim riječima, to može priuštiti da pretpostaviti da je rana pojava života na Zemlji je održan uz sudjelovanje W.

Kao pretežnim dijelom drugih metala, volfram prašina uzrokuje iritaciju dišnih organa.

oblici izotopi

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Volfram prirodnog podrijetla sadrži mješavinu od pet različitih oblika izotopa, i to: ¹⁸⁰ (W, 0,135 mas.%), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) i ¹⁸⁶ W (28,41%). Valencija volfram varijable, i uvijek odgovara broju od 2 do 6, u bilo kojem obliku izotopa.

Do 2016. godine već je bio poznat trideset šest umjetan umjetne oblike volfram identificirati radionuklida s masovnim brojevima 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Otvorena volfram prirodno radioaktivnost je 2003. godine, ali njegova brzina je vrlo niska, što odgovara otprilike dva dezintegracija po gramu po godini, a stanje ovog raspadanja je metal α-aktivnosti.

u zaključku

Većina postojećih vatrostalnih metal volfram. Nekretnine svojstvene, omogućuju nam pronaći mjesto u širokom rasponu industrijskih ljudskih aktivnosti, od inženjeringa i završava sa zaštitom od zračenja. Metal je bio otvoren otprilike dva puta, dvije godine, osim, ali ni Scheele, niti braća Eluard stvarno ne tvrde da zasluga u čast njegova otkrića. Valencija volframa je promjenjiva i uzima vrijednost od dva do šest, ali, kao što je ranije rečeno, najstabilniji oblik ima šest valenciju. To je vrlo otporan na koroziju, može reagirati s lužinom i otopi u smjesi fluorovodičnom i dušičnom kiselinom.

Poštanske marke Tungsten podijeljena u veliki broj vrsta u skladu s metodom izvršenja, forma u kojoj je metal, a područje primjene. Postoje mnogi oblici njegovog izotopa, a element u prirodi slabo označene radioaktivnim svojstvima i vrlo polako raspada. Osnova za veći broj dijelova i rezervnih dijelova, širok raspon uređaja i opreme koja se koristi od strane čovjeka, to je volfram. Čak i cijena po kilogramu metal je prilično visoka, ali ipak to ne umanjuje potražnju za to, zbog svoje kvalitete podudara s vrijednošću što je tražio.