Volframi - mitä tämä on? Hapetusaste on volframia. Sovellusalueita volframi

Volframi - alkuaine, jonka järjestysluku on yhtä suuri kuin 74. Tämä raskas metallia, jossa korkea lujuus teräs-valkoisia, mikä tekee siitä helposti monissa tapauksissa välttämätöntä. Sulamispiste on korkeampi kuin mitä tahansa muuta metallia, ja siksi sitä käytetään filamenttien hehkulamput ja lämmityselementit sähköuuneissa (esim., Zirkonium-volframi seos). Kemia elementin avulla sen käytettäväksi katalyyttinä. Äärimmäinen kovuus tekee siitä sopivan käytettäväksi "HSS", jonka avulla voidaan leikata materiaaleja, joilla on suurempi nopeus kuin hiiliteräksestä, ja superseokset. Volframikarbidia elementti hiileen yhdiste on yksi vaikeimmista tunnettuja aineita ja valmistuksessa käytetyt jyrsintä ja kääntämällä työkaluja. Volframaatit kalsiumin ja magnesiumin käytetään laajalti loistelamput, ja volframioksideja - musteisiin ja lasite.

Historia löytö

Oletusta olemassaolosta tämän elementin vihjasi ensimmäisen kerran vuonna 1779 Peter Wolf, kun hän tutki mineraali- wolframite ja totesi, että siinä on oltava uutta ainetta. Vuonna 1781 Carl Wilhelm Scheele todeta, että uusi happo voitaisiin saada tungstenita. Thorburn Scheele ja Bergman ehdotti harkita saada uusi metalli pelkistämällä hapon, nimeltään tungstenovoy. Vuonna 1783, veljekset Jose Fausto Elguyar löytyy volframi happo, joka oli identtistä tungstenovoy. Samana vuonna veljekset onnistuivat eristämään volframi siitä käyttäen puuhiiltä.

Aikana toisen maailmansodan, tämä kemiallinen alkuaine on ollut suuri rooli. metalli korkeiden lämpötilojen kestävyys, ja äärimmäinen sitkeys volframiseokset valmistettu tärkeä raaka-aine sotateollisuudessa. Sotivien osapuolten painostaa Portugalia päälähteenä volframiitin Euroopassa.

Koska luonnossa

Elementti esiintyy luonnossa wolframite (Fewo ₄ / MnWO _4), scheeliitti (CaWO _4), ja Ferber Gyubnera. Tärkeää talletukset Näiden mineraalien löytyy Yhdysvalloissa Kaliforniassa ja Coloradossa, Bolivia, Kiina, Etelä-Korea, Venäjä ja Portugali. Kiinalla on noin 75% koko maailman tuotannosta volframia. Metalli saadaan pelkistämällä oksidia vedyllä tai hiili.

Maailman varannot ovat arviolta 7 miljoonaa tonnia odotetaan 30% heistä -. Wolframite talletukset ja 70% - scheeliitin. Tällä hetkellä niiden kehitys ei ole taloudellisesti edullisin. Nykyisillä kulutustaso näitä varauksia kestää vain 140 vuotta. Toinen arvokas lähde volframia on metalliromua.

Tärkeimmät ominaisuudet

Volframi - elementti, joka on luokiteltu siirtymämetalliin. Sen symboli W peräisin latinan sanasta wolframium. Jaksollisen, se on VI-ryhmän välillä tantaali ja renium.

Puhdas volframi - kiinteä aine, jonka väri vaihtelee teräs-valkoisia tina. Napin metalli tulee hauras ja vaikea työskennellä hänen kanssaan, mutta jos ne eivät ole, se voidaan leikata rautasahalla. Lisäksi, se voi olla väärennetty, rullattu ja vetää ulos.

Volframi - alkuaine, sulamispiste, joka on korkein kaikkien metalli (3422 ° C). Lisäksi se on pienin höyrynpaine. Vetolujuus T> 1650 ° C: ssa se on myös suurin. Elementti on hyvin korroosiota ja on vain hieman altis mineraalihapot. Joutuessaan kosketuksiin ilman metallin pintaan suojaava oksidikerros muodostuu, mutta täysin hapettunut volframi korkeassa lämpötilassa. Kun lisätään pieniä määriä teräs- sen kovuus kasvaa jyrkästi.

isotoopit

Luonnossa volframi koostuu viidestä radioisotooppeja, mutta niillä on niin pitkä puoliintumisaika, että niitä voidaan pitää vakaana. Ne kaikki putoavat hafnium-72 emission kanssa alfa-hiukkasten (heliumytimiä vastaava-4). Alfasäteily havaitaan vain ¹⁸⁰ W, helpoin ja harvinainen näistä isotooppeja. Keskimäärin 1 g luonnollista volframi vuodessa esiintyy kaksi alfa rappeutuminen ¹⁸⁰ W.

Lisäksi, 27 kuvattuja volframi keinotekoisten radioaktiivisten isotooppien. Vakain niistä on ¹⁸¹ W kanssa puoli elämän 121,2 päivä, ¹⁸⁵ W (75,1 päivää), ¹⁸⁸ W (69,4 päivää) ja ¹⁷⁸ W (21,6 päivää). Kaikki muut keinotekoiset isotooppeja puoliintumisaika on enintään päivässä, ja useimmat niistä - vähintään 8 minuuttia. Volframi on myös neljä "metastabiili" tilassa, vakain - ^179m W (6,4 min).

liitännät

Kemialliset yhdisteet volframi hapetusaste muuttuu 2-6, joista yleisin on kuusi. Elementti tyypillisesti joutuu kosketukseen hapen kanssa, muodostaen keltainen trioksidi (WO _3), joka on liukoinen emäksisiin vesiliuoksiin muodossa ionien, volframaattia (WO ₄ ^2).

hakemus

Koska volframi on hyvin korkea sulamispiste ja sitkeää (voidaan vetää lanka), se on yleisesti käytetty hehkulamppujen ja tyhjöputkia sekä lämmityselementit sähköuunien. Lisäksi materiaali kestää äärimmäisiä olosuhteita. Yksi sen tunnettuja sovelluksia - kaarihitsaus kanssa volframielektrodi suojakaasussa.

Erittäin kova volframi - oikea laite raskaita aseita seoksia. Suuren tiheyden käytetään punnitus- ongelma, vastapainot ja painolasti tunnelikölit purjeveneiden, sekä tikanheitto (80-97%). Pikateräksestä, joka voi katkaista materiaali suuremmilla nopeuksilla kuin hiili, sisältää jopa 18% aineesta. Turbiinin siivet, kulutusta kestäviä osia ja pinnoitteita käytetään "superseoksista", joka sisältää volframia. Tämä lämmönkestävä päällysteet seoksia, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa.

Lämpölaajeneminen alkuainetta kuten borosilikaattilasista, joten sitä käytetään lasin valmistuksessa-metalli tiiviste. Komposiitit sisältävä volframi - hyvin korvata lyijyn luoteja ja ammuttiin. Seosten nikkeliä, rautaa tai kobolttia, se on valmistettu kuoret iskulaitteen. Kuin luoti osua maaliin käyttämällä kineettistä energiaa. Integroitujen piirien Volframiyhdisteen tehdä transistorit. Joidenkin Soittimien kielet tehty volframi lanka.

Yhdisteiden käyttöä

Poikkeuksellinen kovuus volframikarbidin (W ₂ C, WC) tekee yleisin jyrsittäväksi ja kääntämällä työkaluja. Sitä käytetään metallurgian, kaivos-, öljy- ja rakennusteollisuudessa. Volframikarbidi käytetään myös luomaan koruja, koska se on allergiatestattu eikä taipumus menettää kiilto.

Sen oksidit tehdä kuorrutus. Volframi "pronssi" (niin kutsuttu, koska väri oksideja) käytetään maaleissa. volframaatit kalsiumia ja magnesiumia käytetään loistelampuissa. Volframaatilla Crystal tuikeilmaisimella käytetään isotooppilääketieteen ja fysiikkaa. Suolat käytetään kemianteollisuudessa ja nahkateollisuus. Volframi disulfidi on korkean lämpötilan voiteluaine, kestää 500 ° C: ssa Jotkut yhdisteet, jotka sisältävät volframia, katalyytteinä käytetään kemian.

ominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet W seuraavasti:

• Atomi määrä 74.
• Atomipaino: 183,85.
• Sulamispiste: 3410 ° C: ssa
• Kiehumispiste: 5660 ° C: ssa
• Paino: 19,3 g / cm ³ 20 ° C: ssa
• hapetusaste +2, +3, +4, +5, +6.
• Elektroninen kokoonpano: [Xe] 4 d F. ^{Tietyillä 14 kesäkuu 4 s2.}