Tungsten - apakah ini? Tahap pengoksidaan tungsten. Bidang aplikasi tungsten

Tungsten - unsur kimia yang nombor atom adalah sama dengan 74. Ini logam berat dari, di mana kekuatan tinggi keluli kelabu ke putih, yang menjadikan ia mudah dalam banyak kes yang amat diperlukan. Takat lebur ia adalah lebih tinggi daripada mana-mana logam yang lain, dan oleh itu ia digunakan sebagai filamen dalam lampu filamen dan unsur-unsur pemanasan dalam relau elektrik (cth, aloi zirkonium-tungsten). unsur kimia membolehkan penggunaannya sebagai pemangkin. kekerasan yang melampau menjadikan ia sesuai untuk digunakan dalam "HSS", yang membolehkan untuk memotong bahan-bahan dengan kelajuan yang lebih tinggi daripada keluli karbon, dan superalloys. Tungsten karbida elemen untuk mengkompaun karbon adalah salah satu daripada bahan-bahan yang paling sukar dikenali dan digunakan untuk pengeluaran kilang-kilang dan alat perubahan. Tungstates kalsium dan magnesium digunakan secara meluas dalam lampu neon, dan oksida tungsten - ke dalam dakwat dan Licau seramik.

Sejarah penemuan

Andaian kewujudan unsur ini mula diramal pada 1779 oleh Peter Wolf, apabila dia diterokai wolframite mineral dan membuat kesimpulan bahawa ia mesti mengandungi bahan baru. Pada tahun 1781 Carl Wilhelm Scheele ditentukan bahawa asid baru boleh diperolehi dari tungstenita. Thorburn Scheele dan Bergman dicadangkan untuk mempertimbangkan untuk mendapatkan logam baru oleh pengurangan asid, yang dipanggil tungstenovoy itu. Pada tahun 1783, dua adik-beradik, Jose dan Fausto Elguyar dijumpai di dalam asid tungsten, yang sama dengan tungstenovoy. Pada tahun yang sama saudara-saudara berjaya mengasingkan tungsten daripadanya, menggunakan arang.

Semasa Perang Dunia Kedua, unsur kimia ini telah memainkan peranan yang besar. rintangan logam untuk suhu yang tinggi, dan melampau kekuatan aloi tungsten dibuat bahan mentah yang penting bagi industri ketenteraan. pihak yang berperang memberikan tekanan kepada Portugal sebagai sumber utama wolframite di Eropah.

Berada dalam alam semula jadi

unsur berlaku pada wolframite alam (FeWo ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), dan Ferber Gyubnera. deposit penting mineral ini terdapat di Amerika Syarikat di California dan Colorado, Bolivia, China, Korea Selatan, Rusia dan Portugal. China memegang kira-kira 75% daripada pengeluaran global tungsten. Metal diperolehi dengan mengurangkan oksida dengan hidrogen atau karbon.

rizab dunia dianggarkan pada 7 juta tan dijangka bahawa 30% daripada mereka -. deposit wolframite dan 70% - scheelite. Pada masa ini, perkembangan mereka tidak berfaedah dari segi ekonomi. Pada tahap penggunaan semasa rizab ini akan berlangsung hanya 140 tahun. Satu lagi sumber berharga tungsten adalah besi buruk.

Ciri-ciri utama

Tungsten - elemen, yang diklasifikasikan sebagai logam peralihan. simbolnya W berasal dari perkataan wolframium Latin. Dalam jadual berkala, ia adalah dalam kumpulan VI di antara tantalum dan rhenium.

tungsten tulen - bahan pepejal, yang warna pilihan dari keluli kelabu untuk timah putih. Dengan sentuhan logam menjadi rapuh dan sukar untuk bekerja dengan dia, tetapi jika tidak, ia boleh dipotong dengan gergaji besi. Di samping itu, ia boleh dipalsukan, dilancarkan dan ditarik keluar.

Tungsten - unsur kimia, takat lebur yang tertinggi di kalangan semua logam (3422 ° C). Juga ia mempunyai tekanan wap yang paling rendah. kekuatan tegangan di T> 1650 ° C ia juga adalah yang terbesar. elemen adalah sangat tahan kakisan dan hanya sedikit asid mineral terdedah. Apabila bersentuhan dengan udara pada permukaan logam lapisan pelindung oksida terbentuk, tetapi benar-benar teroksida tungsten pada suhu tinggi. Apabila ditambah dalam jumlah yang kecil untuk keluli kekerasan meningkatkan dengan ketara.

isotop

Secara semula jadi tungsten terdiri daripada lima radioisotop, tetapi mereka mempunyai apa-apa lama separuh hayat, mereka boleh dianggap stabil. Kesemua mereka jatuh pada hafnium-72 dengan pelepasan zarah alfa (nukleus helium sama-4). Pereputan alfa diperhatikan dalam hanya ¹⁸⁰ W, yang paling mudah dan paling jarang isotop ini. Rata-rata, 1 g tungsten asli setahun berlaku dua pereputan alfa ¹⁸⁰ W.

Tambahan pula, 27 diterangkan tungsten isotop radioaktif tiruan. Yang paling stabil daripada mereka ialah ¹⁸¹ W dengan separuh hayat 121.2 hari, ¹⁸⁵ W (75,1 hari), ¹⁸⁸ W (69,4 hari) dan ¹⁷⁸ W (21,6 hari). Semua isotop buatan lain separuh hayat adalah tidak lebih daripada satu hari, dan kebanyakan mereka - sekurang-kurangnya 8 minit. Tungsten juga mempunyai empat "metastabil" negeri, paling stabil - ^179m W (6.4 min).

Kenalan

Sebatian kimia tungsten pengoksidaan jumlah perubahan daripada 2 hingga 6, yang mana yang paling biasa ialah enam. unsur yang biasanya datang ke dalam hubungan dengan oksigen, membentuk trioksida kuning (WO _3), yang larut dalam larutan alkali berair dalam bentuk ion, tungstat (WO ₄ ^2-).

permohonan

Sejak tungsten mempunyai suhu lebur yang sangat tinggi dan mulur (boleh ditarik ke dalam dawai), ia digunakan secara meluas sebagai mentol filamen dan tiub vakum serta dalam unsur-unsur pemanasan relau elektrik. Di samping itu, bahan yang boleh menahan keadaan yang melampau. Salah satu aplikasi yang dikenali - Arka kimpalan dengan elektrod tungsten bawah gas pelindung.

tungsten amat sukar - sesuai komponen senjata berat aloi. Ketumpatan tinggi digunakan dalam masalah yang berat, counterweights dan keels ballast untuk kapal layar, dan juga dart (80-97%). keluli kelajuan tinggi, yang boleh memotong bahan pada kelajuan yang lebih tinggi daripada karbon, mengandungi sehingga 18% daripada bahan. Bilah turbin, tahan bahagian dan lapisan digunakan "superalloys" yang mengandungi tungsten. penutup tahan panas ini aloi yang beroperasi pada suhu tinggi.

pengembangan haba unsur kimia seperti kaca borosilikat, jadi ia digunakan untuk mengeluarkan meterai kaca-logam. Komposit yang mengandungi tungsten - pengganti yang hebat untuk membawa dalam peluru dan ditembak. Dalam aloi nikel, besi atau kobalt, ia dibuat peluru perkusi. Seperti peluru untuk memukul sasaran yang menggunakan tenaga kinetik. Dalam litar bersepadu sebatian tungsten untuk membuat transistor. Sesetengah jenis tali untuk alat-alat muzik yang diperbuat daripada dawai tungsten.

Penggunaan sebatian

Kekerasan yang luar biasa daripada tungsten karbida (W ₂ C, WC) menjadikan ia bahan yang paling biasa untuk pengilangan dan alat perubahan. Ia digunakan dalam metalurgi, perlombongan, petroleum dan industri pembinaan. Tungsten karbida juga digunakan dalam mewujudkan barang kemas kerana ia adalah hypoallergenic dan tidak cenderung untuk kehilangan berselerak.

Dari oksida membuat aising. Tungsten "gangsa" (yang dipanggil kerana oksida warna) digunakan dalam cat. tungstates kalsium dan magnesium digunakan dalam lampu pendarfluor. Tungstat pengesan kristal sintilasi digunakan dalam perubatan dan fizik nuklear. Garam digunakan dalam industri kimia dan industri kulit. Tungsten disulfide adalah pelincir suhu yang tinggi, boleh menahan 500 ° C. Beberapa sebatian yang mengandungi tungsten, digunakan sebagai pemangkin dalam bidang kimia.

hartanah

Sifat-sifat fizikal asas W seperti berikut:

• Nombor atom 74.
• berat atom: 183,85.
• Takat lebur: 3410 ° C.
• takat didih: 5660 ° C.
• Berat: 19.3 g / cm ³ pada 20 ° C.
• negeri pengoksidaan +2, +3, +4, 5, 6.
• konfigurasi elektronik: [Xe] 4 d f ^{14 Mei 4 Jun 2.}