Volfram - mis see on? Oksüdeerimise määra volframi. Kasutusalad volframit

Volfram - keemiline element, mille aatomnumber on võrdne 74. See raskemetalli alates, kusjuures kõrgtugevast terasest-hall valgele, mis lihtsustab paljudel juhtudel hädavajalik. Sulamistemperatuur on kõrgem kui mis tahes muu metall, mistõttu kasutatakse seda niidikiust hõõglampide ja küttekeha elektrisulatusahjudega (näiteks tsirkooni-volframi sulam). Keemia element võimaldab selle kasutamist katalüsaatorina. Extreme kõvadus muudab sobivad kasutamiseks "HSS", mis võimaldab lõigata materjale suurema kiirusega kui süsinikterasest ja supersulamite. Volframkarbiidist elemendi süsiniku ühend on üks raskemaid aineid tuntud ja tootmiseks kasutatavad jahvatamise ja keerates tööriistu. Volframaadid kaltsiumi ja magneesiumi kasutatakse laialdaselt luminofoorlampide ja volframi oksiidid - into tindid ja Glasuur.

Ajalugu avastus

Eeldus, et on olemas see element pakkus esimesena välja 1779 Peter Wolf, kui ta uurida maavarade wolframite ja järeldas, et see peab sisaldama uus aine. 1781. aastal Carl Wilhelm Scheele tuvastas, et uus hape võib olla saadud tungstenita. Thorburn Scheele ja Bergman soovituslikke kaaluda saada uus metalli happe taandamisega, mida nimetatakse tungstenovoy. 1783. kaks venda, Jose ja Fausto Elguyar leitud volframi hape, mis oli identne tungstenovoy. Samal aastal vennad õnnestunud isoleerida volfram see, kasutades süsi.

Ajal Teist maailmasõda, seda keemilist elementi on mänginud suurt rolli. Metallist resistentsus ja kõrgetel temperatuuridel, ja äärmise sitkus volframi sulameid tehtud oluline tooraine sõjatööstuse. Sõdivaid pooli survet Portugal peamise allikana wolframite Euroopas.

Olles loomult

Element esineb looduses wolframite (Fewo ₄ / MnWO _4), Scheelite (CaWO _{4) ja} Ferberiga Gyubnera. Tähtis hoiused nende mineraalide leidub USA California ja Colorado, Boliivia, Hiina, Lõuna-Korea, Venemaa ja Portugal. Hiina omab umbes 75% maailma toodangust volframit. Metal saadakse vähendades oksiid- vesinikuga või süsinik.

Maailma reserve hinnanguliselt 7 miljonit tonni eeldatakse, et 30% neist -. Wolframite hoiused ja 70% - Scheelite. Sel ajal, nende areng ei ole majanduslikult soodsaim. Praeguse tarbimise tase nende reservide kestab ainult 140 aastat. Teine väärtuslik allikas volframi on vanametalli.

Key Features

Volfram - element, mis on klassifitseeritud siirdemetall. Tema sümbol W on tuletatud ladina sõnast Wolframium. Perioodilisuse tabeli, see on VI rühma vahel tantaali ja reeniumi.

Pure volfram - tahke aine, mille värvus muutub terase-hall Valge tina. Mis ühendust metallist muutub rabedaks ja raske töötada koos temaga, aga kui nad seda ei tee, siis saab lõigata rauasaag. Lisaks võib olla võltsitud, valtsitud ja juhitakse tähelepanu.

Volfram - keemiline element, sulamistemperatuuri, mis on kõrgeim kõigi metallide (3422 ° C). Samuti on madalaim aururõhk. Tõmbetugevusega vähemalt T> 1650 ° C on ka suurim. Element on ülimalt korrosioonikindlad ja on vaid pisut vastuvõtlike mineraalhapetega. Kokkupuutel õhuga metalli pinnale kaitsva oksiidikihi moodustub, kuid täiesti oksüdeerunud volframi kõrgel temperatuuril. Kui lisada väikestes kogustes terase selle kõvadus suureneb järsult.

isotoobid

Looduses volframi koosneb viiest radioaktiivsed isotoobid, kuid neil on nii pika poolestusajaga, et neid saab pidada stabiilseks. Kõik nad langevad hafniumit-72 emisioonil alfaosakestega (heeliumituumadest vastava-4). Alfalagunemine täheldatakse ainult ¹⁸⁰ W, kõige lihtsam ja haruldaste nende isotoopide. Keskmiselt 1 g loodusliku volframi aastas esineda kahe alfalagunemine ¹⁸⁰ W.

Lisaks 27 kirjeldatud volfram tehislikud radioaktiivsed isotoobid. Kõige stabiilsem neist on ¹⁸¹ W poolestusaeg 121,2 päeva, ¹⁸⁵ W (75,1 päeva), ¹⁸⁸ W (69,4 päeva) ja ¹⁷⁸ W (21,6 päeva). Kõik muud kunstlikud isotoobid poolväärtusaeg on mitte rohkem kui üks päev, ja enamik neist - vähemalt 8 minutit. Volfram on ka neli "metastabiilne" olekus, kõige stabiilsem - ^179m W (6,4 min).

sidemed

Keemilisi ühendeid volframi oksüdatsiooniaste muudatusi 2-6, millest kõige levinum on kuue. Element tavaliselt satub kontakti hapnik, moodustades kollase trioksiidi (WO _3), mis lahustub aluseliste vesilahuste kujul ioonid, tungstate (WO ₄ ^2-).

taotlus

Kuna volframi on väga kõrge sulamistemperatuuriga ja plastiline (saab tõmmata traati), on laialt kasutatav hõõglambid ja vaakumseadistelt samuti kütteelementide electric ahjud. Lisaks materjali talub äärmuslikes tingimustes. Üks tema tuntud rakendusi - Kaarkeevitusseadmete koos volframelektrood kaitsegaasi-.

Äärmiselt raske volframi - ideaalne komponent raskerelvade sulamid. Kõrge tihedusega kasutatakse kaaluga probleem, vastukaal ja ballast keels jahtidele, samuti nooled (80-97%). Kiirlõiketerasest, mis võib lõigata materjali suurematel kiirustel kui süsiniku, sisaldab kuni 18% ainest. Turbiini labad, kulumiskindel osad ja katted kasutatud "supersulamite" sisaldas volframi. See kuumuskindel Katted sulamid, mis töötavad kõrgematel temperatuuridel.

Soojuspaisumise keemilise elemendi nagu borosilikaatklaas, mistõttu kasutatakse klaasi valmistamisel-metalli tihendiga. Composites sisaldavad volframi - suurepärane aseaine juhtima täppe ja lasti maha. Sulamites nikkel, raud või koobalt, see on valmistatud kestad löökpillid. Nagu kuuli tabanud sihtmärgi kasutades oma kineetilise energia. Integraallülituste volframi ühend teha transistorid. Teatud tüüpi stringid muusikariistad valmistatud volframist traadi.

Ühendite kasutamist

Erandlikku kõvaduse volframkarbiidi _(W2 C, WC) muudab selle kõige levinum materjal jahvatamise ja keerates tööriistu. Seda kasutatakse metallurgias, kaevandamine, nafta ja ehitustööstuses. Volframkarbiid kasutatakse ka luua ehteid, sest see on allergia ja ei kipu kaotada oma sära.

Alates selle oksiidid teha jäätumise. Volfram "pronksi" (nn sest värv oksiidid) kasutatakse värvide. volframaate kaltsiumi ja magneesiumi kasutatakse luminofoorlambid. Tungstate kristalli stsintillatsiooniloendiga kasutatakse nukleaarmeditsiinis ja füüsika. Soolad kasutatakse keemiatööstuses ja nahatööstus. Volfram disulfiidiga on kõrgel temperatuuril määrdeainet, talub 500 ° C. Mõned ühendid, mis sisaldavad volframi, kasutatakse katalüsaatoritena keemias.

omadused

Aluselised füüsikalisi omadusi W järgmiselt:

• Aatomnumbrile 74.
• Aatommass: 183,85.
• Sulamistemperatuur: 3410 ° C.
• Keemistemperatuur: 5660 ° C.
• Kaal: 19,3 g / ^cm3 temperatuuril 20 ° C.
• oksüdatsiooniastmega +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektrooniline konfiguratsiooni: [Xe] 4 d f ^{14. mai juuni 4} s ^2.