Volfram (W): karakteristike, proizvodnja, primjena

THE volfram, simbol W, atomski broj 74, je metal grupe 6 TLjepota Pperiodični. Njegova glavna karakteristika je činjenica da je to metal s najvišom temperaturom taljenja i drugi element s najvišom temperaturom taljenja, odmah iza ugljik. Ima sivu boju, koja se odnosi na čelik, stabilna je na zraku, ali gori kada se zagrije.

Volfram je prisutan u dva svakodnevna proizvoda: kemijskim olovkama i žaruljama sa žarnom niti (s nitima). Međutim, u industriji, volfram se široko koristi u proizvodnji metalne legure i kao dodatak za željezo. Prisutan je i u nakitu i pametnim prozorima, uređajima koji uspijevaju kontrolirati intenzitet sunčeve svjetlosti koja pada na lokaciju, poboljšavajući energetsku učinkovitost.

Čitaj više: Metali — elementi koje karakterizira svjetlina, čvrstoća, toplinska i električna vodljivost

volfram sažetak

• To je prijelazni metal, koji se nalazi u skupini 6 periodnog sustava, u šestom razdoblju.

• To je metal s najvišom točkom taljenja u periodnom sustavu.

• Sive je boje i postojan je na zraku.

• Velik dio je uzet iz volframita i scheelite.

• Koristi se za proizvodnju žarulja sa žarnom niti, kemijskih olovaka, nakita, pametnih naočala, između ostalog.

svojstva volframa

• Simbol: W

• atomski broj: 74

• atomska masa: 183,84 ujutro

• Točka spajanjatemperatura: 3422 °C

• Vrelište: 5555 °C

• Gustoća: 19,3 g/cm³

• elektronegativnost: 2,36

• Elektronska distribucija: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴

• Kemijska serija: skupina 6, prijelazni metal, d-blok

Karakteristike volframa

Volfram je sivkasti metal, čija boja može nalikovati čeliku. Ono što se najviše ističe je njegova vrlo visoka točka taljenja, 3422 °C, najveći među metalima i drugi po veličini u periodnom sustavu, drugi nakon ugljika. Neka svojstva i karakteristike volframa su vrlo slične molibdenu, još jednom elementu u skupini 6.

Što se tiče reaktivnosti, ovaj metal je stabilan u prisutnosti zraka na sobnoj temperaturi, međutim, na višim temperaturama, završava patnjom izgaranje WO₃, jedan od glavnih spojeva ovog elementa. volfram lako se oksidira halogeni, stječući oksidacijska stanja u rasponu od +2 do +6. Otporan je na napad kiselinama, uključujući carsku vodu, ali brzo ga napadaju rastaljene baze u prisutnosti oksidacijskih sredstava.

Pojava i proizvodnja volframa

volfram je 18. najzastupljeniji element Zemljina kora, koji se uglavnom javlja u volframitu (ili volframitu), (Fe, Mn) WO rudama₄, scheelite (CaWO₄), ferberit (FeWO₄) i hubnerit (MnWO₄). prva dva, volframit i šeelit, s visokim sadržajem WO₃, su glavni izvori ovog metala diljem svijeta.

Većina planeta volframa nalazi se u Kina, Rusija, Vijetnam, Španjolska i BojaiIšao sam sa sjevera. Kineske rezerve predstavljaju više od polovice cijelog planeta, a Kina čini više od 80% svjetske proizvodnje volframa. THE Brazil ima rezerve volframita u državama Pará, Rondônia, Rio Grande do Sul, Santa Catarina i São Paulo, te scheelite u regiji Seridó, između Paraíbe i Rio Grande do Norte. Brazilske rezerve volframa predstavljaju oko 1% ukupnih svjetskih rezervi.

Za njegovu proizvodnju i nabavu, prije svega, volframove rude moraju proći procese fizičkog drobljenja i mljevenja. Zatim, jedan od načina dobivanja volframa je spajanje s natrijevim karbonatom (Na₂CO₃) na visokoj temperaturi, stvarajući natrijev volframat (Na₂WO₄), što je topljiv u vodi.

dodatak od klorovodična kiselina stvara volframsku kiselinu, kasnije pretvorenu u volframov oksid VI, WO₃, kalcinacijom (kemijska metoda u kojoj se uzorci pretvaraju na visokim temperaturama). od WO-a₃, moguće je proizvesti metalni volfram redoksom s plinovitom vodikom ili ugljikom na visokoj temperaturi. Ponekad postoji proizvodnja karbida (ili karbida) iz volframa, WC ili W₂C, kao konačni proizvod, poznat kao karbid.

Čitaj više: Rudarstvo – sastoji se od vađenja i prerade podzemnih ruda

Prijave od volframa

U industrijskom i komercijalnom smislu, volfram karbid se široko koristi kao a premazivanje alata za rezanje i bušenje velike brzine, kao svrdla za svrdla, jer ima veliku tvrdoću i veliku mehaničku otpornost.

Volfram karbidi se koriste za premazivanje svrdla i drugih uređaja za rezanje.

Volfram je također a dobar aditiv za čelik, koji se koristi u proizvodnji brzoreznog čelika (8% do 20% W) i alatnih čelika i čelika (5% do 18% W). Ovi čelični modaliteti koriste se u proizvodnji reznih materijala i oštrica otpornih na habanje.

Bliže svakodnevnom životu društva, volfram je a glavna komponenta žarulja sa žarnom niti, kao glavna komponenta metalna nit ovih svjetiljki. Korištenje volframa u njima odredilo je kraj upotrebe ugljika, osmija i tantala kao filamenata. Dok su ugljične svjetiljke, razvijene od strane Thomas Edison, trajalo je nekoliko sati, one od osmija su bile vrlo skupe, a one od tantala vrlo krhke.

Volfram se također koristi u proizvodnja kemijskih olovaka, koji je izumio Mađar László Biró, a popularizirao u Europi Marcel Bich. U ovim olovkama, tinta se nanosi na papir putem kotrljajuće kuglice na vrhu olovke. Kako je ta kugla morala biti velike tvrdoće i gustoće, volfram se pokazao izvrsnim kandidatom, upravo zato što je sadržavao takva svojstva.

Male kuglice na vrhu kemijskih olovaka izrađene su od volframa.

Volfram ima primjenu u izrada nakitabudući da se predstavlja kao hipoalergen materijal, gustoće bliske zlatu, otporan je na ogrebotine, deformacije i ogrebotine, osim praktički trajnog sjaja, odnosno nema potrebe za poliranjem konstante. volframovi prstenovi, na primjer, vrlo su traženi zbog svoje dobre trajnosti, izgleda i tvrdoće, uz, naravno, nižu cijenu u odnosu na saveze plemenitijeg metala.

Spojevi volframa su u sastavu pametnih naočala, sposobni kontrolirati upad svjetlosti u okolišu.

Tehnološka upotreba volframa je in proizvodnja pametnih prozora (pametni prozori), koji imaju elektrokromni film koji može kontrolirati intenzitet svjetlosti i topline koji upadaju u okolinu, osiguravajući veću svjetlosnu i energetsku učinkovitost mjesta. Takvi se uređaji već pojavljuju na tržištu, kako u automobilima tako i općenito u nekretninama, a mogu se kontrolirati i daljinski.

Čitaj više:Razlike između fluorescentnih i žarulja sa žarnom niti

povijest volframa

Volfram ima a intrigantna priča o tvom imenu, odnosno njihova imena, budući da je i poznat kao volframa, na germanskim i slavenskim jezicima.

Godine 1783. u Španjolskoj su braća Juan José i Fausto Delhuyar bili su prvi koji su izolirali volfram kao čisti element, čiji je porijeklo mineral volframit. Španska braća su tada odlučila nazvati novi element volframa (prijevod za volframa), zbog izvorne rude. Ime wolfram potječe od njemačkog, vuk rahm, što se prevodi kao sline ili vučje sline, upućivanje na gubitke kositra tijekom obrade volframovih ruda.

Međutim, odluka braće Delhuyar da novi element nazove wolfram stvorila je određenu zbrku, jer su dvije godine ranije, između 1779. i 1781., Irci Peter Woulfe i švedski Carl Wilhelm Scheele danas otkrio kiseli spoj kiselina volfram, na bazi minerala volstenita (sada poznatog kao scheelite, CaWO₄). Iz ovog kiselog spoja izolirali su oksid od volframa VI, WO₃.

Iako su španjolska braća bila ispred, čak i po tome što su uspjeli izolirati metal, novi element je također bio poznat širom svijeta kao volfram, spoj švedskih riječi tung (težak) i sten (kamen) a odnosi se na metal volstenita.

Međutim, iako oba naziva postoje do danas, međunarodno prihvaćen simbol za volfram je W, zbog njemačkog naziva volframa. Naziv volfram je češći u engleskom i latinskom jeziku.

vježbe iz volframa

Pitanje 1 (Uece)

Obratite pažnju na sljedeće citate o volframu: “Moj ujak je cijenio gustoću volframa koji je pripremio, njegovu vatrostalnost, njegovu veliku kemijsku stabilnost […]”; "Osjećaj dodirivanja sinteriranog volframa je neusporediv."

SACHS, Oliver. stric volfram: Društvo od džepa.

Za volfram označite pravu opciju.

a) Elektronska distribucija volframa je [Xe] 4f¹⁴ 5d⁶.

b) Pripada skupini 5 periodnog sustava.

c) To je prijelazni metal, s visokim talištem.

d) Nalazi se u petom razdoblju periodnog sustava.

Odgovor: slovo C

Među alternativama, ono što vrijedi za volfram je slovo C, jer je ovaj element metal od prijelaz (skupina 6) i ima, zapravo, visoku točku taljenja (najvišu među metalima i drugu najvišu u tablici Periodični).

Izjava A je pogrešna jer je njezina distribucija [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴.

Alternativa B je pogrešna, jer ovaj element pripada skupini 6 periodnog sustava.

Alternativa D je pogrešna, jer se ovaj element nalazi u šestom razdoblju periodnog sustava.

Pitanje 2 (Uepa)

“Volfram je jedini metal u 3. prijelaznoj liniji periodnog sustava s dokazanom biološkom funkcijom. Pojavljuje se u nekim bakterijama i enzimima zvanim oksidoreduktaze, igrajući sličnu ulogu kao molibden u oksidoreduktazama u ljudskom tijelu. Volfram ima najvišu točku taljenja od svih metala, odmah iza ugljika u cijelom periodnom sustavu. Otporan je na kiseline i samo je mješavina HNO₃ + HF ga polako otapa kada je vruć. Dobro je otporan na alkalne otopine, ali ga napadaju fuzije s NaOH ili Na₂CO₃, pretvarajući se u volfrate. WO₃ koristi se kao pigment i također za bojanje keramičkih materijala. CaWO volfrati₄ i MgWO₄ komponente su bijelog praha koji iznutra oblaže fluorescentne žarulje. Natrijev i kalij volframat koriste se u industriji kože i kože, u precipitaciji krvnih bjelančevina i u kliničkim analizama. Za pročišćavanje metala, prirodni volframati se podvrgavaju fuziji s natrijevim karbonatom (Na₂CO₃) na visokoj temperaturi, što rezultira natrijevim volfratomom (Na₂WO₄), topiv u vodi. Iz ove otopine se nakon dodavanja HCl dobiva volframova kiselina (H₂WO₄), koji se pretvara u WO₃ nakon kalcinacije. Metalni volfram se dobiva redukcijom WO₃ s redukcijskim plinom (H₂) na visokoj temperaturi. Metal se dobiva u obliku praha, filamenata ili čvrstih šipki"

(Izvor: Química Nova na Escola).

Što se tiče onoga što je izloženo u tekstu, ispravno je reći da:

a) vrsta CaWO₄ i MgWO₄ su Arrenhiusove kiseline.

b) vrste CaWO₄ i WO₃ su bazični oksidi.

c) vrsta NaOH ili Na₂CO₃ oni su baze Arrenhiusa.

d) reakcija između vrsta Na₂WO₄ a HCl proizvodi vrste H₂WO₄.

e) kalcinacija H₂WO₄ proizvodi volframov dioksid.

Odgovor: slovo D

Postoji izvod iz teksta pitanja koji kaže: „...što rezultira natrijevim volfratomom (Na₂WO₄), topiv u vodi. Iz ove otopine se dodatkom HCl taloži volframova kiselina (H2WO4)…” odnosno reakcija između natrijevog volframata i HCl rezultira vrstom H.₂WO₄, pa je stoga predložak onaj od slova D.

Alternativa A je netočna jer navedene kemijske vrste nisu kiseline nego soli.

Alternativa B je netočna kao CaWO₄ nije oksid, a nadalje WO₃ je kiseli oksid, jer nastaje dehidracijom volframove kiseline:

H₂WO₄ → WO₃ + H₂THE

Alternativa C je netočna jer se, prema Arrheniusovoj teoriji, samo NaOH može smatrati bazom. U ovoj teoriji, baze su vrste koje povećavaju koncentraciju OH- iona u vodenoj otopini. I u₂CO₃ nema, u svojoj strukturi, hidroksid ion, ne može se smatrati osnovom u svjetlu Arrheniusove teorije.

Alternativa E je netočna jer volframova kiselina proizvodi volframov trioksid, a ne dioksid.

Autor: Stéfano Araújo Novais
Učiteljica kemije