Волфрам - какво е това? Степента на окисление на волфрама. Области на приложение на волфрам

Волфрам - химичен елемент, чиято атомен номер е равен на 74. Това тежък метал от, при висока якост стомана сиво до бяло, което го прави лесно в много случаи необходими. Точка на топене е по-висока от тази на всеки друг метал, и поради това се използва като нишки в лампи с нажежаема жичка и нагревателни елементи в електрически пещи (например, цирконий-волфрам сплави). Chemistry елемент позволява неговото използване като катализатор. Extreme твърдост го прави подходящ за използване в "HSS", която дава възможност за намаляване на материали с по-висока скорост от въглеродна стомана, и свръхсплави. Волфрамов карбид елемент към въглеродния съединението е един от най-трудните вещества, известни и използвани за производство на смилане и въртящи инструменти. Волфрамати на калций и магнезий са широко използвани в флуоресцентни лампи, и волфрамови оксиди - на мастила и керамични глазури.

История на откриването

Предположението за съществуването на този елемент за първи път е предложено през 1779 от Петър Волф, когато той изследва минерални волфрам и стигна до заключението, че тя трябва да съдържа ново вещество. В 1781 Carl Wilhelm Scheele установено, че нова киселина може да бъде получена от tungstenita. Торбърн Шеле и Бергман препоръчва се помисли за получаване нов метал от намаляване на киселина, наречена tungstenovoy. През 1783, два братя, Хосе и Fausto Elguyar намерени в волфрам киселина, която е идентична с tungstenovoy. През същата година братята успели да изолират волфрам от това, с помощта на дървени въглища.

По време на Втората световна война, този химичен елемент изигра огромна роля. метал устойчивост на високи температури и екстремни еластичност волфрамови сплави, изработени важна суровина за военната индустрия. Воюващите страни оказват натиск върху Португалия, като основен източник на волфрам в Европа.

Да бъдеш в природата

Елементът се среща в природата волфрам (Fewo ₄ / MnWO _4), шеелит (CaWO _4), и Ferber Gyubnera. Важни депозити на тези минерали се намират в Съединените щати, в Калифорния и Колорадо, Боливия, Китай, Южна Корея, Русия и Португалия. Китай държи около 75% от световното производство на волфрам. Метални се получава чрез редукция на оксид с водород или въглерод.

Световните запаси се оценяват на 7 милиона тона се очаква, че 30% от тях -. Волфрам депозити и 70% - шеелит. По това време, тяхното развитие не е икономически изгодно. При сегашното ниво на потребление на тези резерви ще продължи само 140 години. Друг ценен източник на волфрама е скрап.

Основни функции

Волфрам - елемент, който е класифициран като преходен метал. Нейният символ W произлиза от латинската дума wolframium. В периодичната таблица, е в групата VI между тантал и рений.

Pure волфрам - твърд материал, чийто цвят варира от стомана-сиво до бяло калай. С натискането на метал става чуплива и трудно да се работи с него, но ако не го направят, може да се реже с ножовка. В допълнение, той може да е фалшифициран, сплескани и изтеглени.

Волфрам - химичен елемент, точката на топене, която е най-високата сред всички метали (3422 ° С). Също така тя има най-ниската парното налягане. Якост на опън при Т> 1650 ° С е също така най-голямата. Елементът е с висока устойчивост на корозия и е само малко по-податливи минерални киселини. При контакт с въздуха върху металната повърхност се образува защитен слой оксид, но напълно окислен волфрам при висока температура. Когато се добавят в малки количества, за да стоманата нейната твърдост рязко се увеличава.

изотопи

В природата волфрам се състои от пет радиоизотопи, но те имат толкова дълъг период на полуразпад, че те могат да се считат за стабилни. Всички те попадат на хафний-72 с емисия на алфа частици (хелиеви ядра съответстващи-4). Алфа разпад се наблюдава само в ¹⁸⁰ W, най-лесният и най-рядко от тези изотопи. Като цяло, 1 г естествен волфрам годишно настъпи два алфа-разпад на ¹⁸⁰ W.

Освен това, 27 описано волфрам изкуствени радиоактивни изотопи. Най-стабилните от тях е ¹⁸¹ W, с полуживот от 121.2 дни, ¹⁸⁵ W (75,1 дни), ¹⁸⁸ W (69,4 дни) и ¹⁷⁸ W (21,6 дни). Всички други изкуствени изотопи на полуживот е не повече от един ден, а повечето от тях - най-малко 8 минути. Волфрам има четири "метастабилни" състояние, най-стабилната - ^{179 м} W (6,4 мин).

връзки

химични съединения на волфрам окисление промени от 2 до 6, от които най-често е шест. Елементът обикновено влиза в контакт с кислород, образувайки жълто триоксид (WO _3), който е разтворим във водни алкални разтвори под формата на йони, волфрамат (WO ₄ ^2-).

приложение

Тъй като волфрам има много висока температура на топене и податлив (може да се направи в тел), се използва широко като нажежаема жичка и вакуумни тръби, както и в нагревателните елементи за електрически пещи. В допълнение, материалът може да издържи на екстремни условия. Един от известните приложения - заваряване с волфрамов електрод под защитен газ.

Изключително трудно волфрам - идеални съставни тежки оръжия сплави. Високата плътност се използва в тегло проблем противотежестите и баластни килове за яхти, както и стрели (80-97%). Висока скорост на стомана, която може да намали материал при по-високи скорости от въглерод, съдържа до 18% от веществото. лопатките на турбината, износоустойчива части и покрития, използвани "суперсплави", съдържащи волфрам. Този топлоустойчиви сплави покрития, които работят при повишени температури.

Термично разширение на химичен елемент като боросиликатно стъкло, така че се използва за производство на стъкло към метал уплътнение. Композитни материали, съдържащи волфрам - един чудесен заместител на оловото в куршуми и изстрел. В сплави на никел, желязо или кобалт, тя е направена черупки ударни. Както куршум да удари целта с помощта на своята кинетична енергия. В интегрални схеми на волфрам съединение, за да транзистори. Някои видове струни за музикални инструменти, изработени от нажежаема жичка.

Използването на съединенията

Изключителната твърдост на волфрамов карбид (W ₂ C, WC), че най-често срещаният материал за фрезоване и струговане прави. Той се използва в металургията, минно дело, нефтени промишленост и строителството. Волфрамов карбид се използва също и в създаването на бижута, тъй като тя е хипоалергичен и не са склонни да губят блясъка си.

От неговите окиси направи черешката. Волфрам "бронз" (така наречените, защото на цвят оксиди) се използват в бои. волфрамати на калций и магнезий, използвани в флуоресцентни лампи. Волфрамат кристал сцинтилационен детектор се използва в ядрената медицина и физика. Солите се използват в химическата промишленост и кожарската промишленост. Волфрам дисулфид е висока температура смазващо вещество, могат да издържат на 500 ° С Някои от съединенията, съдържащи волфрам, се използват като катализатори в химията.

свойства

Основните физичните свойства на W, както следва:

• Атомния номер на 74.
• Атомно тегло: 183.85.
• Точка на топене: 3410 ° С
• Точка на кипене: 5660 ° С
• Тегло: 19,3 грама / cm ³ при 20 ° С
• окисление на 2, 3, 4, 5, 6.
• Електронна конфигурация: [Хе] 4 г е ^{14 май 04 юни} и ^2.