De kjemiske egenskaper av wolfram. Kjennetegn og anvendelser av wolfram

Tungsten - er et kjemisk element i den periodiske tabell, som hører til gruppe VI. I naturen forekommer wolfram som en blanding av fem isotoper. På en konvensjonell måte og under vanlige betingelser, er det en massivt metall sølv-grå farge. Det er også den mest ildfast av alle metaller.

Grunnleggende egenskaper wolfram

Tungsten - et metall som har bemerkelsesverdige fysikalske og kjemiske egenskaper. I nesten alle grener av moderne produksjons brukes wolfram. Formelen er det som regel er uttrykt som metalloksid betegnelser - WO _tre. Tungsten er den mest ildfast metall. Det antas at bare seaborgium kan bli enda mer tugoplavok. Men bare så lenge det ikke kan gjøres gjeldende, som seaborgium har en veldig kort levetid.

Dette metall har en spesifikk fysikalske og kjemiske egenskaper. Wolfram har en tetthet på 19300 kg / ^m3, er smeltetemperaturen 3410 ° C. Ved denne parameteren er det andre bare karbon - grafitt eller diamant. I naturen forekommer wolfram som fem stabile isotoper. Deres massetall i området fra 180 til 186. Tungsten har en valens på 6 minutter, og forbindelsene kan det være 0, 2, 3, 4 og 5. Den metallet har også et tilstrekkelig høyt nivå av termisk ledningsevne. For wolfram, er tallet 163 W / (m * ° C). I henhold til denne egenskapen, og med det overskrider forbindelser, slik som aluminiumlegeringer. Masse wolfram på grunn av dens tetthet som er lik 19 kg / ^m3. Graden av oksydasjon av wolfram i området 2-6. metallet har sure egenskaper, og lavere i den høyeste grad av oksydasjon - basisk.

Således legeringer av lavere wolframforbindelser anses ustabil. Den mest resistente er forbindelser med en grad av seks. De viser de mest karakteristiske og kjemiske egenskaper av metallet. Wolfram har en tendens til lett å danne komplekser. Men metallet wolfram er vanligvis meget motstandsdyktig. Det begynner å samhandle med oksygen bare ved en temperatur på 400 ° C. Krystallgitteret av wolfram angår legeme-sentrert kubisk type.

Interaksjon med andre kjemikalier

Hvis wolfram blir blandet med en tørr fluor, kan forbindelsen fremstilles under navnet "heksafluorid", som smelter ved en temperatur på 2,5 ° C og koker ved 19,5 ° C. Et lignende materiale er oppnådd når forbindelsen av wolfram med klor. Men for denne reaksjonen krever ganske høy temperatur - 600 ° C. Imidlertid stoffet motstår lett ødeleggende innvirkning av vann og praktisk talt ikke kan endres i kulden. Wolfram - metall, som ikke er uten oksygen reaksjonen produserer oppløsning i alkalier. Imidlertid er det lett oppløses i en blanding av _HNO3 og HF. De fleste av de store kjemiske forbindelser av wolfram - er dens trioksyd WO _{3, H-2} WO ₄ - wolframsyre og dens derivater - wolframater salter.

Man kan vurdere noen av de kjemiske egenskaper av wolfram fra reaksjonsligninger. For eksempel formelen WO ₃ + 3 H ₂ = W + 3 H ₂ O. Det gjenvinnes fra wolfram metalloksid manifesterer sin egenskap til å samhandle med hydrogen. Denne ligningen gjenspeiler prosessen med å skaffe den fra wolfram trioksid. Følgende formel betegner en slik egenskap som wolfram praktisk uoppløselig i syrer: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. En av de mest bemerkelsesverdige stoffer som inneholder wolfram karbonyl i betraktning. Derfra og motta tette, ultratynne belegg av rent wolfram.

History of oppdagelse

Tungsten - et metall som har fått navnet sitt fra det latinske språket. Oversatt betyr det "ulvens skum". Denne uvanlige navn dukket opp på grunn av oppførselen til metallet. Medfølgende utvunnet malm tinn, wolfram, tinn forstyrret utvalg. På grunn av den i prosessen med smelting slagg dannes bare. Dette metallet er sagt at han "spiser tinn som en ulv spiser sau." Mange lurer på som oppdaget grunnstoff tungsten?

Dette vitenskapelige funn ble gjort samtidig på to steder med forskjellige forskere, uavhengig av hverandre. I 1781 kjemikeren Scheele Sverige fikk en såkalt "tung stein", gjennomfører eksperimenter med salpetersyre og schee. I 1783, brødrene kjemikere fra Spania, Eluard navn også rapportert funn av et nytt element. Mer presist, har de blitt åpnet wolframoksid oppløst i ammoniakk.

De legeringer med andre metaller

For tiden skille enfase og flerfase-wolframlegeringer. De inneholder ett eller flere utenlandske elementer. De fleste kjente forbindelse - er en legering av wolfram og molybden. Tilsetning av molybden wolfram bibringer styrke under strekk. Også i kategorien av enfase-wolframlegeringer hører forbindelser med titan, hafnium, zirkonium. Den største plastisitet av wolfram er festet rhenium. Men i praksis gjelder en legering - en ganske tidkrevende prosess, som Rhenium er svært vanskelig å skaffe.

Ettersom wolfram er en av de mest ildfaste materialer, mottakswolframlegeringer - ikke en lett oppgave. Når dette metallet er bare begynner å koke, blir andre allerede beveger seg i en væske eller gassform. Men moderne forskere er i stand til å skaffe legeringer ved hjelp av elektrolyse. Legeringer inneholdende wolfram, nikkel og kobolt, blir brukt for å påføre det beskyttende lag på skjøre materialer.

I moderne metallurgisk industri også fremstilt legeringer ved hjelp av wolframpulver. Å skape de nødvendige spesielle forhold, herunder etablering av et vakuum miljø. På grunn av noen av funksjonene wolfram interaksjon med andre elementer stålprodusenter forelegeringene ikke skaper et to-fasekarakteristikk, og ved hjelp av 3, 4 eller flere komponenter. Disse legeringene er særlig holdbare, men med klare samsvar formler. Ved den minste avvik i prosent legeringskomponenter kan slå sprø og ubrukelig.

Wolfram - element, som brukes innen faget

Fra denne metall laget filament vanlige lyspærer. Også, X-ray tube apparatet omfatter vakuumovnen skal brukes ved meget høye temperaturer. Stål, som inneholder wolfram har en meget høy grad av styrke. Slike legeringer brukes for fremstilling av verktøy i forskjellige områder, for boring, medisin, engineering.

Den største fordel med forbindelsene og wolframstål - slitefasthet unlikelihood skade. Den mest kjente bygningen i Tungsten legering kalles "vinne". Også dette element er mye brukt i den kjemiske industri. Med sine tillegg opprettet maling pigmenter. Særlig mye brukt i dette området oppnås wolframoksid 6. Den brukes til fremstilling av wolfram karbider og halogenider. Et annet navn for dette materialet - Wolfram trioxide. 6 wolframoksyd anvendes som et gult pigment i maling for keramikk og glassprodukter.

Hva er tungmetaller?

Alle wolframbaserte legeringer som har en høy tetthet indeks, kalt tung. De fremstilles bare ved fremgangsmåtene i pulvermetallurgi. Wolfram er alltid ligger til grunn for tung legering, karakterisert ved at innholdet kan være opp til 98%. Også dette metall blir tilsatt til tungmetaller nikkel, kobber og jern. Men de kan gå inn og krom, sølv, kobolt, molybden. Den største popularitet fikk midlertidig opphold legeringer (wolfram - nikkel - jern) og XIP (wolfram - nikkel - kobber). En høy grad av tetthet av disse legeringer tillater dem å absorbere farlige gammastråling. Av disse svinghjul er laget av hjul, elektriske kontakter, rotorer for gyroskop.

wolframkarbid

Omtrent halvparten av det anvendte wolfram for fremstilling av holdbare metaller, spesielt wolframkarbid, som har en smeltetemperatur på 2770 C. Wolframkarbid er en kjemisk forbindelse som inneholder et like antall karbonatomer og wolfram. Denne legering har spesielle kjemiske egenskaper. Tungsten gir den en styrke slik at den overskrider denne indikatoren stål fordoblet.

Wolframkarbid brukes mye i industrien. Fordi det er fremstilt skjærende gjenstander for å være meget motstandsdyktig mot høye temperaturer og slitasje. Også på grunn av dette elementet er laget:

• Flydeler, bilmotorer.
• Detaljer for romskip.
• Medisinske og kirurgiske instrumenter, som brukes i abdominal kirurgi. Slike verktøy er dyrere enn konvensjonell medisinsk stål, men de er mer produktive.
• Smykker, spesielt engasjement ringer. Slik popularitet wolfram knyttet til sin styrke, for ekteparet som symboliserer styrke relasjoner, samt utseende. Funksjoner polert wolfram i form slik at det i svært lang tid bevarer speil, skinnende utseende.
• Baller for kulepenner luksus.

Win - wolfram legert

Omtrent i den andre halvdel av 1920-årene har mange land begynt produserte legeringer for skjæreverktøy, som er fremstilt av wolfram-karbid og koboltmetall. I Tyskland, slik legering kalt Vidya, i USA - Karbolit. I Sovjetunionen, er en slik legering kalt "vinne". Disse legeringer var utmerket for behandling av støpejern produkter. Win er et keramikk-metall-legering med en ekstremt høy grad av sikkerhet. Den er laget i form av plater av forskjellige former og størrelser.

Pobedita produksjonsprosessen er som følger: ta en wolframkarbid-pulver, fint pulver av nikkel eller kobolt, og alt er blandet og presset i spesielle former. Den pressede plate således utsettes for ytterligere varmebehandling. Dette gir en veldig hard legering. Disse platene er ikke bare brukes til skjæring av støpejern, men også for fremstilling av boreverktøy. Plater av pobedita loddet på boreutstyret ved hjelp av kobber.

Utbredelse av wolfram i naturen

Dette metallet er svært lite spredning i miljøet. Etter at alle elementene 57 det finner sted, og er til stede som Clark wolfram. Dessuten er det metall mineraler - schee og wolframite. Wolfram migrerer inn i grunnvannet eller som ion eier eller i form av forskjellige forbindelser. Men den største konsentrasjonen er neglisjerbar i grunnvannet. Det er noen få hundredels mg / l og praktisk talt ikke endrer sine kjemiske egenskaper. Tungsten kan også bli utgitt i naturlige vannforekomster fra renseanlegg og fabrikker.

Den effekt på menneskekroppen

Wolfram kommer neppe i kontakt med vann eller mat. Det kan være en risiko for inhalering av wolframpartikler sammen med luften på arbeidsplassen. Imidlertid, til tross for tilhører kategorien av tungmetaller, er wolfram ikke-giftig. Wolfram forgiftning forekommer bare i de som er forbundet med produksjonen av wolfram. Graden av metall virkning på kroppen kan være forskjellig. For eksempel, wolfram pulver, wolframkarbid, og et slikt stoff som anhydritt wolframsyre, kan forårsake lungeskade. Dens viktigste symptomene - sykdomsfølelse, feber. Mer alvorlige symptomer oppstår når forgiftet wolframlegeringer. Dette skjer ved innånding av støv og legeringer fører til bronkitt, lungefibrose.

Metallisk wolfram, som faller inne i menneskekroppen, ikke blir absorbert i tarmen og gradvis vist. Kan representere en stor fare wolframforbindelser som tilhører løselig. De er deponert i milten, bein og hud. Langvarig utsettelse av wolframforbindelser kan forekomme symptomer som sprø negler, hud peeling, ulike typer dermatitt.

Beholdning av wolfram i ulike land

De største wolfram ressurser er i Russland, Canada og Kina. Forskere spår at i den hjemlige territorium ligger ca 943 000 tonn av dette metallet. Hvis vi tror disse estimatene, de aller fleste av reservene ligger i Sør-Sibir og det fjerne Østen. Svært lite er kjent ressurser brøkdel - det er bare ca 7%.

Med antall påviste forekomster av tungsten Russland er andre bare til Kina. De fleste av dem ligger i områder med Kabardino-Balkaria og Buryatia. Men i disse felter ikke produsert ren wolfram og dens malm også inneholdende molybden, gull, vismut, tellur, scandium, og andre stoffer. To tredjedeler av volumet av det resulterende wolfram utforsket kilder innkapslet i ildfaste malmer, hvor hoved volframosoderzhaschim mineralet er schee. Andelen legkoobogatimyh malm står for bare en tredjedel av produksjonen. Karakteristika for wolfram fremstilt i Russland er lavere enn i utlandet. Malmer inneholder en stor andel av wolfram trioksid. I Russland, svært få metall elveavsetninger. Tungsten sanden er også dårlig kvalitet med mye oksider.

Wolfram i økonomien

Global tungsten produksjonen begynte å vokse fra ca 2009, da jeg begynte å gjenopprette asiatisk industri. Den største produsent av wolfram er Kina. For eksempel, i 2013 andelen av produksjon i landet sto for 81% av verdens forsyning. Ca 12% av behovet for wolfram forbundet med produksjon av lysarmaturer. Ifølge eksperter, vil bruken av wolfram i dette området bli redusert under behandling med LED og lysrør i den hjemlige miljø og på arbeidsplassen.

Det antas at det vil være økende etterspørsel etter wolfram i produksjon av elektronisk utstyr. Høy slitestyrke av wolfram og dens evne til å opprettholde elektrisk kraft gjør dette det mest egnede metall for fremstilling av spenningsregulatorer. Men i forhold til etterspørselen er fortsatt ganske små, og det er anslått at innen 2018 vil det vokse med bare 2%. Men ifølge Forskere spår at i nær fremtid bør skje økt etterspørsel etter sementert karbid. Dette er på grunn av veksten av bilindustrien produksjon i USA, Kina, Europa, og en økning i gruveindustrien. Det antas at innen 2018, vil etterspørselen etter wolfram øke med 3,6%.