טונגסטן - מה זה? מידת החמצון של טונגסטן. תחומי יישום של טונגסטן

טונגסטן - יסוד כימי אשר מספר אטומי שווה 74. זה מתכת כבדה, שבה פלדה אפורה חוזק גבוה לבן, אשר מקלה בהרבה מקרים הכרחיים. נקודת התכה זה גבוה יותר מזה של כל מתכת אחרת, ולכן הוא משמש חוטים של מנורות הלהט וגופי חימום תנורים חשמליים (לדוגמא, סגסוגת זירקוניום-טונגסטן). אלמנט לכימיה מאפשר את השימוש בו כזרז. קשיות אקסטרים עושה אותו מתאים לשימוש ב "HSS", המאפשר לחתוך חומרים עם מהירות גבוהה יותר מאשר פלדה פחמן, ועל superalloys. קרביד טונגסטן אלמנט למתחם פחמן הוא אחד החומרים הקשים ביותר הידועים ומשמשים לייצור הטחינה וכלים מפנים. טונגסטטים של סידן ומגנזיום נמצאים בשימוש נרחב מנורות פלורסנט, ותחמוצות טונגסטן - לתוך דיו גלזורה.

היסטוריה של גילוי

ההנחה על קיומו של מרכיב זה הוצעה לראשונה בשנת 1779 על ידי פיטר וולף, כשהוא בחן wolframite מינרליים והגיע למסקנה כי הוא חייב להכיל חומר חדש. בשנת 1781 קרל וילהלם שלה הוברר כי חומצה חדשה ניתן הייתה לקבל tungstenita. ת'וברן Scheele וברגמן הציעו לשקול מקבלים מתכת חדשה על ידי הפחתה של tungstenovoy החומצה, הנקרא. בשנת 1783, שני אחים, חוסה ו פאוסטו Elguyar למצוא חומצה טונגסטן, אשר היה זהה tungstenovoy. באותה שנה האחים הצליחו לבודד טונגסטן ממנו, באמצעות פחם.

במהלך מלחמת העולם השנייה, יסוד כימי זה שיחק תפקיד ענק. התנגדות מתכת לטמפרטורות גבוהות, וסגסוגות טונגסטן קשיחות הקיצונית עשויות חומר גלם חשוב לתעשייה הצבאית. הצדדים הלוחמים להפעיל לחץ על פורטוגל כמקור העיקרי של wolframite באירופה.

להיות בטבע

האלמנט מתרחשת wolframite הטבע (Fewo ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), ו פרבר Gyubnera. פיקדונות חשובים של מינרלים אלה נמצאים בארצות הברית בקליפורניה וקולורדו, בוליביה, סין, דרום קוריאה, רוסיה ופורטוגל. סין מחזיקה כ 75% מהייצור העולמי של טונגסטן. מתכת מתקבלת על ידי הפחתת תחמוצת עם מימן או פחמן.

עתודות העולם נאמד בכ -7 מיליון טונות צפוי כי 30% מהם -. פיקדונות wolframite ו 70% - scheelite. בשלב זה, הפיתוח שלהם אינו יתרון מבחינה כלכלית. ברמות צריכות נוכחי עתודות אלה תימשכנה רק 140 שנים. מקור רב ערך נוסף של טונגסטן הוא גרוטאות מתכת.

תכונות עיקריות

טונגסטן - אלמנט, אשר מסווג מתכות מעבר. W סמל הוא נגזר מן המילה הלטינית wolframium. בטבלה המחזורית, הוא נמצא בקבוצה השישית בין טנטלום ו רניום.

טונגסטן טהור - חומר מוצק, שצבע נע בין פלדה אפורה כדי פח לבן. עם המגע של מתכת והופך פריך וקשה לעבוד איתו, אבל אם לא נעשה כן, אותו ניתן לחתוך עם מסור. בנוסף, זה יכול להיות מזויף, התגלגל וממושך.

טונגסטן - יסוד כימי, נקודת ההיתוך של אשר הוא הגבוה ביותר מבין כל מתכת (C ° 3422). כמו כן יש לו את לחץ האדים הנמוך ביותר. חוזק מתיחה על T> C ° 1650 הוא גם הגדול. האלמנט הוא עמיד מאוד בפני קורוזיה והיא רק מעט חומצות מינרלים רגישות. במגע עם האוויר על משטח מתכת שכבת תחמוצת מגן נוצרה, אבל חמצון טונגסטן לחלוטין בטמפרטורה גבוהה. כאשר הוסיף כמויות קטנות של פלדת קשיותו מגבירה בחדות.

איזוטופים

בטבע טונגסטן מורכב מחמישה radioisotopes, אבל יש להם כזה ארוך חיים שנקטעו, כי הם יכולים להיחשב יציבה. כולם נופלים על הפניום-72 עם פליטה של חלקיקי אלפא (גרעיני הליום המקביל-4). קרינת אלפא הוא ציין רק ¹⁸⁰ W, הקלה ביותר ונדיר של איזוטופים אלה. בממוצע, 1 גרם של טונגסטן הטבעי בשנה מתרחש שתי קרינת אלפא של ¹⁸⁰ W.

יתר על כן, 27 תארו וולפראם איזוטופים רדיואקטיביים מלאכותיים. הכי יציבה מהם הוא ¹⁸¹ W עם מחצית חיים של 121.2 ימים, ¹⁸⁵ W (75,1 ימים), ¹⁸⁸ וואט (69,4 ימים) ו ¹⁷⁸ W (21,6 ימים). כל איזוטופים המלאכותיים האחרים של זמן מחצית החיים הם לא יותר מיום, ורובם - לפחות 8 דקות. יש טונגסטן גם ארבע מדינה "metastable", היציבות ביותר - ^179m W (6,4 דקות).

חיבורים

התרכובות הכימיות של טונגסטן מספר חמצון שינויים 2 עד 6, אשר הנפוץ ביותר הוא שש. האלמנט בדרך כלל בא במגע עם חמצן, להרכיב trioxide צהוב (WO _3), אשר מסיסה בתמיסות בסיסיות מימית בצורת יונים, Tungstate (WO ₄ ^2-).

יישום

מאז טונגסטן יש טמפרטורת התכה גבוהה מאוד רקיע (יכול להיגרר חוט), הוא בשימוש נרחב כמו נורות נימת צינורות ואקום כמו גם גופי החימום של תנורים חשמליים. בנוסף, החומר יכול לעמוד בתנאים קיצוניים. אחד היישומים הידועים שלה - קשת הריתוך עם אלקטרודה טונגסטן תחת גז מגן.

טונגסטן קשה מאוד - סגסוגות נשק כבד מרכיב אידיאלי. הצפיפות הגבוהה משמשת בעיה במשקל, counterweights באוויר ושדרה נטל ליכטות, כמו גם חצים (80-97%). פלדה מהירה, אשר עשוי לחתוך את החומר במהירויות גבוהות יותר פחמן, מכילה עד 18% של החומר. להבי הטורבינה, ללבוש עמידים חלקים ציפויים בשימוש "superalloys" המכיל טונגסטן. סגסוגות כיסויי חום עמיד זו שפועלות בטמפרטורות גבוהות.

התפשטות תרמית של יסוד כימי כמו זכוכית בורוסיליקט, ולכן הוא משמש לייצור חותם זכוכית אל מתכת. מרוכבים המכילים טונגסטן - תחליף מצוין עבור הובלת כדורים וירו. בסגסוגות של ניקל, ברזל או קובלט, הוא עשוי הקשת פגזים. בדיוק כמו קליע לפגוע במטרה באמצעות האנרגיה הקינטית שלה. בשנת מעגלים משולבים של מתחם טונגסטן לעשות טרנזיסטורים. סוגים מסוימים של מחרוזות עבור כלי נגינה עשויים תיל טונגסטן.

השימוש של תרכובות

ההקשיות החריגות של טונגסטן קרביד (W ₂ C, שרותים) הופכות אותו החומר הנפוץ ביותר עבור טחינת כלים מפנים. הוא משמש מטלורגיה, כרייה, נפט תעשיות הבנייה. קרביד טונגסטן משמש גם ביצירת תכשיטים שכן הוא היפואלרגני ואינו נוטה לאבד את הברק שלהם.

מ התחמוצות שלה להפוך את הדובדבן. "ארד" טונגסטן (מה שמכונה בגלל תחמוצות הצבע) משמש צבעים. טונגסטטים של סידן ומגנזיום המשמשים מנורות פלורסנט. גלאי הנצנץ קריסטל Tungstate משמש ברפואה ופיזיקה גרעינית. המלחים משמשים בתעשייה הכימית ותעשיית העור. דיסולפיד טונגסטן הוא חומר סיכה בטמפרטורה גבוהה, יכול לעמוד 500 ° C. חלק תרכובות המכילות טונגסטן, משמשים כזרזים בכימיה.

המאפיינים

המאפיינים הפיזיים הבסיסיים של W כדלקמן:

• המספר האטומי של 74.
• משקל אטומי: 183.85.
• נקודת התכה: 3410 ° C.
• נקודת רתיחה: 5660 ° C.
• משקל: 19.3 גר '/ ס"מ ³ ב 20 ° C.
• מצב חמצון של 2, 3, 4, 5, 6.
• תצורה אלקטרונית: [Xe] 4 ד ו ^{-14 במאי 4} 6 ² ים.