Volframas - kas tai? Oksidacijos volframo laipsnį. Taikymo sritys volframo

Volframo - cheminis elementas, kurio atominis skaičius yra lygus 74. Šis sunkiųjų metalų iš, kur didelio stiprumo plieno-pilkos iki baltos spalvos, kuris leidžia lengvai daugeliu atvejų būtinas. Lydymosi jis yra didesnis nei bet kurios kitos metalo, ir todėl jis yra naudojamas kaip gijų į kaitinamosios lempos ir šildymo elementai elektrinėse krosnyse (pvz, cirkonio-volframo lydinio). Chemija elementas leidžia jį naudoti kaip katalizatorius. Ekstremalus kietumas todėl tinka naudoti "HSS", kuri leidžia sumažinti medžiagos su didesniu greičiu nei anglies plieno, ir ypač atsparių. Volframo karbidas elementas prie anglies junginio yra viena iš sudėtingiausių medžiagų, žinomų ir naudojamų gamybai frezavimo ir tekinimo įrankių. Volframatus kalcio ir magnio yra plačiai naudojami liuminescencinių lempų, ir volframo oksidai - į dažų ir glazūra.

Istorija atradimas

Iš šio elemento egzistavimo prielaida pirmą kartą buvo pasiūlyta 1779 Peter Wolf, kai jis tyrinėjo mineralinio Wolframite ir nusprendė, kad jis turi būti nauja medžiaga. 1781 Carl Wilhelm Scheele nustatyta, kad nauja rūgšties galima gauti iš tungstenita. Thorburn Scheele ir Bergmanas pasiūlė apsvarstyti gauti naują metalo sumažinti rūgšties, vadinamos tungstenovoy. 1783, du broliai, Jose Fausto Elguyar rasti volframo rūgšties, kuri buvo identiška tungstenovoy. Tais pačiais metais broliai pavyko izoliuoti volframo iš jo, naudojant anglį.

Per Antrąjį pasaulinį karą šis cheminis elementas suvaidino didžiulį vaidmenį. Atsparumas metalo aukštai temperatūrai, ir ekstremalių Tąsumo volframo lydiniai padarė svarbią žaliavą karinės pramonės. Kariaujančios šalys spaudimą Portugalijai kaip pagrindinį šaltinį Wolframite Europoje.

Būdamas gamtoje

Elementas įvyksta gamtos Wolframite (Fewo ₄ / MnWO _4), Scheelite (CaWO _4), ir Ferber Gyubnera. Svarbūs indėliai šių mineralų randama JAV Kalifornijoje ir Kolorado, Bolivija, Kinija, Pietų Korėja, Rusija ir Portugalija. Kinija turi apie 75% pasaulinės gamybos volframo. Metalas yra gaunamas redukuojant vandeniliu arba anglies oksido.

Pasaulio rezervai maždaug 7 milijonų tonų tikimasi, kad 30% iš jų -. Wolframite indėliai ir 70% - Scheelite. Šiuo metu, jų kūrimas yra ekonomiškai naudingiausias. Veikusiomis suvartojimo lygius šie rezervai truks tik 140 metų. Kitas vertingas šaltinis volframo yra metalo laužas.

Pagrindinės funkcijos

Volframo - elementas, kuris yra klasifikuojami kaip pereinamuoju metalu. Jo simbolis W yra kilęs iš lotyniško žodžio Wolframium. Į periodinės lentelės, ji yra VI grupės tarp tantalo ir renio.

Gryno volframo - tai kieta medžiaga, kurios spalva skiriasi nuo plieno-pilka balta skarda. Su metalo touch tampa trapūs ir sunku su juo dirbti, bet jei ne, tai gali būti sumažinti su metalo pjūklas. Be to, ji gali būti suklastotas, valcavimo ir ištraukti.

Volframo - cheminis elementas, lydymosi temperatūra, kuri yra didžiausias tarp visų metalo (3422 ° C). Taip pat ji turi mažiausią garų slėgis. Tempiamasis stipris ne mažesnis T> 1650 ° C, taip pat yra didžiausia. Elementas yra labai atspari korozijai ir yra tik šiek tiek jautrios mineralinių rūgščių. Nuo kontakto su oru ant metalinio paviršiaus apsauginis oksido sluoksnis yra suformuotas, tačiau visiškai oksiduoti volframas aukštoje temperatūroje. Sudėjus nedideliais kiekiais į plieno kietumas padidėja smarkiai.

izotopai

Pobūdžio volframo susideda iš penkių radioaktyviųjų izotopų, bet jie turi tokį ilgą pusinės, kad jie gali būti laikoma stabilios. Visi iš jų patenka ant hafnio-72 su alfa dalelių kiekiu (helio branduoliai, atitinkantis-4). Alfa skilimas stebimas tik ¹⁸⁰ W, lengviausias ir labiausiai retas šių izotopų. Vidutiniškai pasitaiko 1 g natūralaus volframo per metus du alfa skilimas ¹⁸⁰ W.

Be to, 27 aprašyta volframo dirbtinių radioaktyviųjų izotopų. Labiausiai stabili iš jų yra ¹⁸¹ W produktą su puse gyvenimo 121,2 dienų, ¹⁸⁵ W (75,1 dienų), ¹⁸⁸ W (69,4 dienų) ir ¹⁷⁸ W (21,6 dienų). Visi kiti dirbtiniai izotopai, kurių pusėjimo trukmė yra ne daugiau nei vieną dieną, ir dauguma iš jų - ne mažiau kaip 8 min. Volframo taip pat turi keturis "metastabilios" būklę, labiausiai stabili - ^179m W (6,4 min).

jungtys

Cheminiai junginiai, volframo oksidacijos laipsnis pokyčių nuo 2 iki 6, iš kurių dažniausiai yra šešių. Elementas paprastai ateina į kontaktą su deguonimi, formavimo geltona trioksidas (WO _3), kuris yra tirpus vandeniniuose šarminiais tirpalais į jonų, volframato (WO ₄ ^{2-) forma.}

taikymas

Nes volframo turi labai aukštą lydymosi temperatūrą ir kalaus (gali būti įtraukiamas į vielos), ji yra plačiai naudojamas kaip volframines lemputes ir dulkių vamzdžių, taip pat kaip ir šildymo elementų elektrinėse krosnyse. Be to, ši medžiaga gali atlaikyti ekstremalias sąlygas. Vienas iš jo žinomų programų - lankinio suvirinimo volframo elektrodu po apsauginiu dujų.

Labai sunku volframo - idealus komponentas sunkiųjų ginklų lydiniai. Aukšto tankio yra naudojamas svėrimo problemų, atsvarais ir balasto kilį jachtų, taip pat smiginis (80-97%). Didelio greičio plieno, kuris gali sumažinti medžiagą dideliu greičiu nei anglies, yra iki 18% medžiagos. Turbinos mentes, nusidėvėjimui atsparios dalys ir dangos naudojamas "Ypač atsparūs lydiniai", kuriuose yra volframas. Šis karščiui atsparių dangos lydiniai, kurie veikia esant aukštesnei temperatūrai.

Šiluminio plėtimosi cheminio elemento kaip boro silikatinio stiklo, todėl yra naudojamas stiklo-to-metalo plomba gamybai. Kompozitai sudėtyje yra volframo - puiki pakaitalą švino kulkų ir fotografiją. Į lydinių nikelio, geležies arba kobalto, jis yra pagamintas lukštai perkusija. Kaip kulka hit tikslą naudojant savo kinetinę energiją. Be integrinių grandynų volframo junginio padaryti tranzistorių. Kai kurie muzikos instrumentų stygas, pagaminti iš volframo vielos tipai.

Iš junginių naudojimas

Išskirtinė kietumas volframo karbido (W ₂ C, WC), todėl labiausiai paplitusi medžiaga frezavimo ir tekinimo įrankiai. Jis naudojamas metalurgijoje, kasybos, naftos ir statybos pramonei. Volframo karbidas taip pat naudojamas kuriant papuošalus, nes ji yra hipoalergicznych ir nėra linkę prarasti savo blizgesį.

Nuo jos oksidų padaryti apledėjimo. Volframas "bronzos" (taip vadinamas todėl, spalvos oksidų) yra naudojami dažai. volframatus kalcio ir magnio naudojami liuminescencinių lempų. Volframatas kristalų scintiliacijos detektorius yra naudojamas branduolinėje medicinoje ir fizikos. Druskos yra naudojami chemijos pramonėje ir odos pramonė. Volframo disulfidas yra aukštos temperatūros tepalas, gali atlaikyti 500 ° C. Kai kurie junginiai, kurių sudėtyje yra volframo, yra naudojami kaip katalizatorius, chemijos.

savybės

Pagrindinės fizinės savybės W taip:

• Atominis skaičius 74.
• Atominės svoris: 183,85.
• Lydymosi temperatūra: 3410 ° C
• Virimo temperatūra: 5660 ° C
• Svoris: 19,3 g / ^cm3, esant 20 ° C temperatūroje
• oksidacijos būsena +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektroninė konfigūracija: [Xe] 4 D-f ^{gegužės 14 birželio 4} S ^2.