THE volframi, symboli W, atominumero 74, on ryhmän 6 metalli TKaunotar Pjaksollinen. Sen pääominaisuus on se, että se on metalli, jolla on korkein sulamislämpötila ja toinen alkuaine, jolla on korkein sulamislämpötila, toiseksi vain hiili. Sillä on teräkseen viittaava harmaa väri, se on vakaa ilmassa, mutta palaa kuumennettaessa.
Volframia on kahdessa jokapäiväisessä tuotteessa: kuulakärkikynissä ja hehkulampuissa (hehkulangalla). Teollisuudessa volframia käytetään kuitenkin laajalti sen valmistuksessa metalliseokset ja lisäaineena teräs. Sitä on myös koruissa ja älyikkunoissa, laitteissa, jotka onnistuvat säätelemään paikkaan osuvan auringonvalon voimakkuutta parantaen energiatehokkuutta.
Lue lisää: Metallit ovat elementtejä, joille on ominaista kirkkaus, lujuus, lämmön- ja sähkönjohtavuus
volframi yhteenveto
Se on siirtymämetalli, joka on jaksollisen järjestelmän ryhmässä 6 kuudennessa jaksossa.
Se on metalli, jolla on jaksollisen järjestelmän korkein sulamispiste.
Se on väriltään harmaa ja on vakaa ilmassa.
Suuri osa siitä on otettu wolframiitista ja scheeliitistä.
Siitä valmistetaan muun muassa hehkulamppuja, kuulakärkikyniä, koruja, älylaseja.
volframin ominaisuudet
Symboli: W
atominumero: 74
atomimassa: 183.84 a.m.u.
Fuusiopiste: 3422 °C
Kiehumispiste: 5555 °C
Tiheys: 19,3 g/cm³
elektronegatiivisuus: 2,36
Sähköinen jakelu: [Xe] 6s2 4f14 5d4
Kemiallinen sarja: ryhmä 6, siirtymämetalli, d-lohko
Volframin ominaisuudet
Volframi on harmahtava metalli, jonka väri voi muistuttaa terästä. Eniten erottuu sen erittäin korkea sulamispiste, 3422 °C, suurin metallien joukossa ja toiseksi suurin jaksollisessa taulukossa, toiseksi vain hiilen jälkeen. Jotkut volframin ominaisuudet ja ominaisuudet ovat hyvin samankaltaisia kuin molybdeeni, toinen ryhmän 6 alkuaine.
Mitä tulee reaktiivisuuteen, tämä metalli on stabiili ilman läsnä ollessa huoneenlämpötilassakorkeammissa lämpötiloissa se kuitenkin kärsii palaminen WO3, yksi tämän alkuaineen tärkeimmistä yhdisteistä. volframi hapettuu helposti halogeenit, saavuttaen hapetusasteet välillä +2 - +6. Se kestää happohyökkäystä, mukaan lukien aqua regia, mutta sulat emäkset hyökkäävät siihen nopeasti hapettavien aineiden läsnä ollessa.
Volframin esiintyminen ja tuotanto
volframi on 18. runsain elementti Maankuori, jota esiintyy pääasiassa wolframiitissa (tai wolframiitissa), (Fe, Mn) WO-malmeissa4, scheeliitti (CaWO4), ferberiitti (FeWO4) ja hubneriitti (MnWO4). Kaksi ensimmäistä, wolframiitti ja scheeliitti, jossa on korkea WO-pitoisuus3, ovat tärkeimmät lähteet tästä metallista ympäri maailmaa.
Suurin osa planeetan volframista sijaitsee Kiina, Venäjä, Vietnam, Espanja ja ColorjaOlin lähdössä pohjoisesta. Kiinan varannot edustavat yli puolta koko planeettasta, ja Kiinan osuus maailman volframituotannosta on yli 80 prosenttia. THE Brasilia sillä on wolframiittivarantoja Parán, Rondônian, Rio Grande do Sulin, Santa Catarinan ja São Paulon osavaltioissa ja scheeliittiä Seridón alueella Paraíban ja Rio Grande do Norten välissä. Brasilian volframivarat edustavat noin 1 % maailman kokonaisvarannoista.
Sen tuotantoa ja hankintaa varten ennen kaikkea volframimalmeille on suoritettava fyysiset murskaus- ja jauhatusprosessit. Sitten yksi tavoista saada volframia on fuusio natriumkarbonaatin (Na2CO3) korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu natriumvolframaattia (Na2WO4), mikä on liukeneva vedessä.
lisääminen suolahappo tuottaa volframihappoa, joka muunnetaan myöhemmin volframioksidiksi VI, WO3kalsinoinnin kautta (kemiallinen menetelmä, jossa näytteet muunnetaan korkeissa lämpötiloissa). WO: sta3, on mahdollista valmistaa metallista volframia redox-toiminnolla vetykaasun tai hiilen kanssa korkeassa lämpötilassa. Joskus kovametallia (tai karbidia) valmistetaan volframista, WC: stä tai W: stä2C, lopputuotteena, joka tunnetaan karbidina.
Lue lisää: Kaivostoiminta - koostuu maanalaisten malmien louhinnasta ja käsittelystä
Volframi sovellukset
Teollisesti ja kaupallisesti volframikarbidia käytetään laajalti a nopeiden leikkaus- ja poraustyökalujen pinnoitus, poranteränä porakoneisiin, koska sillä on korkea kovuus ja korkea mekaaninen kestävyys.
Volframi on myös a hyvä lisäaine teräkselle, jota käytetään nopean teräksen (8 % - 20 % painosta) ja työkalu- ja muottiterästen (5 % - 18 % painosta) tuotannossa. Näitä teräsmodaliteetteja käytetään kulutusta kestävien leikkausmateriaalien ja terien valmistuksessa.
Lähempänä yhteiskuntien jokapäiväistä elämää volframi on a hehkulamppujen pääkomponentti, joka on sen pääkomponentti metallinen filamentti näistä lampuista. Volframin käyttö niissä päätti hiilen, osmiumin ja tantaalin käytön filamenteina. Vaikka hiililamput, kehittäjä thomas Edison, kesti muutaman tunnin, osmiumvalmisteet olivat erittäin kalliita ja tantaaliset olivat erittäin hauraita.
Myös volframia käytetään kuulakärkikynien tuotanto, jonka keksi unkarilainen László Biró ja jonka Euroopassa popularisoi Marcel Bich. Näissä kynissä muste levitetään paperille kynän kärjessä olevan pyörivän pallon kautta. Koska tämän pallon piti olla korkea kovuus ja tiheys, volframi osoittautui erinomaiseksi kandidaatiksi juuri siksi, että se sisälsi tällaisia ominaisuuksia.
Volframille on sovellus korujen valmistus, koska se on hypoallergeeninen materiaali, jonka tiheys on lähellä kullan tiheyttä ja kestää naarmuja, muodonmuutoksia ja naarmuja, lisäksi käytännössä pysyvä kiilto, eli ei tarvetta kiillotukseen vakioita. volframi renkaat, ovat esimerkiksi kysyttyjä hyvän kestävyyden, ulkonäön ja kovuuden vuoksi, sekä tietysti halvemman hinnan jalometalliliittoihin verrattuna.
Volframin teknologinen käyttö on tulossa älyikkunoiden valmistus (älykkäät ikkunat), joissa on sähkökrominen kalvo, joka pystyy säätelemään ympäristöön tulevan valon ja lämmön voimakkuutta ja varmistamaan paikan paremman valo- ja energiatehokkuuden. Tällaisia laitteita on jo tulossa markkinoille sekä autoissa että yleensä kiinteistöissä, ja niitä voidaan ohjata etänä.
Lue lisää:Erot loistelamppujen ja hehkulamppujen välillä
volframi historiaa
Volframissa on a kiehtova tarina nimestäsi, tai pikemminkin heidän nimensä, koska se tunnetaan myös nimellä wolfram, germaanisilla ja slaavilaisilla kielillä.
Vuonna 1783 Espanjassa veljekset Juan José ja Fausto Delhuyar olivat ensimmäiset, jotka eristivät volframin puhtaana alkuaineena, jonka alkuperä oli mineraali wolframiitti. Espanjalaiset veljet päättivät kutsua uuden elementin wolfram (käännös sanalle wolfram), peräisin olevan malmin vuoksi. Nimi wolfram tulee saksan kielestä, susi rahm, joka käännettynä kuolaa tai suden sylkeä, viittaus tinahävikkiin volframimalmien käsittelyn aikana.
Delhuyarin veljien päätös nimetä uusi elementti wolframiksi aiheutti kuitenkin hämmennystä, sillä kaksi vuotta aiemmin, vuosina 1779-1781, irlantilaiset. Peter Woulfe ja ruotsalainen Carl Wilhelm Scheele löysi tänään happaman yhdisteen happoa volframi, joka perustuu mineraaliin volframiittiin (tunnetaan nykyään nimellä scheelite, CaWO4). Tästä happamasta yhdisteestä he eristivät oksidi volframi VI, WO3.
Vaikka espanjalaiset veljet olivat edellä, vaikka onnistuivat eristämään metallin, uusi elementti tunnettiin maailmanlaajuisesti myös nimellä volframi, ruotsinkielisten sanojen risteys tung (raskas) ja sten (kivi) ja viitaten volframiittimetalliin.
Vaikka molemmat nimet ovat säilyneet tähän päivään asti, kansainvälisesti hyväksytty volframin symboli on W saksalaisen nimen vuoksi. wolfram. Nimi volframi on yleisempi englannin ja latinan kielillä.
volframi harjoitukset
Kysymys 1 (Uece)
Huomaa seuraavat volframia koskevat lainaukset: ”Setäni arvosti valmistamansa volframin tiheyttä, sen tulenkestävyyttä, sen suurta kemiallista stabiilisuutta […]”; "Sintratun volframin koskettaminen on vertaansa vailla."
SACHS, Oliver. setä volframi: Yhtiö taskusta.
Jos kyseessä on volframi, valitse oikea vaihtoehto.
a) Volframin elektroninen jakautuminen on [Xe] 4f14 5d6.
b) Kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 5.
c) Se on siirtymämetalli, jolla on korkea sulamispiste.
d) Se sijaitsee jaksollisen järjestelmän viidennessä jaksossa.
Vastaa: kirjain C
Vaihtoehtojen joukossa yksi, joka pitää paikkansa volframista, on kirjain C, koska tämä elementti on metallia siirtymävaihe (ryhmä 6) ja sillä on itse asiassa korkea sulamispiste (korkein metallien joukossa ja toiseksi korkein taulukossa Jaksottainen).
Väite A on väärä, koska sen jakauma on [Xe] 6s2 4f14 5d4.
Vaihtoehto B on väärä, koska tämä elementti kuuluu jaksollisen järjestelmän ryhmään 6.
Vaihtoehto D on väärä, koska tämä elementti sijaitsee jaksollisen järjestelmän kuudennessa jaksossa.
Kysymys 2 (Uepa)
"Volframi on ainoa metalli jaksollisen järjestelmän 3. siirtymälinjassa, jolla on todistettu biologinen toiminta. Sitä esiintyy joissakin bakteereissa ja entsyymeissä, joita kutsutaan oksidoreduktaaseiksi, ja sillä on samanlainen rooli kuin molybdeenillä ihmiskehon oksidoreduktaaseissa. Volframilla on korkein sulamispiste kaikista metalleista, toiseksi vain hiilen koko jaksollisessa taulukossa. Se on haponkestävä ja vain HNO-seos3 + HF liukenee hitaasti kuumana. Se kestää hyvin emäksisiä liuoksia, mutta sitä hyökkäävät fuusiot NaOH: n tai Na: n kanssa2CO3, muuttuvat volframiyhdisteiksi. WO3 Sitä käytetään pigmenttinä ja myös keraamisten materiaalien värjäämiseen. CaWO-volframit4 ja MgWO4 ne ovat osia valkoisesta jauheesta, joka pinnoittaa loistelamput sisäisesti. Natrium- ja kaliumvolframaattia käytetään nahka- ja ihoteollisuudessa, veren proteiinien saostamisessa ja kliinisissä analyyseissä. Metallien puhdistamista varten luonnolliset volframimetallit fuusioidaan natriumkarbonaatin (Na2CO3) korkeassa lämpötilassa, mikä johtaa natriumvolframaattiin (Na2WO4), liukenee veteen. Tästä liuoksesta, kun lisättiin HCl: a, volframihappo (H2WO4), joka muunnetaan WO: ksi3 kalsinoinnin jälkeen. Metallista volframia saadaan pelkistämällä WO3 pelkistävällä kaasulla (H2) korkeassa lämpötilassa. Metalli saadaan jauheen, filamenttien tai kiinteiden tankojen muodossa"
(Lähde: Química Nova na Escola).
Mitä tulee tekstiin, on oikein todeta, että:
a) CaWO-lajit4 ja MgWO4 ovat Arrenhius-happoja.
b) CaWO-lajit4 ja WO3 ovat emäksisiä oksideja.
c) NaOH- tai Na-lajit2CO3 ne ovat Arrenhiuksen tukikohtia.
d) Na-lajien välinen reaktio2WO4 ja HCl tuottaa lajia H2WO4.
e) H: n kalsinointi2WO4 tuottaa volframidioksidia.
Vastaa: kirjain D
Kysymyksen tekstistä on ote, jossa sanotaan: "...johtaen natriumvolframaattiin (Na2WO4), liukenee veteen. Tästä liuoksesta, kun lisätään HCl: a, volframihappo (H2WO4)…” saostuu, eli natriumvolframaatin ja HCl: n välinen reaktio johtaa lajiin H2WO4, ja siksi malli on D-kirjaimen malli.
Vaihtoehto A on virheellinen, koska mainitut kemialliset lajit eivät ole happoja vaan suoloja.
Vaihtoehto B on virheellinen CaWO: na4 ei ole oksidi, ja lisäksi WO3 on hapan oksidi, koska se on peräisin volframihapon dehydraatiosta:
H2WO4 → WO3 + H2THE
Vaihtoehto C on virheellinen, koska Arrheniuksen teorian mukaan vain NaOH: ta voidaan pitää emäksenä. Tässä teoriassa emäkset ovat lajeja, jotka lisäävät OH-ionien pitoisuutta vesiliuoksessa. Ja sisään2CO3 sillä ei ole rakenteeltaan hydroksidi-ionia, sitä ei voida pitää perustana Arrheniuksen teorian valossa.
Vaihtoehto E on virheellinen, koska volframihappo tuottaa volframitrioksidia, ei dioksidia.
Kirjailija: Stéfano Araújo Novais
Kemian opettaja
