THE volfram, sümbol W, aatomnumber 74, on 6. rühma metall TIlu Pperioodiline. Selle peamine omadus on asjaolu, et see on kõrgeima sulamistemperatuuriga metall ja teine kõrgeima sulamistemperatuuriga element, mis on teine süsinik. Sellel on terasele viitav hall värv, õhu käes stabiilne, kuid kuumutamisel põleb.
Volfram sisaldub kahes igapäevases tootes: pastapliiatsid ja hõõglambid (hõõgniitidega). Tööstuses kasutatakse aga volframit laialdaselt nende valmistamisel metallisulamid ja lisandina terasest. Seda leidub ka ehetes ja nutikates akendes, seadmetes, mis suudavad reguleerida asukohale langeva päikesevalguse intensiivsust, parandades energiatõhusust.
Loe rohkem: Metallid - elemendid, mida iseloomustavad heledus, tugevus, soojus- ja elektrijuhtivus
volframi kokkuvõte
See on siirdemetall, mis kuulub perioodilise tabeli 6. rühma, kuuendal perioodil.
See on perioodilise tabeli kõrgeima sulamistemperatuuriga metall.
See on halli värvi ja õhu käes stabiilne.
Suur osa sellest on võetud volframiidist ja šeeliidist.
Seda kasutatakse muu hulgas hõõglampide, pastapliiatsite, ehete, nutiklaaside valmistamiseks.
volframi omadused
Sümbol: W
aatomnumber: 74
aatommass: 183.84 a.m.u.
Ühinemispunkt: 3422 °C
Keemistemperatuur: 5555 °C
Tihedus: 19,3 g/cm³
elektronegatiivsus: 2,36
Elektrooniline levitamine: [Xe] 6s2 4f14 5d4
Keemiline seeria: rühm 6, siirdemetall, d-plokk
Volframi omadused
Volfram on hallikas metall, mille värvus võib meenutada terast. Kõige enam paistab silma selle väga kõrge sulamistemperatuur, 3422 °C, mis on metallide seas suurim ja perioodilises tabeli suuruselt teine, jäädes alla ainult süsinikule. Mõned volframi omadused ja omadused on väga sarnased molübdeeniga, teise 6. rühma elemendiga.
Mis puutub reaktsioonivõimesse, see metall on toatemperatuuril õhu juuresolekul stabiilne, aga kõrgematel temperatuuridel põhjustab see kannatusi põlemine WO3, selle elemendi üks peamisi ühendeid. volfram oksüdeerub kergesti halogeenid, omandades oksüdatsiooniastmed vahemikus +2 kuni +6. See on vastupidav happerünnakule, sealhulgas aqua regiale, kuid oksüdeerivate ainete juuresolekul ründavad seda kiiresti sulaalused.
Volframi esinemine ja tootmine
volfram on 18. arvukusega element Maakoor, esineb peamiselt volframiidi (või volframiidi), (Fe, Mn) WO maakides4, scheeliit (CaWO4), ferberiit (FeWO4) ja hubnerite (MnWO4). Esimesed kaks, volframiit ja šeeliit, suure WO sisaldusega3, on peamised allikad sellest metallist üle maailma.
Suurem osa planeedi volframist asub Hiina, Venemaa, Vietnam, Hispaania ja ColorjaMa läksin põhjast. Hiina varud moodustavad enam kui poole kogu planeedist, kusjuures Hiina moodustab üle 80% maailma volframitoodangust. THE Brasiilia sellel on volframiidivarud Pará, Rondônia, Rio Grande do Suli, Santa Catarina ja São Paulo osariikides ning scheeliidivarud Seridó piirkonnas Paraíba ja Rio Grande do Norte vahel. Brasiilia volframivarud moodustavad umbes 1% maailma koguvarust.
Selle tootmiseks ja hankimiseks ennekõike volframimaagid peavad läbima füüsilise purustamise ja jahvatamise. Seejärel on üks volframi saamise viise sulatamine naatriumkarbonaadiga (Na2CO3) kõrgel temperatuuril, tekitades naatriumvolfraati (Na2WO4), mis on lahustuv vees.
lisamine vesinikkloriidhape tekitab volframhapet, mis hiljem muundatakse volframoksiidiks VI, WO3kaltsineerimise teel (keemiline meetod, mille käigus proove muudetakse kõrgel temperatuuril). WO-st3, on võimalik toota metallilist volframi redoks-redaktsiooni teel gaasilise vesinikuga või süsinikuga kõrgel temperatuuril. Mõnikord toodetakse volframist, WC-st või W-st karbiidi (või karbiidi).2C, lõpptootena, mida tuntakse karbiidina.
Loe rohkem: Kaevandamine – koosneb maa-aluste maakide kaevandamisest ja töötlemisest
Volframirakendused
Tööstuslikus ja kaubanduslikus mõttes kasutatakse volframkarbiidi laialdaselt a kiirlõike- ja puurimistööriistade katmine, puuriteradena, kuna sellel on kõrge kõvadus ja kõrge mehaaniline vastupidavus.
Volfram on ka a hea lisand terasele, mida kasutatakse kiirterase (8% kuni 20% W) ning tööriista- ja stantsteraste (5% kuni 18% W-st) tootmisel. Neid terasmodaalsusi kasutatakse kulumiskindlate lõikematerjalide ja -terade valmistamisel.
Ühiskondade igapäevaelule lähemal on volfram a hõõglampide põhikomponent, mis on selle põhikomponent metallist filament nendest lampidest. Volframi kasutamine neis lõpetas süsiniku, osmiumi ja tantaali kasutamise filamentidena. Kuigi süsiniklambid, mille on välja töötanud Thomas Edison, kestis paar tundi, osmium omad olid väga kallid ja tantaal omad väga haprad.
Volframit kasutatakse ka pastapliiatsite tootmine, mille leiutas ungarlane László Biró ja mida Euroopas populariseeris Marcel Bich. Nendes pastakates kantakse tint paberile pliiatsi otsas oleva veereva kuuli kaudu. Kuna see kera pidi olema suure kõvaduse ja tihedusega, osutus volfram suurepäraseks kandidaadiks just seetõttu, et see sisaldas selliseid omadusi.
Volframil on rakendus ehete valmistamine, kuna see on hüpoallergeenne materjal, mille tihedus on lähedane kullale ja on vastupidav kriimud, deformatsioonid ja kriimud, lisaks praktiliselt püsiv läige, st pole vaja poleerida konstandid. volframrõngad, näiteks on väga nõutud nende hea vastupidavuse, välimuse ja kõvaduse poolest, lisaks on neil muidugi madalam hind võrreldes väärismetallide liitudega.
Volframi tehnoloogilisem kasutamine on sisse lülitatud nutikate akende tootmine (nutikad aknad), millel on elektrokroomne kile, mis suudab juhtida keskkonda langeva valguse ja soojuse intensiivsust, tagades koha suurema valgus- ja energeetilise efektiivsuse. Sellised seadmed on juba ilmumas turule nii autodes kui ka kinnisvaras üldiselt ning neid saab kaugjuhtida.
Loe rohkem:Luminofoorlampide ja hõõglampide erinevused
volframi ajalugu
Volframil on a intrigeeriv lugu sinu nimest, või õigemini nende nimed, kuna seda tuntakse ka kui wolfram, germaani ja slaavi keeles.
1783. aastal Hispaanias vennad Juan José ja Fausto Delhuyar olid esimesed, kes eraldasid volframi puhta elemendina, mille päritolu oli mineraal volframiit. Seejärel otsustasid Hispaania vennad uue elemendi kutsuda wolfram (tõlge jaoks wolfram), päritolumaagi tõttu. Nimi wolfram on tuletatud saksa keelest, hunt rahm, mis tõlkes on ila või hundi sülg, viide tinakadudele volframimaakide töötlemisel.
Kuid vendade Delhuyarite otsus nimetada uus element wolframiks tekitas segadust, kuna kaks aastat varem, aastatel 1779–1781, tekitasid iirlased. Peter Woulfe ja rootslane Carl Wilhelm Scheele avastas täna happelise ühendi hape volfram, mis põhineb mineraalil volframiidil (praegu tuntud kui scheelite, CaWO4). Sellest happelisest ühendist eraldasid nad oksiid volframist VI, WO3.
Kuigi vennad hispaanlased olid ees, isegi selle poolest, et nad suutsid metalli isoleerida, oli uus element ülemaailmselt tuntud ka kui volfram, rootsikeelsete sõnade ristmik tung (raske) ja sten (kivi) ja viidates volframiitmetallile.
Kuigi mõlemad nimed püsivad tänaseni, on volframi rahvusvaheliselt kasutusele võetud sümboliks saksakeelse nimetuse tõttu W. wolfram. Nimi volfram on levinum inglise ja ladina keeles.
volframi harjutused
1. küsimus (Uece)
Pange tähele järgmisi volframi kohta käivaid tsitaate: „Mu onu hindas tema valmistatud volframi tihedust, selle tulekindlust, suurt keemilist stabiilsust […]”; "Paagutatud volframi puudutamise tunne on võrreldamatu."
SACHS, Oliver. onu volfram: Ettevõte taskust.
Volframi puhul märkige õige valik.
a) Volframi elektrooniline jaotus on [Xe] 4f14 5d6.
b) Kuulub perioodilise tabeli 5. rühma.
c) See on siirdemetall, millel on kõrge sulamistemperatuur.
d) See asub perioodilise tabeli viiendal perioodil.
Vasta: täht C
Alternatiivide hulgas on volframi puhul õige täht C, kuna see element on metall üleminek (rühm 6) ja sellel on tegelikult kõrge sulamistemperatuur (metallide seas kõrgeim ja tabelis kõrgeim Perioodiline).
Väide A on vale, kuna selle jaotus on [Xe] 6s2 4f14 5d4.
Alternatiiv B on vale, kuna see element kuulub perioodilisuse tabeli 6. rühma.
Alternatiiv D on vale, kuna see element asub perioodilise tabeli kuuendal perioodil.
2. küsimus (Uepa)
"Volfram on perioodilise tabeli 3. üleminekureas ainus metall, millel on tõestatud bioloogiline funktsioon. Seda esineb mõnedes bakterites ja ensüümides, mida nimetatakse oksidoreduktaasideks, mängides inimkeha oksidoreduktaasides molübdeeniga sarnast rolli. Volframil on kõigist metallidest kõrgeim sulamistemperatuur, kogu perioodilises tabelis teisel kohal süsiniku järel. See on happekindel ja ainult HNO segu3 + HF lahustab selle kuumana aeglaselt. See talub hästi leeliselisi lahuseid, kuid NaOH või Na-ga sulandumine ründab seda2CO3, muundades volframideks. WO3 seda kasutatakse pigmendina ja ka keraamiliste materjalide värvimiseks. CaWO volframid4 ja MgWO4 need on luminofoorlampe sisemiselt katva valge pulbri komponendid. Naatrium- ja kaaliumvolframaate kasutatakse naha- ja nahatööstuses, verevalkude sadestamisel ja kliinilises analüüsis. Metalli puhastamiseks sulatatakse looduslikud volframid naatriumkarbonaadiga (Na2CO3) kõrgel temperatuuril, mille tulemuseks on naatriumvolfram (Na2WO4), vees lahustuv. Sellest lahusest eraldatakse HCl lisamisel volframhape (H2WO4), mis on teisendatud WO3 pärast kaltsineerimist. Metalliline volfram saadakse WO redutseerimise teel3 redutseeriva gaasiga (H2) kõrgel temperatuuril. Metall saadakse pulbri, filamentide või tahkete vardade kujul"
(Allikas: Química Nova na Escola).
Seoses tekstis avaldatuga on õige öelda, et:
a) CaWO liigid4 ja MgWO4 on Arrenhiuse happed.
b) CaWO liigid4 ja WO3 on aluselised oksiidid.
c) NaOH või Na liigid2CO3 need on Arrenhiuse baasid.
d) reaktsioon Na-liikide vahel2WO4 ja HCl toodab liiki H2WO4.
e) H kaltsineerimine2WO4 toodab volframdioksiidi.
Vasta: täht D
Küsimuse tekstist on väljavõte, mis ütleb: „...mille tulemuseks on naatriumvolfram (Na2WO4), vees lahustuv. Sellest lahusest sadestub HCl lisamisel volframhape (H2WO4)…”, st naatriumvolframaadi ja HCl vahelise reaktsiooni tulemuseks on liik H2WO4, ja seetõttu on mall D-tähe oma.
Alternatiiv A on vale, kuna viidatud keemilised liigid ei ole happed, vaid soolad.
Alternatiiv B on vale kui CaWO4 ei ole oksiid ja pealegi WO3 on happeline oksiid, kuna see pärineb volframhappe dehüdratsioonist:
H2WO4 → WO3 + H2THE
Alternatiiv C on vale, kuna Arrheniuse teooria kohaselt saab aluseks pidada ainult NaOH-d. Selles teoorias on alused liigid, mis suurendavad OH-ioonide kontsentratsiooni vesilahuses. Ja sisse2CO3 ei sisalda oma struktuuris hüdroksiidiooni, seda ei saa Arrheniuse teooria valguses pidada aluseks.
Alternatiiv E on vale, kuna volframhape toodab volframtrioksiidi, mitte dioksiidi.
Autor: Stéfano Araújo Novais
Keemia õpetaja