Kemične lastnosti volframa. Značilnosti in aplikacije iz volframa

Volfram - je kemični element v periodnem, ki pripada skupini VI. V naravi pojavlja volframov kot zmes petih izotopov. Na običajen način in pod običajnimi pogoji, da je trdna kovina srebro-sive barve. To je tudi najbolj neodzivna vseh kovin.

Osnovne lastnosti volframa

Volfram - kovina ima izjemne fizikalne in kemijske lastnosti. V skoraj vseh vej sodobne proizvodnje se uporablja volfram. Formula ponavadi je izražena kot označbe kovinskih oksidov - WO _3. Tungsten je najbolj neodzivna metal. Predpostavlja se, da lahko le siborgij še bolj tugoplavok. Ampak samo tako dolgo, dokler ne more trditi, kot je siborgij zelo kratko življenjsko dobo.

Ta kovina ima posebne fizikalne in kemijske lastnosti. Volfram gostoto 19300 kg / ^m3, njegova temperatura tališča je 3410 ° C S tem parametru je na drugem mestu z ogljikovim - grafita ali diamanta. V naravi pojavlja volframov kot pet stabilnimi izotopi. Njihove masne številke v območju od 180 do 186. ima volfram z valenco 6 minutah in spojin je lahko 0, 2, 3, 4 in 5. kovina ima tudi dovolj visoko stopnjo toplotne prevodnosti. Za volframa, številka je 163 W / (m * °). Glede na to nepremičnino, celo presega spojine, kot so aluminijeve zlitine. Masa volframov zaradi svoje gostote, ki je enak 19kg / ^m3. Stopnjo oksidacije volframa giblje med +2 do +6. kovina ima kisle lastnosti in nižja v najvišjo stopnjo oksidacije - osnovno.

Tako so zlitine nižjih volframovih spojin šteje nestabilna. Najbolj odporne so spojine, ki imajo stopnjo šest. Odlikujejo najbolj značilne in kemijske lastnosti kovine. Volfram ponavadi zlahka tvorijo komplekse. Vendar je kovina volframa je običajno zelo odporen. Začne za interakcijo s kisikom le pri temperaturi +400 ° C. Kristalne mreže volframa nanaša na prostorsko centrirane kubične tipa.

Medsebojno delovanje z drugimi kemikalijami

Če volframov zmeša s suhim fluora, lahko spojino pridobljeni pod imenom "heksafluorid", ki se tali pri temperaturi 2,5 ° C in vre pri 19,5 ° C. Podobna snov dobimo, kadar spojina volframa s klorom. Toda za to reakcijo zahteva precej visoko temperaturo - okoli 600 ° C Vendar pa je snov zlahka upira destruktivno delovanje vode in praktično ne spreminjajo v mrazu. Volfram - kovina, ki ni brez kisika reakcije proizvaja raztapljanje v alkalijami. Vendar se lahko raztopimo v zmesi _HNO3 in HF. Večina glavnih kemijskih spojin volframa - je njena trioksid WO _{3, H2} WO ₄ - volframiran kisline in njenih derivatov - volframati soli.

Lahko menijo nekateri od kemijskih lastnosti volframa iz reakcijskih enačb. Na primer, formula WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. se vrniti volframov kovinskega oksida kaže svojo znamko za interakcijo z vodikom. Ta enačba odraža proces je pridobivanje iz volframovega trioksida. Po formuli pomeni takšno lastnost kot volframovega praktično netopnosti v kislinah: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Eden od najpomembnejših substanc, ki vsebujejo volframov karbonil šteje. Nje in prejemanje gosto tankih premaz čistega volframa.

Zgodovina odkritja

Volfram - kovina, ki je dobila ime po latinski jezik. Prevedeno to pomeni "volk je pena". To nenavadno ime pojavil zaradi ravnanja kovine. Spremljevalni kopljejo rudo kositer, volfram, kositer moti izbiro. Ker pa v procesu taljenja žlindre nastala samo. Ta kovina je dejal, da je "poje kositra kot volk jedo ovce." Mnogi čudno, ki je odkril element volfram kemično?

To znanstveno odkritje je bila hkrati na dveh krajih v različnih znanstvenikov, neodvisno drug od drugega. Leta 1781 kemik Scheele Švedska prejela tako imenovano "težko kamen", ki izvaja poskuse z dušikovo kislino in scheelite. Leta 1783 so bratje kemiki iz imena Španija, Eluard poročali tudi odkritje novega elementa. Natančneje, so bili odprti volframovega oksida raztopimo v amoniaku.

Zlitine z drugimi kovinami

Trenutno razlikovati enofazni in volframove zlitine z več faz. Vsebujejo eno ali več tujih elementov. Najbolj znana spojina - je zlitina volframa in molibdena. Dodajanje molibdena volframa vezni trdnost pod napetostjo. Tudi v kategoriji volframovih zlitin enofazne spadajo spojine s titan, hafnij, cirkonij. Največji plastičnost volframa vezana, renij. Vendar pa se v praksi uporabljajo zlitine - precej dolgotrajen proces, saj je renij zelo težko dobiti.

Ker volfram je eden izmed najbolj ognjevzdržnih materialov, ki prejemajo volframove zlitine - ni lahka naloga. Ko se ta kovina šele začenja, da zavre, drugi pa so že gibljejo v tekočem ali plinskem stanju. Toda sodobni znanstveniki so sposobni pridobiti zlitine s pomočjo elektrolize. Zlitine, ki vsebujejo volfram, niklja in kobalta, se uporabljajo za nanašanje zaščitnega sloja na lomljivega materiala.

V sodobni metalurške industrije pripravili tudi zlitine s pomočjo volframovega prahu. Ustvariti potrebne posebne pogoje, vključno z oblikovanjem vakuumu. Ker nekatere funkcije interakcij volframovega z drugimi elementi proizvajalci jekla raje zlitine ne povzročajo značilnosti dvofaznem, in z uporabo 3, 4 ali več komponent. Te zlitine so še posebej trpežni, vendar z jasnimi formul skladnosti. Ob najmanjšem odstotku odklon lahko komponente platišča obrnejo krhek in neuporaben.

Volfram - element, ki se uporablja v stroki

Od teh kovin na žarilno navadnih žarnic. Tudi cev aparati rentgenski ki obsega vakuumsko peč, ki se uporablja pri izredno visokih temperaturah. Jeklo, ki vsebuje volfram ima zelo visoko stopnjo moči. Take zlitine se uporabljajo za izdelavo orodij na različnih področjih: za vrtanje, medicine, tehnike.

Glavna prednost spojin in volframovega jekla - odpornost proti obrabi majhno verjetnost poškodbe. Najbolj znana stavba v volframa zlitine se imenuje "zmago." Prav tako je ta element pogosto uporablja v kemični industriji. S svojimi adicijske povzročajo barve pigmentov. Še posebej široko uporabljajo na tem področju, pridobljeni volframovega oksida 6. se uporablja za proizvodnjo volframovih karbidov in halidi. Drugo ime za ta material - volframovega trioksida. 6 Volfram oksid uporabimo kot rumeno pigment v barvah za keramiko in steklenih izdelkov.

Kaj so težke kovine?

Vse temelji volframove zlitine, ki imajo indeks visoko gostoto, ki se imenuje težka. Izdelani so le z metodami metalurgijo prahu. Volfram je vedno osnova za težke zlitine, pri čemer se vsebnost znaša do 98%. Tudi ta kovina doda težkih kovin niklja, bakra in železa. Vendar pa lahko vstopijo in krom, srebro, kobalt, molibden. Največjo priljubljenost pridobili zlitine za začasno prebivanje (volfram - nikelj - železovi) in XIP (volfram - nikelj - baker). Visoka raven gostote teh zlitin jim omogoča, da absorbira nevarno sevanje gama. Od teh vztrajniki so izdelani iz koles, električnih kontaktov, rotorji za vrtavke.

volframovega karbida

Približno polovica volframa, ki se uporablja za izdelavo trajnih kovin, zlasti volframov karbid, ki ima talilno temperaturo 2770 C volframovega karbida je kemična spojina, ki vsebuje enako število atomov ogljika in volframa. Ta zlitina ima posebne kemijske lastnosti. Volfram ji daje moč, tako, da presega ta kazalnik jekla podvojila.

Volframovega karbida se v veliki meri uporabljajo v industriji. Ker je izdelan ostrimi predmeti zelo odporni na visoke temperature in abrazijo. Tudi zaradi tega elementa se izvede:

• deli za letala, avtomobilski motorji.
• Podrobnosti za vesoljske ladje.
• Medicinski in kirurški instrumenti, ki se uporabljajo v trebušni operaciji. Takšna orodja so dražje od konvencionalnega medicinskega jekla, vendar so bolj produktivni.
• Nakit, zlasti angažiranje obročki. Takšno priljubljenost volframovo vezana na njegovo trdnost, za zakonski par, ki simbolizira moč odnosov, kot tudi videz. Značilnosti polirana volfram v obliki, tako da je za zelo dolgo časa ohranja ogledalo, sijoč videz.
• Kroglice za kemične svinčnike razkošje.

Zmaga - volframove zlitine

Približno v drugi polovici leta 1920, so številne države začele proizvedenih zlitin za rezalna orodja, ki so pripravljene iz volframovega karbida in kobalta kovine. V Nemčiji, na primer zlitina imenuje Vidya, v Združenih državah Amerike - Karbolit. V Sovjetski zvezi je na primer zlitina imenuje "zmago." Te zlitine so bili odlični za obdelavo izdelkov iz litega železa. Zmaga je keramično kovinska zlitina z zelo visoko stopnjo varnosti. Narejena je v obliki plošč različnih oblik in velikosti.

Pobedita dodelava je naslednji: sprejme volframovega karbida v prahu, prah niklja ali kobalta, in vse zmešamo in pritisne v posebnih kalupih. Pritisna plošča tako podvržemo nadaljnji toplotni obdelavi. To daje zelo težko zlitine. Te plošče se ne uporablja samo za rezanje litega železa, ampak tudi za proizvodnjo vrtalnih orodij. Plošče pobedita spajka na oprema za vrtanje uporabo bakra.

Razširjenost volframa v naravi

Ta kovina je zelo malo širjenje v okolje. Po vseh elementov 57 poteka in je prisotna kot Clark volframa. Prav tako je kovina minerali - scheelite in wolframite. Volfram seli v podtalnico ali ionsko take ali v obliki različnih spojin. Toda največja koncentracija je zanemarljivo v podtalnici. To je le nekaj stotink mg / l in praktično ne spremenijo svoje kemijske lastnosti. Volfram se lahko sprosti tudi v naravnih vodnih teles iz rastlin, odpadne vode in tovarn.

Vpliv na človeško telo

Volfram težko pride v stik z vodo ali hrano. Obstaja lahko tveganje vdihavanja volframovih delcev skupaj z zrakom na delovnem mestu. Kljub spada v kategorijo težkih kovin, volfram je nestrupen. Volfram zastrupitev pride le pri tistih, ki so povezani s proizvodnjo volframa. Stopnja kovinski učinek na telo je lahko drugačna. Na primer, volframovega prahu, volframov karbid in take snovi kot anhidritnega volframovega kisline, lahko povzroči poškodbo pljuč. Njeni glavni simptomi - slabo počutje, povišana telesna temperatura. Resnejši simptomi pojavijo, kadar zastrupljena volframove zlitine. To se zgodi z vdihavanjem prahu zlitin in vodi k bronhitis, pljučna fibroza.

Kovinski volfram, ki spadajo v človeškem telesu, se ne absorbira v črevesju in postopoma prikazani. Lahko predstavlja veliko nevarnost volfram spojine pripadajo topna. So se odlagajo v vranici, kosti in kože. Dolgotrajna izpostavljenost volframovih spojin se lahko pojavijo simptomi, kot so krhke nohte, luščenjem kože, različnih vrst dermatitisa.

Zaloge iz volframa v različnih državah

Največji volfram viri so v Rusiji, Kanadi in na Kitajskem. Znanstveniki napovedujejo, da na domačem ozemlju nahaja približno 943.000 ton te kovine. Če verjamemo, da te ocene, veliko večino rezerv, ki se nahajajo v južni Sibiriji in na Daljnem vzhodu. Zelo malo je znano, del sredstev - to je le okoli 7%.

Po številu dokazanih nahajališč volframa Rusija je za Kitajsko. Večina od njih se nahajajo na območjih Kabardino-Balkaria in Burjatiji. Toda v teh področjih ni prinesla čistega volframa in njegovega rudo tudi vsebuje molibden, zlato, bizmut, telur, skandij in druge snovi. Dve tretjini prostornine, ki je posledica volframa raziskati vire zmešani ognjevzdržnih rude, kjer je glavni volframosoderzhaschim mineralna scheelite. rude vplačan legkoobogatimyh za samo tretjino proizvodnje. Značilnosti volframa, proizvedenega v Rusiji, je nižja kot v tujini. Rude vsebuje velik odstotek volframovega trioksida. V Rusiji, zelo malo metal naplavinah. Volframa pesek so tudi slabe kakovosti z veliko oksidov.

Volframa v gospodarstvu

Svetovna proizvodnja volframovo začelo rasti od okoli leta 2009, ko sem začel, da si opomore azijske industrije. Največji proizvajalec volframa je Kitajska. Na primer, v letu 2013 je delež proizvodnje v tej državi predstavljali 81% svetovne oskrbe. Približno 12% povpraševanja po volframa, povezanih s proizvodnjo svetlobna telesa. Po mnenju strokovnjakov, bo uporaba volframa na tem področju se zmanjša med zdravljenjem z LED in fluorescenčnih sijalk v domačem okolju in na delovnem mestu.

Domneva se, da bo prišlo do večje povpraševanje po volframa v proizvodnji elektronske opreme. Visoka odpornost na obrabo volframa in njeno sposobnost, da ohrani električne energije bo to najbolj primerna kovina za proizvodnjo regulatorjev napetosti. Vendar pa je z vidika povpraševanja je še vedno zelo majhen, in ocenjuje se, da do leta 2018 se bo povečala le za 2%. Vendar pa glede na Znanstveniki napovedujejo, da naj bi v bližnji prihodnosti zgodilo povečano povpraševanje po cementnega karbida. To je posledica rasti avtomobilske proizvodnje v ZDA, na Kitajskem, v Evropi in povečanje v rudarski industriji. Menijo, da je do leta 2018, se bo povpraševanje po volframa povečala za 3,6%.