De kemiske egenskaber af wolfram. Karakteristika og anvendelser af wolfram

Wolfram - er et grundstof i det periodiske system, som tilhører gruppe VI. I naturen forekommer wolfram som en blanding af fem isotoper. På konventionel måde og under traditionelle betingelser, det er en solid metal sølv-grå farve. Det er også den mest refraktær af alle metaller.

Grundlæggende egenskaber af wolfram

Wolfram - et metal med bemærkelsesværdige fysiske og kemiske egenskaber. I næsten alle grene af moderne produktion bruges wolfram. Formlen sædvanligvis det udtrykkes som metaloxidpartikler betegnelser - WO _3. Wolfram er det mest ildfaste metal. Det antages, at kun seaborgium kan være endnu mere tugoplavok. Men lige så længe det ikke kan hævdes, som seaborgium har en meget kort levetid.

Dette metal har en særligt fysiske og kemiske egenskaber. Wolfram har en densitet på 19300 kg / ^m3, deres smeltetemperatur 3410 ° C. Af denne parameter er det kun overgået carbon - grafit eller diamant. I naturen forekommer wolfram som fem stabile isotoper. Deres massetal i området fra 180 til 186. Tungsten har en valens på 6 minutter og forbindelserne kan være 0, 2, 3, 4 og 5. Metallet har også en tilstrækkelig høj grad af termisk ledningsevne. For wolfram, er tallet 163 W / (m * deg). Ifølge denne egenskab, selv den overstiger forbindelser såsom aluminiumlegeringer. Masse wolfram på grund af dets densitet, som er lig med 19 kg / ^m3. Graden af oxidation af wolfram i området 2-6. metal har sure egenskaber, og lavere i den højeste grad af dets oxidation - grundlæggende.

Således legeringer af lavere wolframforbindelser anses ustabil. De mest modstandsdygtige er forbindelser med en grad af seks. De udviser de mest karakteristiske og kemiske egenskaber af metallet. Wolfram tendens til let at danne komplekser. Men metallet wolfram er normalt meget modstandsdygtig. Det begynder at interagere med oxygen kun ved en temperatur på 400 ° C. Krystalgitteret af wolfram angår kubisk rumcentrerede type.

Interaktion med andre kemikalier

Hvis wolfram blandes med en tør fluor, kan forbindelsen opnås under navnet "hexafluorid", som smelter ved en temperatur på 2,5 ° C og koger ved 19,5 ° C Et lignende materiale opnås, når forbindelsen med wolfram med chlor. Men for denne reaktion kræver temmelig høj temperatur - omkring 600 ° C. Men stoffet let modstår ødelæggende virkning af vand og praktisk taget ikke kan ændres i kulden. Wolfram - metal, som ikke er uden ilt reaktion frembringer opløsning i alkalier. Det er imidlertid let opløses i en blanding af _HNO3 og HF. Fleste af de store kemiske forbindelser af wolfram - er dens trioxid WO _{3, H2} WO ₄ - wolframsyre og dens derivater - wolframater salte.

Man kan overveje nogle af de kemiske egenskaber af wolfram fra reaktionsligninger. F.eks formlen WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Det udvindes fra wolfram metaloxid manifesterer sin egenskab til at interagere med hydrogen. Denne ligning afspejler processen med at få det fra wolframtrioxid. Følgende formel betegner en sådan egenskab som wolfram praktisk uopløselighed i syrer: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. En af de mest bemærkelsesværdige stoffer indeholdende wolfram carbonyl overvejes. Derfra og modtage tætte ultratynd belægning af ren wolfram.

Historien om opdagelsen

Wolfram - et metal, der får sit navn fra det latinske sprog. Oversat betyder det "ulvens skum". Denne usædvanlige navn dukkede op på grund af den opførsel af metallet. Ledsagende brudt malm tin, wolfram, tin blandede markering. På grund af det i processen med smeltning dannede slagge kun. Dette metal er sagt, at han "spiser tin som en ulv spiser fårene." Mange undre der opdagede grundstoffet wolfram?

Denne videnskabelige opdagelse blev gjort samtidig i to steder ved forskellige forskere, uafhængigt af hinanden. I 1781 kemikeren Scheele Sverige modtog en såkaldt "tunge sten", gennemføre eksperimenter med salpetersyre og scheelit. I 1783, brødrene kemikere fra Spanien, Eluard navn også rapporteret opdagelsen af et nyt element. Mere præcist er de blevet åbnet wolframoxid opløst i ammoniak.

De legeringer med andre metaller

I øjeblikket skelner enfaset og flerfasede wolfram legeringer. De indeholder et eller flere fremmede elementer. Mest kendt forbindelse - er en legering af wolfram og molybdæn. Tilsætning molybdæn wolfram bibringer styrke under spænding. Også i kategorien af enfasede wolframlegeringer hører forbindelser med titan, hafnium, zirconium. Den største plasticitet af wolfram fastgjort rhenium. Men i praksis anvende en legering - en temmelig tidskrævende proces, da Rhenium er meget svært at opnå.

Da wolfram er en af de mest ildfaste materialer, de modtagende wolframlegeringer - ikke en nem opgave. Når dette metal er lige begyndt at koge, er andre allerede bevæger sig i en væske eller gas tilstand. Men moderne forskere er i stand til at opnå legeringer ved hjælp af elektrolyse. Legeringer, der indeholder wolfram, nikkel og cobalt, der anvendes til påføring af beskyttelseslag på skrøbelige materialer.

I moderne metalindustrien også fremstillet legeringer under anvendelse wolframpulver. For at skabe de nødvendige særlige betingelser, herunder oprettelse af et vakuum miljø. Fordi nogle af funktionerne i wolfram interaktion med andre elementer stålproducenter foretrækker legeringer ikke skaber en tofaset egenskaber, og under anvendelse af 3, 4 eller flere komponenter. Disse legeringer er særligt holdbare, men med klare compliance formler. Ved den mindste afvigelse i procent legeringsbestanddele kan slå skørt og ubrugelig.

Wolfram - element, som anvendes i teknikken

Fra denne metal lavet af endeløse almindelige pærer. Også, at røntgenrøret apparat omfattende vakuum ovn anvendes ved ekstremt høje temperaturer. Stål, der indeholder wolfram har en meget høj grad af styrke. Sådanne legeringer anvendes til fremstilling af værktøjer i forskellige områder: til boring, medicin, teknik.

Den største fordel ved forbindelserne og wolfram stål - slidstyrke sandsynliggør skader. Den mest berømte bygning i wolfram legeringen kaldes "win." Også dette element er almindeligt anvendt i den kemiske industri. Med sine tilføjelse skabt maling pigmenter. Især udbredt i dette område opnåede wolframoxid 6. Det anvendes til fremstilling af wolframcarbider og halogenider. Et andet navn for dette materiale - wolframtrioxid. 6 Tungsten oxid anvendes som et gult pigment i malinger til keramik og glasprodukter.

Hvad er tungmetaller?

Alle tungsten legeringer, som har en høj tæthed indeks, der kaldes tung. De fremstilles kun ved fremgangsmåderne ifølge pulvermetallurgi. Wolfram er altid grundlaget for tunge legering, hvor indholdet kan være op til 98%. Også dette metal tilsættes til tungmetaller nikkel, kobber og jern. Men de kan komme ind og krom, sølv, kobolt, molybdæn. Den største popularitet vundet midlertidig opholdstilladelse legeringer (wolfram - nikkel - jern) og XIP (wolfram - nikkel - kobber). Et højt tæthed af disse legeringer giver dem mulighed for at absorbere farlig gammastråling. Af disse svinghjul er fremstillet af hjul, elektriske kontakter, rotorer til gyroskop.

wolframcarbid

Omkring halvdelen af wolfram anvendes til produktion af holdbare metaller, især wolframcarbid, som har en smeltetemperatur på 2770 C. Wolframcarbid er en kemisk forbindelse, der indeholder et lige antal carbonatomer og wolfram. Denne legering har specifikke kemiske egenskaber. Wolfram giver det en sådan styrke, at den overstiger denne indikator stål fordoblet.

Wolframcarbid er udbredt i industrien. Fordi det er fremstillet skærende objekter til at være meget modstandsdygtig over for høje temperaturer og slid. Også på grund af dette element er lavet:

• Flydele, bilmotorer.
• Detaljer for rumskibe.
• Medicinske og kirurgiske instrumenter, der anvendes i abdominalkirurgi. Disse værktøjer er dyrere end konventionel medicinsk stål, men de er mere produktive.
• Smykker, især forlovelsesringe. En sådan popularitet wolfram knyttet til sin styrke, for ægtepar, der symboliserer styrke relationer, såvel som udseende. Funktioner poleret wolfram i form sådan, at det i meget lang tid bevarer spejl, skinnende udseende.
• Bolde til kuglepenne luksus.

Win - wolfram-legering

Omtrent i anden halvdel af 1920'erne har mange lande begyndt producerede legeringer til skæreværktøjer, der er fremstillet ud fra wolframcarbid og kobolt metal. I Tyskland en sådan legering kaldet Vidya, i USA - Karbolit. I Sovjetunionen, er en sådan legering kaldet "win." Disse legeringer var fremragende til behandling af støbejern produkter. Gevinst er en keramisk-metallegering med en ekstremt høj grad af sikkerhed. Den er lavet i form af plader af forskellige former og størrelser.

Pobedita fremstillingsprocessen er som følger: læs wolframcarbid pulver, fint pulver af nikkel eller cobalt, og alt blandes og presses i specielle forme. Den pressede plade således udsat for yderligere varmebehandling. Dette giver en meget hård legering. Disse plader er ikke kun bruges til skæring af støbejern, men også til fremstilling af boreværktøj. Plader af pobedita loddet på boreudstyr under anvendelse af kobber.

Udbredelsen af wolfram i naturen

Dette metal er meget lidt spredning i miljøet. Efter at alle elementerne 57 den finder sted og er til stede som Clark wolfram. Også, metallet er mineraler - scheelit og wolframite. Wolfram migrerer til grundvand eller som ion ejer eller i form af forskellige forbindelser. Men den største koncentration er ubetydelig i grundvandet. Det er et par hundrededele af mg / l og praktisk talt ikke ændre deres kemiske egenskaber. Wolfram kan også udsættes i naturlige vandområder fra spildevandsanlæg og fabrikker.

Virkningen på den menneskelige krop

Wolfram næppe kommer i kontakt med vand eller mad. Der kan være en risiko for indånding af wolframpartikler sammen med luften på arbejdspladsen. Men trods tilhørende kategorien af tungmetaller, wolfram er ugiftig. Wolfram forgiftning forekommer kun hos dem, der er forbundet med produktionen af wolfram. Graden af metal virkning på kroppen kan være anderledes. For eksempel wolframpulver, wolframcarbid, og et sådant stof som anhydrit wolframsyre, kan give lungeskade. Dens vigtigste symptomer - utilpashed, feber. Mere alvorlige symptomer opstår, når forgiftet wolfram legeringer. Dette sker ved inhalation af støv legeringer og fører til bronkitis, lungefibrose.

Metallic wolfram, der falder inde i den menneskelige krop, der ikke absorberes i tarmen og gradvist vises. Kan repræsentere en stor fare wolframforbindelser tilhører opløselig. De er deponeret i milten, knogler og hud. Forlænget eksponering af wolframforbindelser kan forekomme symptomer såsom skøre negle, hudafskalning, forskellige former for dermatitis.

Lagre af wolfram i forskellige lande

De største wolfram ressourcer er i Rusland, Canada og Kina. Forskere forudser, at i den indenlandske område ligger omkring 943 tusinde tons af dette metal. Hvis vi mener, at disse estimater, at langt størstedelen af reserverne beliggende i det sydlige Sibirien og Fjernøsten. Meget lidt er kendt brøkdel ressourcer - det er kun omkring 7%.

Med antallet af dokumenterede forekomster af wolfram Rusland er kun overgået Kina. De fleste af dem er placeret i områder med Kabardino-Balkaria og Buryatia. Men på disse områder ikke produceres ren wolfram og dens malm også indeholder molybdæn, guld, bismuth, tellur, scandium, og andre stoffer. To tredjedele af volumenet af den resulterende wolfram udforskes kilder indkapslet i ildfaste malme, hvor de vigtigste volframosoderzhaschim mineral er scheelit. De aktie legkoobogatimyh malm udgør kun en tredjedel af produktionen. Karakteristik af wolfram produceret i Rusland er lavere end i udlandet. Malme indeholder en stor procentdel af wolframtrioxid. I Rusland, meget få metal alluviale aflejringer. Wolfram sand er også dårlig kvalitet med masser af oxider.

Wolfram i økonomien

Den globale produktion wolfram begyndte at vokse fra omkring 2009, da jeg begyndte at komme sig asiatisk industri. Den største producent af wolfram er Kina. For eksempel, i 2013 er andelen af produktion i dette land udgjorde 81% af verdens forsyning. Omkring 12% af efterspørgslen efter wolfram i forbindelse med produktionen af lysarmaturer. Ifølge eksperter, vil brugen af wolfram på dette område reduceres under behandling med LED og lysstofrør i den hjemlige miljø og på arbejdspladsen.

Det menes, at der vil være stigende efterspørgsel efter wolfram i produktionen af elektronisk udstyr. Høj slidstyrke af wolfram og dens evne til at opretholde elektricitet gøre dette til den mest egnet metal til produktion af spændingsregulatorer. Men med hensyn til efterspørgslen er stadig ganske lille, og det anslås, at i 2018 vil vokse med kun 2%. Men ifølge forskerne forudser, at i den nærmeste fremtid bør ske en øget efterspørgsel efter hårdmetal. Dette skyldes, at væksten i bilindustrien produktion i USA, Kina, Europa, og en stigning i mineindustrien. Det menes, at i 2018, vil efterspørgslen efter wolfram stige med 3,6%.