València de tungstè. Propietats i aplicació de tungstè

Més articles li permetrà familiaritzar-se amb els físics i químics propietats de tungstè, veure els detalls de la seva estada a la natura, el lloc de producció, l'obertura de la història, i molt més.

Tungstè (W)

Tungstè - és un element de la taula periòdica de Mendeleiev 74a té nombre atòmic correspon al caràcter W. Amèrica En les condicions habituals té un color gris-plata, brillant, dur. De tot el metall de tungstè és el més refractari. Més gran que el de W, el punt de només el no metall de fusió - carboni. Té una alta resistència química. Valence de tungstè - variable.

Història del descobriment

químic suec Carl Wilhelm Scheele en 1781, que participen en el processament d'àcid nítric scheelita, podria produir triòxid de tungstè - groc "pedra pesada". Dos anys més tard, ja en el 1783-m, dos germans Eluard, els químics originària d'Espanya, el públic va ser informat que podien obtenir de nou metall i òxid de wolframi - tungstè.

Modern Estats Units, França i Gran Bretanya van utilitzar el nom de tungstè de tungstè, que es tradueix del suec com "pedra pesada". Originalment, la paraula significava wolframita mineral wolframium. Després va passar al propi metall.

El tungstè en la naturalesa

Segons els càlculs Vinogradova, escorça nombre Clarke de tungstè de la terra és d'aproximadament 1,3 g / t. El contingut mitjà dels rangs de roques de la muntanya, r / t: roques àcides - 1,9, mitja - 1,2, el bàsic - 0,7 ultrabásico - 0,1.

Les majors reserves d'aquest metall es concentra a la Xina, els EUA, Canadà i Kazakhstan, països com Bolívia, Portugal, Uzbekistan, Rússia i Corea del Sud tenen una petita en comparació amb les poblacions dels Estats abans esmentats. L'any produeix al voltant de 49-50 milions de tones, de les quals 41 produïdes per la Xina, la participació de Rússia correspon a 3,5 tones, Kazakhstan - 0,7, i Austràlia - 0,5 tones.

En la indústria, se li va donar el paper principal per wolframita i scheelita. Minerals wolframita concentren sovint en roques granítiques i la seva concentració mitjana correspon a una o dos per cent. La majoria dels països productors d'exportació de tungstè. . El preu d'aquest metall és bastant alta i pot variar depenent de la marca i el tipus en el qual es ven (2.172-6.250.560 rub.). Els principals exportadors de tungstè considerats Regne Unit, la Xina i Austràlia. Importats en grans quantitats Estats Units, Alemanya, Anglaterra i Japó.

Mètodes per a la preparació

Preparació de tungstè - un procés que consta de diversos passos incrementals. Primer triòxid aïllat WO ₃ de concentrats de mineral amb el procés de recuperació després d'anar a la pols de metall amb hidrogen sota condicions de l'entorn de 700 ° C. A causa de la millor manera extremadament alt punt de fusió per aconseguir aquest metall són mitjans de la metal·lúrgia de la pols. En el primer pas es prem la pols de tungstè, després es col · loca en una atmosfera d'hidrogen i es sinteriza sota condicions d'aproximadament 1200-1300 ° C. A més sotmès al corrent elèctric i la temperatura d'escalfament es destil·la a tres mil graus, aquest procés va acompanyat de la sinterització, i el metall es converteix en un monòlit. preparació subsegüent tungstè i la seva purificació a partir dels materials monolítics resultants es produeixen en condicions de fusió per zones. No obstant això, la pols de tungstè - aquest no és l'única forma de preparació que metall. En la preparació de W de la piròlisi de clorurs es pot obtenir ja en forma metàl·lica, però no en un compacte i pols.

característiques de qualitat química

El tungstè és la valència del caràcter variable de dos a sis. La forma més estable triga al sisè valència. formes di- i trivalents dels compostos són inestables i no tenen un significat especial, en la pràctica no s'utilitza. El tungstè és molt resistent a la corrosió dels metalls. Temperatura de l'habitació li permet mantenir una posició constant sense estar subjecte a la corrosió; arriba a la temperatura d'incandescència comença a oxidar-se, la formació d'un òxid de tungstè (VI). És el segon d'una sèrie d'estrès i el cost darrere d'hidrogen. Pràcticament insoluble en fluorhídric i àcid sulfúric diluït. L'àcid nítric i el procés d'oxidació de la superfície causa aigua règia. La dissolució de peròxid d'hidrogen possible.

Una barreja d'àcid fluorhídric i nítric dissol tungstè així:

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

En presència d'oxidants es poden fer reaccionar amb un àlcali fos:

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

Els exemples anteriors reaccions transcorren molt lentament, però en arribar al nivell de 400 ° C i de tungstè acte-escalfament del procés de reacció és accelerada, formant al mateix temps una gran quantitat de calor. Les reaccions que impliquen la demanda d'oxigen aconseguir la marca de 500 ° C, a metall només va començar a escalfar-se.

Dissoldre en una barreja d'àcids fluorhídric i nítric condueix a la formació d'àcid geksaftorvolframovoy - H ₂ [WF _6]. De tots els compostos de tungstè coneguts es consideren més important triòxid d'anhídrid de tungstè o tungstè, tungstat, un compost peroxi amb Em ₂ WO _X, una substància derivada de S, C, i de grup halogen elements.

Les propietats d'una naturalesa física

El tungstè és un metall brillant de color gris clar. temperatura de tungstè durant la fusió i d'ebullició arriba a les elevacions més altes Celsius en comparació amb altres metalls. S'especula que seaborgi té encara més grans punts de fusió i ebullició de rendiment, però a causa del fet que "viu" és molt petit, és impossible dir amb certesa, ja que no s'ha demostrat experimentalment. Tungstè comença a fondre a 3695 K, mentre que bullint, aconseguint 5,828 densitat K. W Net és a prop d'or - 19,25 grams per centímetre cúbic. Que es caracteritza per qualitats paramagnètiques. D'acord amb els paràmetres de mesurament duresa Brinell és de 488 kg / ^mm2. En vint graus Celsius té una resistivitat de 55 × 10 ^-9 Ohm * m, però en les condicions de temperatura de 2700 ° C índex de resistivitat augmenta fins 904 x 10 ^-9 Ohm * m. El so reflectit de tungstè es mou a una velocitat de 4.290 m / c.

Un dels metalls pesats amb alta duresa i punt d'enorme tungstè considerada de fusió. Les propietats que li són inherents, determinen el seu valor en el mercat mundial i permeten un ampli ús. La capacitat per suportar temperatures més altes permet gran tungstè ús a gran escala. Filferro, làmines i molts més li permeten crear mecanismes que serveixen a molts, molts anys. Externament similar al platí. En l'estat pur quan s'escalfa a 1600 ° C bé pot ser forjada.

L'ús de metall pur

El mètode bàsic de la utilització de tungstè - la base com a material refractari en la indústria metal·lúrgica.

propietats plàstiques i refractaris - això és el que es coneix per al tungstè. Filferro d'aquest metall és indispensable en els productes destinats a la il·luminació. tubs d'imatge i altres tubs amb un buit és també àmpliament utilitzat W.

Argó soldadura d'arc no pot prescindir dels elèctrodes fabricats amb tungstè. forn de resistència de buit també l'utilitzen com un element d'escalfament, i aquest aliatge de metall s'utilitza com el termoparell reni.

L'alta densitat permet utilitzar-lo com una base per a l'aliatge de tipus pesat utilitzat com un contrapès per al sabot nucli dur i el projectil d'artilleria sagitals, nucli per a munició perforant i fins i tot gyro estabilització del vol del míssil balístic.

Tungstè pot servir com un excel·lent mitjà de tipus ionitzant de radiació. Encara que té una densitat més alta i, especialment quan es compara amb el cable convencional, en pes d'un nivell igual proporcionar roba de protecció o equip situat amb el seu ús més fàcil. propietats infusibilidad i duresa compliquen el processament, i per tant en aquests casos sovint són aliatges de tungstè i níquel, així com ferro, coure i altres metalls.

En la indústria per crear una varietat de productes sòlids utilitzant tungstè. Full, pols de tungstè, i un plançó d'elèctrodes - una de les formes més comunes de sortida de W.

Ús dels compostos

Mecanitzat de diversos metalls, així com els materials que componen la naturalesa no metàl·lica d'obres d'enginyeria, perforació i procés de mineria utilitzant aliatges forts i materials del tipus de compostos a base de carbur de tungstè, una barreja de carbur de titani, carbur de tàntal i carbur de tungstè. Segells de tungstè d'aquestes matèries es divideixen en T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, i VK6 VK4. Segells grup TT només s'utilitza per a condicions de mecanitzat molt difícils en una major complexitat. Un primer exemple pot servir com un procés de xoc perforador de perforació rotatòria o material durador fabricació de forja d'acer amb alta resistència a la calor. W s'utilitza com a element d'aliatge per a acer i aliatges a força de ferro. acer "alta velocitat" amb lletres etiqueta que comença amb P, més del 90% de la quota comprèn tungstè.

A vegades diferents compostos de tungstè s'utilitzen com a catalitzadors o pigments, lubricant d'alta temperatura per a la transició de l'energia tèrmica en forma elèctrica.

Tungstè i la biologia

Tungstè metàl·lic no es considera significativa en biologia, però alguns bacteris i arqueges com a part de les seves enzims tenen aquest component, que està en el lloc actiu. fonts Aproximadament profundes tipus hidrotermal arqueobacteris visc-hyperthermophiles, es consideren dependents de tungstè obligately. La presència d'aquest metall en la composició enzimàtica és considerat com una relíquia del període Arcaic d'hora, en altres paraules, es pot permetre el luxe d'assumir que l'aparició primerenca de la vida a la terra es va dur a terme amb la participació de W.

A mesura que la part predominant d'altres metalls, pols de tungstè causa irritació dels òrgans respiratoris.

formularis isòtops

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungstè origen natural comprèn una barreja de cinc formes diferents d'isòtops, a saber: ¹⁸⁰ W (0,135% en pes.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) i ¹⁸⁶ W (28,41%). València variable de tungstè, i sempre es correspon amb el nombre de 2 a 6, en qualsevol forma de l'isòtop.

En 2016 ja se sabia trenta-sis formes artificials fetes per l'home de radionúclids de tungstè identificat amb nombres de massa 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Obrir tungstè radioactivitat d'origen natural va ser el 2003, però la seva taxa és extremadament baixa, que correspon a aproximadament 2 desintegracions per gram per any, i la condició d'aquest decaïment és de metall α-activitat.

en conclusió

La major part del metall refractari existent es tungstè. Propietats inherents, ens permeten trobar un lloc en una àmplia gamma d'activitats humanes industrials, des de l'enginyeria i acabant amb la protecció contra la radiació. Metàl·lica es va obrir aproximadament el doble, dos anys de diferència, però tampoc Scheele, ni germans Eluard en realitat no pretén mèrit en honor del seu descobriment. La valència del tungstè és variable i té un valor de dos a sis, però, com es va discutir anteriorment, la forma més estable té sis valència. És molt resistent a la corrosió, pot reaccionar amb un àlcali i es va dissoldre en una barreja d'àcids fluorhídric i nítric.

Segells de tungstè dividides en un gran nombre d'espècies d'acord amb el mètode d'execució, la forma en què el metall, i el seu camp d'aplicació. Hi ha moltes formes de la seva isòtop, i l'element en la naturalesa està mal indicades propietats radioactives i molt lentament es desintegra. La base per a una pluralitat de parts i peces de recanvi, una àmplia gamma de dispositius i equips utilitzats per l'home, és de tungstè. Fins i tot preu per quilogram de metall és bastant alt, però no obstant això no redueix la demanda de la mateixa, per la seva qualitat correspon al valor que va demanar.