Wolfram (W): egenskaber, produktion, anvendelse

DET wolfram, symbol W, atomnummer 74, er et gruppe 6 metal af TSkønheden Periodisk. Dets vigtigste kendetegn er, at det er metallet med den højeste smeltetemperatur og det andet grundstof med den højeste smeltetemperatur, næst efter kulstof. Den har en grå farve, der refererer til stål, er stabil i luften, men brænder ved opvarmning.

Tungsten findes i to hverdagsprodukter: kuglepenne og glødelamper (med filamenter). Men i industrien er wolfram meget brugt til fremstilling af metallegeringer og som et tilsætningsstof til stål. Det er også til stede i smykker og smarte vinduer, enheder, der formår at kontrollere intensiteten af ​​sollys, der falder på et sted, hvilket forbedrer energieffektiviteten.

Læs mere: Metaller — elementer karakteriseret ved lysstyrke, styrke, termisk og elektrisk ledningsevne

wolfram resumé

• Det er et overgangsmetal, der er i gruppe 6 i det periodiske system i den sjette periode.

• Det er det metal med det højeste smeltepunkt i det periodiske system.

• Den er grå i farven og er stabil i luften.

• Meget af det er taget fra wolframit og scheelite.

• Det bruges blandt andet til at fremstille glødelamper, kuglepenne, smykker, smarte briller.

wolfram egenskaber

• Symbol: W

• Atom nummer: 74

• atommasse: 183.84 f.m.u.

• Fusionspunkt: 3422 °C

• Kogepunkt: 5555 °C

• Massefylde: 19,3 g/cm³

• elektronegativitet: 2,36

• Elektronisk distribution: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴

• Kemikalieserie: gruppe 6, overgangsmetal, d-blok

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen ;)

Tungsten Karakteristika

Wolfram er et gråligt metal, hvis farve kan minde om stål. Det, der skiller sig mest ud, er dets meget høje smeltepunkt, 3422 °C, den største blandt metaller og den næststørste i det periodiske system, kun næst efter kulstof. Nogle egenskaber og karakteristika ved wolfram minder meget om molybdæn, et andet grundstof i gruppe 6.

Hvad angår reaktivitet, dette metal er stabilt i nærværelse af luft ved stuetemperatur, men ved højere temperaturer ender det med at lide forbrænding WO₃, en af ​​hovedforbindelserne af dette grundstof. wolfram oxideres let af halogener, opnår oxidationstilstande i området fra +2 til +6. Det er modstandsdygtigt over for syreangreb, herunder aqua regia, men angribes hurtigt af smeltede baser i nærvær af oxidationsmidler.

Forekomst og produktion af wolfram

wolfram er det 18. mest udbredte element af Jordens skorpe, der hovedsageligt forekommer i wolframit (eller wolframit), (Fe, Mn) WO malme₄, scheelite (CaWO₄), ferberit (FeWO₄) og hubnerite (MnWO₄). De to første, wolframit og scheelite, med højt indhold af WO₃, er hovedkilder af dette metal rundt om i verden.

Det meste af planetens wolfram er placeret i Kina, Rusland, Vietnam, Spanien og FarveogJeg skulle fra nord. Kinesiske reserver repræsenterer mere end halvdelen af ​​hele planeten, hvor Kina tegner sig for mere end 80% af verdens wolframproduktion. DET Brasilien den har wolframitreservater i staterne Pará, Rondônia, Rio Grande do Sul, Santa Catarina og São Paulo og scheelite i Seridó-regionen mellem Paraíba og Rio Grande do Norte. Brasilianske wolframreserver udgør omkring 1 % af verdens samlede mængde.

For dets produktion og indkøb, først og fremmest, wolframmalme skal gennemgå fysiske knusnings- og formalingsprocesser. Derefter er en af ​​måderne at opnå wolfram på ved fusion med natriumcarbonat (Na₂CO₃) ved høj temperatur, hvilket producerer natriumwolframat (Na₂WO₄), hvad er opløselig i vand.

tilføjelsen af saltsyre genererer wolframsyre, senere omdannet til wolframoxid VI, WO₃, via kalcinering (kemisk metode, hvor prøver omdannes ved høje temperaturer). af WO₃, er det muligt at fremstille metallisk wolfram via redox med hydrogengas eller med kulstof ved høj temperatur. Nogle gange er der produktion af hårdmetal (eller karbid) fra wolfram, WC eller W₂C, som et slutprodukt, kendt som carbid.

Læs mere: Minedrift - består af udvinding og forarbejdning af underjordiske malme

Wolfram applikationer

I industrielle og kommercielle termer er wolframcarbid meget udbredt som en belægning af højhastigheds skære- og boreværktøj, som bor til bor, da det har høj hårdhed og høj mekanisk modstand.

Wolframcarbider bruges til at belægge bor og andre skæreanordninger.

Tungsten er også en godt tilsætningsstof til stål, der anvendes til fremstilling af højhastighedsstål (8% til 20% af W) og af værktøjs- og matricestål (5% til 18% af W). Disse stålmodaliteter bruges til fremstilling af slidbestandige skærematerialer og klinger.

Tættere på samfundets dagligdag er wolfram en hovedkomponenten i glødepærer, der er hovedkomponenten i metallisk filament af disse lamper. Brugen af ​​wolfram i dem dekreterede afslutningen på brugen af ​​kulstof, osmium og tantal som filamenter. Mens kulstoflamper, udviklet af Thomas Edison, varede et par timer, osmium var meget dyre og tantal var meget skrøbelige.

Wolfram bruges også i produktion af kuglepenne, opfundet af ungareren László Biró og populariseret i Europa af Marcel Bich. I disse penne aflejres blæk på papiret via en rullende kugle i spidsen af ​​pennen. Da denne kugle skulle have høj hårdhed og tæthed, viste wolfram sig at være en fremragende kandidat, netop fordi den indeholdt sådanne egenskaber.

De små kugler på spidsen af ​​kuglepenne er lavet med wolfram.

Tungsten har ansøgning i smykkefremstilling, da det præsenterer sig selv som et hypoallergent materiale, med en tæthed tæt på guldets, og er modstandsdygtigt over for ridser, deformationer og ridser, ud over en praktisk talt permanent glans, det vil sige ingen behov for polering konstanter. wolfram ringe, er for eksempel meget eftertragtede for deres gode holdbarhed, udseende og hårdhed, udover at de naturligvis har en lavere pris sammenlignet med de ædleste metalalliancer.

Wolframforbindelser er sammensat af smarte briller, der er i stand til at kontrollere lysindfaldet i miljøet.

En mere teknologisk brug af wolfram er på vej fremstilling af smarte vinduer (smarte vinduer), som har en elektrokrom film, der er i stand til at kontrollere intensiteten af ​​lys og varme, der falder ind i et miljø, hvilket sikrer stedets større lysende og energiske effektivitet. Sådanne enheder dukker allerede op på markedet, både i biler og i fast ejendom generelt, og kan fjernstyres.

Læs mere:Forskelle mellem fluorescerende og glødelamper

wolfram historie

Tungsten har en spændende historie om dit navn, eller rettere deres navne, da det også er kendt som wolfram, på germanske og slaviske sprog.

I 1783, i Spanien, brødrene Juan José og Fausto Delhuyar var de første til at isolere wolfram som et rent grundstof med mineralet som sin oprindelse wolframit. De spanske brødre besluttede derefter at kalde det nye element wolfram (en oversættelse til wolfram), på grund af den oprindelige malm. Navnet wolfram er afledt af det tyske, ulv rahm, som oversættes som savle eller ulvespyt, en henvisning til tintab under forarbejdning af wolframmalme.

Imidlertid skabte den beslutning, som Delhuyar-brødrene tog om at navngive det nye element som wolfram, en vis forvirring, da irerne to år tidligere, mellem 1779 og 1781, Peter Woulfe og det svenske Carl Wilhelm Scheele opdagede en sur forbindelse i dag syre wolfram, baseret på mineralet wolframit (nu kendt som scheelite, CaWO₄). Fra denne sure forbindelse isolerede de oxid af wolfram VI, WO₃.

Selvom de spanske brødre var foran, selv for at have formået at isolere metallet, var det nye element også kendt verden over som wolfram, en samling af svenske ord tung (tung) og sten (sten) og henviser til wolframitmetal.

Men selvom begge navne eksisterer den dag i dag, er det internationalt vedtagne symbol for wolfram W, på grund af det tyske navn wolfram. Navnet wolfram er mere almindeligt på engelsk og latin.

wolfram øvelser

Spørgsmål 1 (Uece)

Bemærk følgende citater om wolfram: "Min onkel værdsatte densiteten af ​​den wolfram, han fremstillede, dens ildfasthed, dens store kemiske stabilitet […]"; "Følelsen af ​​at røre ved den sintrede wolfram er uforlignelig."

SACHS, Oliver. onkel wolfram: Selskab af lommen.

For wolfram skal du markere den sande mulighed.

a) Den elektroniske distribution af wolfram er [Xe] 4f¹⁴ 5d⁶.

b) Tilhører gruppe 5 i det periodiske system.

c) Det er et overgangsmetal med et højt smeltepunkt.

d) Det er placeret i den femte periode af det periodiske system.

Svar: bogstavet C

Blandt alternativerne er den, der er sand om wolfram, bogstavet C, da dette grundstof er et metal af overgang (gruppe 6) og har faktisk et højt smeltepunkt (det højeste blandt metaller og det næsthøjeste i tabellen Periodisk).

Udsagn A er forkert, da dens fordeling er [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴.

Alternativ B er forkert, da dette grundstof tilhører gruppe 6 i det periodiske system.

Alternativ D er forkert, da dette grundstof er placeret i den sjette periode af det periodiske system.

Spørgsmål 2 (Uepa)

"Wolfram er det eneste metal i 3. overgangslinje i det periodiske system med en dokumenteret biologisk funktion. Det forekommer i nogle bakterier og i enzymer kaldet oxidoreduktaser, og spiller en rolle på samme måde som molybdæn i oxidoreduktaser i den menneskelige krop. Wolfram har det højeste smeltepunkt af alle metaller, kun næst efter kulstof i hele det periodiske system. Det er syrefast og kun HNO-blanding₃ + HF opløser det langsomt, når det er varmt. Det modstår godt over for alkaliske opløsninger, men angribes af fusioner med NaOH eller Na₂CO₃, omdannelse til wolframat. WO₃ det bruges som pigment og også til at farve keramiske materialer. CaWO-wolframaterne₄ og MgWO₄ de er komponenter i det hvide pulver, der belægger lysstofrør indvendigt. Natrium- og kaliumwolframater bruges i læder- og hudindustrien, til udfældning af blodproteiner og i kliniske analyser. Til metalrensning udsættes naturlige wolframater for fusion med natriumcarbonat (Na₂CO₃) ved høj temperatur, hvilket resulterer i natriumwolframat (Na₂WO₄), opløseligt i vand. Fra denne opløsning, efter tilsætning af HCl, vil wolframsyre (H₂WO₄), som omdannes til WO₃ efter kalcinering. Metallisk wolfram opnås gennem reduktion af WO₃ med reducerende gas (H₂) ved høj temperatur. Metallet fås i form af pulver, filamenter eller massive stænger"

(Kilde: Química Nova na Escola).

Med hensyn til det, der er afsløret i teksten, er det korrekt at sige, at:

a) CaWO arten₄ og MgWO₄ er Arrenhius-syrer.

b) CaWO-arter₄ og WO₃ er basiske oxider.

c) NaOH- eller Na-arten₂CO₃ de er baser af Arrenhius.

d) reaktionen mellem Na-arter₂WO₄ og HCl producerer arten H₂WO₄.

e) kalcinering af H₂WO₄ producerer wolframdioxid.

Svar: bogstavet D

Der er et uddrag fra teksten til spørgsmålet, der siger: "... resulterer i natriumwolframat (Na)₂WO₄), opløseligt i vand. Fra denne opløsning udfælder der ved tilsætning af HCl wolframsyre (H2WO4)...", dvs. reaktionen mellem natriumwolframat og HCl resulterer i art H₂WO₄, og derfor er skabelonen den for bogstavet D.

Alternativ A er forkert, da de nævnte kemiske arter ikke er syrer, men salte.

Alternativ B er forkert som CaWO₄ er ikke et oxid, og desuden WO₃ er et surt oxid, da det stammer fra dehydrering af wolframsyre:

H₂WO₄ → WO₃ + H₂DET

Alternativ C er forkert, da det ifølge Arrhenius' teori kun er NaOH, der kan betragtes som en base. I denne teori er baser arter, der øger koncentrationen af ​​OH-ioner i vandig opløsning. Og i₂CO₃ ikke har i sin struktur hydroxidionen, kan den ikke ses som grundlag i lyset af Arrhenius' teori.

Alternativ E er forkert, da wolframsyre producerer wolframtrioxid og ikke dioxid.

Af Stéfano Araújo Novais
Kemi lærer