Tungsteno – che cosa è questo? Il grado di ossidazione del tungsteno. Campi di applicazione di tungsteno

Tungsten – elemento chimico il cui numero atomico è pari a 74. Questo metallo pesante da, in cui ad alta resistenza grigio acciaio al bianco, che rende più facile in molti casi indispensabili. Punto di fusione è superiore a quella di qualsiasi altro metallo, e quindi è utilizzato come filamenti nelle lampade e elementi riscaldanti in forni elettrici (ad esempio, in lega di zirconio-tungsteno). chimica elemento permette il suo impiego come catalizzatore. estrema durezza lo rende adatto per l'uso in "HSS", che permette di tagliare materiali con una velocità maggiore rispetto all'acciaio al carbonio, e superleghe. Carburo di tungsteno elemento al composto di carbonio è una delle sostanze più dure noti e utilizzati per la produzione di fresatura e tornitura. Wolframati di calcio e magnesio sono ampiamente utilizzati nelle lampade fluorescenti, e ossidi di tungsteno – in inchiostri e smalti ceramici.

La storia della scoperta

L'ipotesi dell'esistenza di questo elemento è stata suggerita nel 1779 da Peter Wolf, quando ha esplorato wolframite minerale e ha concluso che deve contenere una nuova sostanza. Nel 1781 Carl Wilhelm Scheele accertato che un nuovo acido potrebbe essere ottenuto da tungstenita. Thorburn Scheele e Bergman hanno suggerito di prendere in considerazione ottenere nuovo metallo per riduzione dell'acido, chiamato tungstenovoy. Nel 1783, due fratelli, Jose e Fausto Elguyar trovati in acido tungsteno, identico a tungstenovoy. Nello stesso anno i fratelli riuscirono a isolare tungsteno da esso, utilizzando il carbone.

Durante la seconda guerra mondiale, questo elemento chimico ha giocato un ruolo enorme. metallo di resistenza alle alte temperature, e leghe di tungsteno tenacità estreme fatti importanti materie prime per l'industria militare. parti in guerra messo pressione sul Portogallo come la principale fonte di wolframite in Europa.

Essere in natura

L'elemento si presenta in natura wolframite (FeWO ₄ / MnWO _4), scheelite (Cawo _4), e Ferber Gyubnera. depositi importanti di questi minerali si trovano negli Stati Uniti, in California e Colorado, Bolivia, Cina, Corea del Sud, Russia e Portogallo. Cina detiene circa il 75% della produzione mondiale di tungsteno. Metallo viene ottenuto riducendo un ossido con idrogeno o di carbonio.

Le riserve mondiali sono stimate a 7 milioni di tonnellate si prevede che il 30% di loro -. depositi wolframite e il 70% – scheelite. In questo momento, il loro sviluppo non è economicamente vantaggioso. A livelli di consumo attuali queste riserve dureranno solo 140 anni. Un'altra fonte importante di tungsteno è rottami metallici.

Caratteristiche principali

Tungsten – elemento, che è classificato come un metallo di transizione. Il suo simbolo W deriva dalla parola latina wolframium. Nella tavola periodica, è nel gruppo VI tra tantalio e renio.

Tungsteno puro – un materiale solido, il cui colore varia dal grigio acciaio a tin bianco. Con il tocco di metallo diventa fragile e difficile da lavorare con lui, ma se non lo fanno, può essere tagliato con un seghetto. Inoltre, può essere forgiato, laminato e tirato fuori.

Tungsten – elemento chimico, il punto di fusione che è il più alto tra tutti i metalli (3422 ° C). Inoltre ha la pressione di vapore più bassa. resistenza alla trazione a T> 1650 ° C è anche il più grande. L'elemento è altamente resistente alla corrosione ed è solo leggermente acidi minerali sensibili. A contatto con l'aria sulla superficie metallica è formato uno strato di ossido protettivo, ma completamente ossidato tungsteno ad alta temperatura. Quando aggiunto in piccole quantità all'acciaio sua durezza aumenta bruscamente.

isotopi

In natura tungsteno si compone di cinque radioisotopi, ma hanno un tale lunga emivita, che possono essere considerate stabili. Tutti rientrano sull'afnio-72 con emissione di particelle alfa (nuclei di elio corrispondente-4). Decadimento alfa si osserva solo ¹⁸⁰ W, il più semplice e più rara di questi isotopi. In media, 1 g di tungsteno naturale all'anno verificarsi due decadimento alfa di ¹⁸⁰ W.

Inoltre, 27 descrissero tungsteno isotopi radioattivi artificiali. Il più stabile di questi è ¹⁸¹ W con un'emivita di 121,2 giorni, ¹⁸⁵ W (75,1 giorni), ¹⁸⁸ W (69,4 giorni) e ¹⁷⁸ W (21,6 giorni). Tutti gli altri isotopi artificiali di emivita non è più di un giorno, e la maggior parte di loro – almeno 8 minuti. Tungsteno ha anche quattro stato "metastabile", il più stabile – ^179m W (6,4 min).

connessioni

I composti chimici di tungsteno numero di ossidazione passa da 2 a 6, di cui il più comune è sei. L'elemento tipicamente viene a contatto con l'ossigeno, formando triossido giallo (WO _3), che è solubile in soluzioni alcaline acquose in forma di ioni tungstato, (WO ₄ ^2-).

applicazione

Poiché tungsteno ha una temperatura molto elevata fusione e duttile (può essere disegnato in filo), è ampiamente utilizzato come lampade a incandescenza ed tubi a vuoto, nonché negli elementi riscaldanti di forni elettrici. Inoltre, il materiale può sopportare condizioni estreme. Una delle applicazioni note it – saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno con gas di protezione.

Estremamente duro di tungsteno – componenti leghe di armi pesanti ideali. L'alta densità è utilizzato nel problema di pesatura, contrappesi e chiglie zavorra per yacht, nonché freccette (80-97%). acciaio rapido, che può tagliare il materiale a velocità superiori rispetto carbonio, contiene fino al 18% della sostanza. Le pale della turbina, parti e rivestimenti resistenti all'usura usati "superleghe" contenenti tungsteno. Questo termoresistenti rivestimenti leghe che operano a temperature elevate.

dilatazione termica dell'elemento chimico come vetro borosilicato, quindi è utilizzato per la fabbricazione di tenuta vetro-metallo. Compositi contenenti tungsteno – un ottimo sostituto per il piombo proiettili e colpo. In leghe di nichel, ferro o cobalto, è fatta conchiglie percussione. Come un proiettile per colpire un bersaglio con la sua energia cinetica. Nei circuiti integrati del composto di tungsteno per fare transistor. Alcuni tipi di corde per strumenti musicali fatti di filo di tungsteno.

L'uso di composti

La durezza eccezionale di carburo di tungsteno (W ₂ C, WC) rende il materiale più comune per fresatura e tornitura. È utilizzato in metallurgia, estrazione, il petrolio e costruzione. Carburo di tungsteno è utilizzato anche nella creazione di gioielli in quanto è ipoallergenico e non tende a perdere la loro lucentezza.

Dalle sue ossidi di rendere la glassa. Tungsteno "bronzo" (così chiamato perché degli ossidi di colore) vengono utilizzati nelle vernici. wolframati di calcio e magnesio utilizzati nelle lampade fluorescenti. rivelatore a cristalli di scintillazione tungstato è utilizzato in medicina nucleare e fisica. I sali sono utilizzati nell'industria chimica e l'industria del cuoio. Tungsteno disolfuro è un lubrificante ad alta temperatura, in grado di sopportare 500 ° C. Alcuni dei composti contenenti tungsteno, vengono utilizzati come catalizzatori in chimica.

proprietà

Le proprietà fisiche di base W come segue:

• Il numero atomico del 74.
• peso atomico: 183.85.
• Punto di fusione: 3410 ° C.
• Punto di ebollizione: 5660 ° C.
• Peso: 19,3 g / cm ³ a 20 ° C.
• stato di ossidazione +2, +3, +4, +5, +6.
• Configurazione elettronica: [Xe] 4 d F ^{14 Maggio Giugno 4} s ^2.