Volframov valenca. Lastnosti in uporaba volframa

Več člankov bo omogočilo, da se seznanijo s fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi volframa, si oglejte podrobnosti svojega bivanja v naravi, kraj proizvodnje, odprtjem zgodbe, in več.

Volfram (W)

Tungsten - je element periodnega sistema Mendelejev je 74. atomsko število ustreza latinske W. znakov V običajnih razmerah ima barvo sivo-srebrni, svetleče, težko. Od vseh kovin volframa v najbolj neodzivna. Višja kot je W, tališča Samo nekovine - ogljiku. Ima visoko odpornost na kemikalije. Valence volframa - spremenljiva.

Zgodovina odkritja

Švedski kemik Carl Wilhelm Scheele leta 1781, ki se ukvarjajo s predelavo scheelite dušikovo kislino, bi proizvodnjo volframovega trioksida - "težka kamen" rumeno. Dve leti kasneje, že v 1783-m, dva brata Eluard, kemiki prvotno iz Španije, javnost je bila obveščena, da bi lahko dobili od volframit nove kovine in oksida - volframa.

Sodobna ZDA, Francija in Velika Britanija se uporablja ime volframa za volframa, ki prevaja iz švedščini kot "težko kamen". Prvotno je beseda pomenila Wolframium mineralno volframit. Kasneje je prešla na samo kovino.

Volframa v naravi

Po izračunih Vinogradova, Clarke številom volframov zemeljski skorji je približno 1,3 g / t. Povprečna vsebnost skale gorske verige, R / T: kisle kamnine - 1,9, povprečno - 1,2, osnovna - 0,7 ultrabasic - 0,1.

Največje zaloge te kovine je osredotočena na Kitajskem, v ZDA, Kanadi in Kazahstanom, države, kot so Bolivija, na Portugalskem, v Uzbekistanu, Rusiji in Južni Koreji imajo majhen v primerjavi z zalogami omenjenih držav. V leto proizvede približno 49-50.000.000 ton, od tega 41, ki jih proizvaja na Kitajskem, delež Rusije ustreza 3,5 tone, Kazahstan - 0,7, in Avstralija - 0,5 ton.

V industriji, je glavna vloga namenjena volframit in scheelite. Minerali volframit pogosto osredotočena na Granita skalah in njihova povprečna koncentracija ustreza eni ali dveh odstotkov. Večina držav, ki proizvajajo izvozniki volframa. . Cena te kovine je precej visok in se lahko spreminja glede na znamko in tip, v katerem se prodaja (od 2172 do 6250560 rub.). Glavni izvozniki iz volframa šteje UK, Kitajska in Avstralija. Uvozijo v velikih količinah ZDA, Nemčija, Anglija in Japonska.

Metode za pripravo

Priprava volframa - postopek sestavljen iz več primarnih korakov. Prva Izoliran trioksid WO ₃ od koncentrati rud s postopkom obnovitve po tekoč do kovinskega prahu z vodikom pod pogoji od okoli 700 ° C Zaradi izredno visoka tališča najboljši način, da bi dobili te kovine so sredstva za metalurgijo prahu. V prvem koraku se pritisne volframov prah, nato damo v atmosferi vodika in sintra v pogojih okoli 1200-1300 ° C. Nadalje podvržemo električnega toka in temperature ogrevanja destiliramo do tri tisoč stopinj, ta proces spremljajo sintranjem, in kovinsko spremeni v monolit. Kasnejše priprava volframa in čiščenjem iz nastale monolitnih materialih pojavijo pri pogojih talilno območje. Vendar volframov prah - to ni edina oblika pripravka, ki kovin. Pri pripravi W iz pirolize kloridov jih lahko pridobi že v kovinski obliki, ne pa v kompaktno in prahu.

značilnosti kemične kakovosti

Tungsten je valenca spremenljivke značaja, od dva do šest. Najbolj stabilna oblika je na šestem valence. Di in trivalentna oblike spojin so nestabilne in nimajo posebnega pomena, v praksi ne uporablja. Volfram je zelo odporen proti koroziji kovin. Sobna temperatura omogoča, da se vzdržuje konstantna položaj, ne da bi bilo predmet proti koroziji; doseže temperatura žarenje začne oksidirajo in tvorijo volframovega oksida (VI). Je drugi v vrsti stresa in stroškov v ozadju vodika. Praktično netopen v fluorovodikova in razredčene žveplove kisline. Dušikove kisline in aqua regia vzrok Postopek površinske oksidacije. Raztapljanje možne vodikovega peroksida.

Zmes fluorovodikove in dušikove kisline raztopi tudi volfram:

2W + 4HNO ₃ + 10HF razmerju WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (sproščanje plina) + 7H ₂ O.

V prisotnosti oksidantov lahko reagira s staljenim alkalij:

2W + 4NaOH ₃ + 3O ₂ A 2Na ₂ WO ₄ + 2H ₂ O.

Zgornji primeri reakcij nadaljevali zelo počasi, ampak doseže raven 400 ° C in volframa samosegrevanjem reakcijskega postopka je pospešeno, hkrati tvori veliko količino toplote. Reakcije, ki vključujejo porabo kisika, ki doseže oznaka 500 ° C, za kovino sam začel, da se segreje.

Raztopimo v zmesi fluorovodikove in dušikove kisline vodi do tvorbe geksaftorvolframovoy kisline - _H2 [WF _6]. Od vseh znanih volframove spojine obravnavanem najpomembnejši anhidrid volframovega trioksida ali volfram, volframat, peroksi spojino s Me ₂ Wo _{X, snov,} pridobljen iz S, C, in halogena skupine elementov.

Lastnosti fizične narave

Volfram je svetlo siv svetleča kovina. Temperatura Volfram med taljenjem in vre doseže najvišjo Zvišane Celzija v primerjavi z drugimi kovinami. Obstajajo špekulacije, da ima siborgij še večje taljenje uspešnost in vrelišča, ampak zaradi dejstva, da je on "živi" zelo majhna, je nemogoče z gotovostjo reči, saj ni bilo dokazano s poskusom. Volfram začne taliti pri 3695 K, medtem ko vre, doseže 5828 K. W Čista gostota je blizu zlato - 19.25 gramov na kubični centimeter. On je značilna paramagnetnih lastnosti. V skladu s Brinellu trdoti merjenje parametrov je 488 kg / ^mm2. Na dvajset stopinj ima Celzija odpornostjo 55 x 10 ^-9 Ohm * m, vendar v pogojih temperaturi 2700 ° indeksa C upornost poveča do 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Odbiti zvok iz volframa premakne s hitrostjo 4290 m / c.

Ena od težkih kovin z visoko trdoto in tališčem veliko premišljeno volframa. Lastnosti, ki so neločljivo povezana z njo, določitev vrednosti na svetovnem trgu in omogočajo široko uporabo. Sposobnost, da prenesejo višje temperature omogoča obsežne uporabe volfram. Žice, listi in še veliko več vam omogočajo, da ustvarijo mehanizme, ki služijo mnogo, mnogo let. Navzven podobno platine. V čistem stanju, ko je segreto do 1600 ° C, lahko pa so bili lažni.

Uporaba čiste kovine

Osnovna metoda uporabe volfram - temelj kot ognjevarnega materiala v metalurški industriji.

Plastične in ognjevzdržnih lastnosti - to je tisto, kar je znano za volframa. Žica iz te kovine je nepogrešljiva pri napravah, namenjenih za razsvetljavo. Slika cevi in druge cevi z vakuumom se tudi pogosto uporablja W.

Argon obločno varjenje ne more storiti brez elektrod s volframa. Vakuumska odpornost peč uporabiti tudi kot grelnega elementa, in ta kovinske zlitine uporabimo kot renija termoelementom.

Visoka gostota omogoča, da jo uporabljajo kot podlago za težka tipa zlitine, ki se uporablja kot protiutež za-prebojnimi jedro Sabot in izstrelek sagitalno topništvo lupine, jedro za-prebojnimi streliva in celo žiro stabilizacijski flying balistično raketo.

Volfram lahko služi kot odlično sredstvo za vrste ionizirajočega sevanja. Čeprav ima večjo gostoto in, še posebej, če v primerjavi z običajnim svinca, po teži enaki ravni, ki zagotavlja zaščito oblačil ali opreme, ki se nahaja v lažje njegova uporaba. Infusibility lastnosti in trdoto otežujejo obdelavo, in zato v takih primerih pogosto zlitine volframa in niklja, kot tudi železo, baker in druge kovine.

V industriji, da ustvarite različne trdne proizvode uporabljajo volfram. USA, volframov prah, in palici elektrode - ena izmed najpogostejših oblik proizvodnje W.

Uporaba spojin

Obdelava različnih kovin, kot tudi snovi, ki sestavljajo nekovinski naravo inženirskih konstrukcij, vrtanje in rudarstvo proces z uporabo močnih zlitine in kompoziti vrste materialov na osnovi volframovega karbida, zmes titanovega karbida, tantalov karbid in volframovega karbida. Žigi volframov iz teh snovi so razdeljene v T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 in VK6 VK4. Žigi TT skupina uporablja samo za zelo težkih pogojev obdelave na povečane zahtevnosti. Zelo nazoren primer lahko služi kot šoku Postopek rotacijskega vrtanja luknjač ali trpežnega materiala, ki proizvaja kovanje jekla z visoko odpornost na toploto. W se uporablja kot zlitinski element za jekla in zlitine na osnovi železa. "Visoka hitrost" jeklena črkovne oznake, ki se začnejo z P, več kot 90% deleža obsega volfram.

Včasih so različni volframove spojine uporabimo kot katalizatorje ali pigmentov, visoke temperature maziva za prehod na toplotne energije v električno obliki.

Volfram in biologija

Volfram kovina ni pomembno v biologiji, vendar nekatere bakterije in arheje kot del njihovih encimov ima to komponento, ki je v aktivnem mestu. Približno globoko viri hidrotermalne tip Archaebacteria živo-hipertermofilnih, se šteje, odvisno od obligately volframa. Prisotnost te kovine v encimski sestavi se šteje kot ostanek v zgodnjem arhaik obdobju, z drugimi besedami, lahko privoščijo, da predpostavimo, da je zgodnji pojav življenja na Zemlji je potekala v sodelovanju z W.

Kot pretežni del drugih kovin, volframov prah draži dihala.

oblike izotopi

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsten naravnega izvora obsega zmes petih različnih oblik izotopov, in sicer: ¹⁸⁰ W (0.135 mas.%), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) in ¹⁸⁶ W (28,41%). Valenca volframov spremenljiva, in vedno ustreza številu 2 do 6, v kateri koli obliki izotopa.

Do leta 2016 je bilo že znano, šestintrideset umetnih umetne oblike volframa označene radionuklidov z množičnimi številke 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Odprta volfram naravno radioaktivnost je bila v letu 2003, vendar je njegova stopnja je izredno nizka, kar ustreza približno dve razgradenj na gram letno, in stanje tega razpada je kovina α-aktivnost.

Na koncu

Večina obstoječih ognjevzdržnih kovine je volframa. Lastnosti neločljivo, nam omogočajo, da bi našli prostor v raznovrstnih človeških dejavnosti, industrijskih, od inženiringa in konča z zaščito pred sevanjem. Metal je bil odprt približno dvakrat, dve leti narazen, vendar niti Scheele niti bratje Eluard ni res, trdijo, da so jim v čast svojega odkritja. Valenca volframa je spremenljiva in ima vrednost od dveh do šestih, ampak, kot že rečeno, najbolj stabilna oblika ima šest valenco. To je zelo odporen proti koroziji, lahko reagirajo z alkalijami in raztopimo v zmesi fluorovodikove in dušikove kisline.

Žigi volframov razdeli na veliko število vrst v skladu z metodo izvedbe, oblika, v kateri je kovina, in njeno področje uporabe. Obstaja veliko oblik njenega izotopom, in element v naravi je slabo označena radioaktivne lastnosti in zelo počasi razpade. Osnova za množico delov in rezervnih delov, široka paleta naprav in opreme, ki ga človek, ki se uporabljajo, je volfram. Tudi cena za kilogram kovine je precej visoka, vendar kljub temu ne zmanjšuje povpraševanje po njej, zaradi svoje kakovosti, ustreza vrednosti, ki je prosil za.