Proprietățile chimice ale tungsten. Caracteristici și aplicații de tungsten

Tungsten - este un element chimic în tabelul periodic, care face parte din grupa VI. In natura tungsten apare ca un amestec de cinci izotopi. Într-un mod convențional și în condiții convenționale, este un metal gri-argintiu culoare solidă. De asemenea, este cel mai refractar din toate metalele.

Proprietățile de bază de wolfram

Tungsten - un metal având proprietăți fizice și chimice remarcabile. În aproape toate ramurile de producție moderne se utilizează tungsten. Formula de obicei , este exprimat ca denumiri de oxid metalic - WO _3. Tungsten este metalul cel mai refractar. Se presupune că numai seaborgiu poate fi chiar mai tugoplavok. Dar, la fel, atâta timp cât nu se poate afirma, ca seaborgiu are o durată de viață foarte scurtă.

Acest metal are un proprietăți fizice și chimice specifice. Tungsten are o densitate de 19300 kg / ^m3, temperatura de topire este de 3410 ° C Prin acest parametru este al doilea numai la carbon - grafit sau diamant. In natura tungsten apare ca cinci izotopi stabili. Numerele de masă ale acestora în intervalul de la 180 la 186. Tungsten are o valență de 6 minute, iar compușii poate fi 0, 2, 3, 4 și 5. Metalul are, de asemenea, un nivel suficient de ridicat de conductivitate termică. Pentru tungsten, cifra este de 163 W / (m * deg). Conform acestei proprietăți, chiar depășește compuși, cum ar fi aliajele de aluminiu. tungsten în masă datorită densității sale care este egală cu 19 kg / m ^3. Gradul de oxidare al tungsten variază de 2 - 6. din metal are proprietăți acide, și mai mici în cel mai înalt grad de oxidare - bază.

Astfel, aliaje ale compușilor tungsten inferioare sunt considerate instabile. Cele mai rezistente sunt compuși având un grad de șase. Ele prezintă proprietățile cele mai caracteristice și chimice ale metalului. Tungsten tinde să formeze complecși cu ușurință. Dar tungsten de metal este, de obicei, foarte rezistent. Ea începe să interacționeze cu oxigenul numai la o temperatură de +400 ° C Rețeaua cristalină de tungsten se referă la tipul cubica corp.

Interacțiunea cu alte substanțe chimice

Dacă tungsten este amestecat cu un atom de fluor uscat, compusul poate fi obținut sub denumirea de „hexafluorura“, care se topește la o temperatură de 2,5 ° C și se fierbe la 19,5 ° C Un material similar este obținut atunci când compusul din tungsten cu clor. Dar pentru această reacție necesită temperatură destul de ridicată - aproximativ 600 ° C Cu toate acestea, substanța rezistă cu ușurință acțiunea distructivă a apei și, practic, nu se schimbă în frig. Tungsten - metal, care nu este lipsită de reacție oxigen produce dizolvare în alcalii. Cu toate acestea, este ușor de dizolvat într - un amestec de _HNO3 și HF. Majoritatea compușilor chimici majori din tungsten - este trioxidul său WO _3, H ₂ WO ₄ - acidul tungstic și derivații săi - săruri tungstenați.

Se poate lua în considerare unele dintre proprietățile chimice ale tungsten din ecuațiile de reacție. De exemplu, formula WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Se recuperează din oxid de wolfram metalic manifestă proprietatea de a interacționa cu hidrogen. Această ecuație reflectă procesul de obținere a-l din trioxid de tungsten. Urmând formula denotă o astfel de proprietate ca tungsten insolubilității practice în acizi: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Una dintre substanțele cele mai remarcabile care conțin carbonil tungsten considerat. Acestea și primi stratul de acoperire ultrathin dens de tungsten pur.

Istoria descoperirii

Tungsten - un metal care devine numele său din limba latină. Tradus înseamnă „lup de spumă“. Acest nume neobișnuit a apărut din cauza comportamentului metalului. Însoțitor minat minereu de staniu, tungsten, staniu interferat de selecție. Din cauza aceasta, în procesul de topire zgură formată numai. Acest metal se spune că „mănâncă staniu ca un lup mananca oile.“ Multi se intreaba care a descoperit tungsten element chimic?

Această descoperire științifică a fost făcută simultan în două locuri diferite de către oameni de știință, independent unul față de celălalt. În 1781 chimistul Scheele Suediei a primit un așa-numita „piatra grea“, efectuarea de experimente cu acid azotic și scheelite. În 1783, frații chimisti din numele Spania, Eluard, a raportat, de asemenea, descoperirea unui nou element. Mai precis, ele au fost deschise oxid de wolfram dizolvat în amoniac.

Aliajele cu alte metale

În prezent, distinge o singură fază și aliaje de tungsten multi-fază. Ele conțin unul sau mai multe elemente străine. compus cel mai cunoscut - este un aliaj de tungsten și molibden. Adăugarea de molibden tungsten conferă rezistență sub tensiune. De asemenea, în categoria aliajelor de tungsten monofazice aparțin compuși cu titan, hafniu, zirconiu. Cea mai mare plasticitatea de tungsten atașat reniu. Cu toate acestea, în practică, se aplică un aliaj - un proces destul de consumatoare de timp, ca reniu este foarte greu de obținut.

Deoarece tungsten este unul dintre materialele cele mai refractare, cele care primesc aliaje de wolfram - nu este o sarcină ușoară. Atunci când acest metal abia începe să fiarbă, altele sunt deja în mișcare într-o stare lichidă sau gazoasă. Dar oamenii de stiinta moderni sunt capabili de a obține aliaje prin electroliză. Aliaje care conțin tungsten, nichel și cobalt, sunt utilizate pentru aplicarea stratului protector pe materiale fragile.

În industria metalurgică modernă preparate, de asemenea, aliaje folosind pulbere de tungsten. Pentru a crea condițiile speciale necesare, inclusiv crearea unui mediu de vid. Deoarece unele caracteristici de interacțiune cu alte elemente de tungsten producători de oțel preferă aliaje nu creează o caracteristici în două faze, și utilizând 3, 4 sau mai multe componente. Aceste aliaje sunt deosebit de durabile, dar cu formule clare de conformitate. La cea mai mică abatere procentul componentelor din aliaj pot transforma sfărâmicios și inutilizabil.

Tungsten - Element, care este utilizat în domeniu

Din acest metal a făcut filament becuri obișnuite. De asemenea, un aparat tub de raze X cuprinzând cuptorul cu vid pentru a fi utilizat la temperaturi extrem de ridicate. Oțel, care include tungsten are un nivel foarte ridicat de putere. Aceste aliaje sunt utilizate pentru fabricarea de scule în diverse domenii: de foraj, medicină, inginerie.

Avantajul principal al compușilor, și oțel de tungsten - rezistență la uzură deteriorare a probabilității. Clădirea cele mai renumite din aliaj de tungsten este numit „victorie“. De asemenea, acest element este utilizat pe scară largă în industria chimică. Cu adaos creat pigmenti vopsea. În special utilizate pe scară largă în acest domeniu obținut oxid de wolfram 6. Este utilizat pentru producerea de carburi de wolfram și halogenuri. Un alt nume pentru acest material - trioxid de wolfram. 6 oxid de tungsten este utilizat ca pigment galben în vopsele pentru ceramică și produse din sticlă.

Care sunt metalele grele?

Toate aliajele pe bază de wolfram care au un indice de densitate mare, numit grele. Ele sunt produse numai prin metodele metalurgia pulberilor. Tungsten este întotdeauna baza pentru aliaje grele, în care conținutul poate fi de până la 98%. De asemenea, acest metal se adaugă la metale grele nichel, cupru și fier. Cu toate acestea, ele pot intra și crom, argint, cobalt, molibden. Cea mai mare popularitate câștigat aliaje temporare de ședere (de tungsten - nichel - fier) și XIP (wolfram - nichel - cupru). Un nivel ridicat de densitate a acestor aliaje le permite să absoarbă radiațiile gamma periculoase. Dintre aceste volanți sunt realizate din roți, contacte electrice, rotoare pentru giroscop.

carbură de tungsten

Aproximativ jumătate din tungsten utilizate pentru producerea metalelor durabile, carbură de tungsten în special, care are o temperatură de topire de 2770 de carbură de tungsten C. este un compus chimic, care conține un număr egal de atomi de carbon și tungsten. Acest aliaj are proprietăți chimice specifice. Tungsten dă o tărie astfel încât aceasta depășește acest oțel indicator dublat.

carbură de tungsten este utilizat pe scară largă în industrie. Deoarece este fabricat obiecte de tăiere să fie foarte rezistente la temperaturi ridicate și abraziune. De asemenea, din cauza acestui element este realizat:

• Piese de aeronave, motoare auto.
• Detalii pentru nave spatiale.
• instrumente medicale și chirurgicale, care sunt folosite în chirurgia abdominală. Astfel de instrumente sunt mai scumpe decat otelul conventional medicale, dar acestea sunt mai productivi.
• Bijuterii, în special inele de logodna. O astfel de tungsten popularitate legate de puterea sa, pentru cuplu căsătorit care simbolizează relațiile de rezistență, precum și aspectul. Caracteristici lustruit de tungsten în forma astfel încât pentru un timp foarte lung păstrează oglinda, aspect lucios.
• Mingi pentru ball-point stilouri de lux.

Win - aliaj de tungsten

Aproximativ în a doua jumătate a anilor 1920, multe țări au început aliaje produse pentru instrumente, care sunt preparate din carbură de tungsten și cobalt metalic de tăiere. În Germania, un astfel de aliaj numit Vidya, în Statele Unite ale Americii - Karbolit. În Uniunea Sovietică, un astfel de aliaj este numit „victorie“. Aceste aliaje au fost excelente pentru tratarea produselor din fontă. Win este un aliaj ceramic-metal cu un nivel extrem de ridicat de siguranță. Aceasta se face sub formă de plăci de diferite forme și mărimi.

procesul de fabricație Pobedita este după cum urmează: a lua o pulbere de carbură de tungsten, pulbere fină de nichel sau cobalt, și totul este amestecat și presat în forme speciale. Placa presată, astfel, supusă unui tratament termic. Acest lucru oferă un aliaj foarte greu. Aceste plăci nu sunt folosite doar pentru tăierea de fontă, dar și pentru fabricarea sculelor de foraj. Placi de pobedita sudate pe echipament de foraj cu ajutorul cuprului.

Prevalența de tungsten în natură

Acest metal este foarte puțin răspândit în mediul înconjurător. După ce toate elementele 57 are loc și este prezent ca clark de tungsten. De asemenea, metalul este minerale - scheelite și wolframite. Tungsten în apele subterane sau migreaza ca ion proprii sau sub formă de diferiți compuși. Dar cea mai mare concentrație este neglijabilă în apele subterane. Este câteva sutimi de mg / l și, practic, nu modifică proprietățile chimice ale acestora. Tungsten pot fi, de asemenea, eliminate în corpurile de apă naturale de la uzinele de ape reziduale și fabrici.

Efectul asupra organismului uman

Tungsten cu greu vine în contact cu apa sau alimente. Poate exista un risc de inhalarea de particule de tungsten, împreună cu aerul la locul de muncă. Cu toate acestea, în ciuda aparținând categoriei de metale grele, tungsten este non-toxic. otrăvire tungsten apar numai la cei care sunt în legătură cu producția de tungsten. Gradul de efect metalic asupra corpului poate fi diferit. De exemplu, pudra de tungsten, carbură de tungsten, și o astfel de substanță sub formă de acid tungstic anhidrit, poate provoca leziuni pulmonare. Principalele simptome sale - stare de rău, febră. simptome mai severe apar atunci când otrăvit aliaje de tungsten. Acest lucru se produce prin inhalarea aliajelor de praf și duce la bronșită, fibroză pulmonară.

tungsten metalice, care se încadrează în interiorul corpului uman, nu este absorbit în intestin și afișat treptat. Poate reprezenta un mare pericol compuși de wolfram aparținând solubil. Acestea sunt depozitate în splină, oase și piele. Expunerea prelungită a compușilor de tungsten pot să apară simptome cum ar fi unghiile fragile, descuamarea pielii, diferite tipuri de dermatita.

Stocurile de tungsten în diferite țări

Cele mai mari resurse de tungsten sunt în Rusia, Canada și China. Oamenii de știință prezic că pe teritoriul național situat la aproximativ 943000 de tone de acest metal. Dacă noi credem că aceste estimări, marea majoritate a rezervelor situate în sudul Siberiei și Orientul Îndepărtat. Se cunosc foarte puține resurse de fracție - este doar aproximativ 7%.

Prin numărul de depozite dovedite de tungsten Rusia este al doilea numai în China. Cele mai multe dintre ele sunt situate în zone de Kabardino-Balkaria și Buryatia. Dar, în aceste domenii care nu sunt produse de tungsten pur și minereu, de asemenea, conținând molibden, aur, bismut, telur, scandiu și alte substanțe. Două treimi din volumul wolframului rezultat explorat surse din minereuri refractare capsulate, unde mineral principal volframosoderzhaschim este scheelite. Conturile de minereu parts legkoobogatimyh pentru doar o treime din producție. Caracteristicile de tungsten produs în Rusia este mai mică decât în străinătate. Minereurile conțin un procent mare de trioxid de tungsten. În Rusia, foarte puține depozite aluvionare de metal. nisipuri Tungsten sunt, de asemenea, de calitate slabă, cu o mulțime de oxizi.

Wolfram în economie

producția de tungsten globală a început să crească de la aproximativ 2009, când am început să recupereze industria asiatice. Cel mai mare producător de tungsten este China. De exemplu, în 2013 ponderea de fabricație în această țară a reprezentat 81% din productia mondiala. Aproximativ 12% din cererea de wolfram asociată cu producția de corpuri de iluminat. Potrivit experților, utilizarea de tungsten în acest domeniu va fi redusă în timpul tratamentului cu lămpi cu LED-uri și fluorescente în mediul intern și la locul de muncă.

Se crede că va exista o creștere a cererii de tungsten în producția de echipamente electronice. rezistență ridicată la uzură de tungsten și capacitatea sa de a menține energie electrică face cel mai potrivit de metal pentru producția de regulatoare de tensiune. Cu toate acestea, în ceea ce privește cererea este încă destul de mic, și se estimează că până în 2018 va crește cu doar 2%. Cu toate acestea, potrivit Oamenii de știință prezic că, în viitorul apropiat, ar trebui să se întâmple creșterea cererii de carbură de cimentat. Acest lucru se datorează creșterii producției de automobile în Statele Unite, China, Europa, și o creștere în industria minieră. Se crede că, până în 2018, cererea de tungsten va crește cu 3,6%.