タングステン（W）：特性、製造、用途

THE タングステン、記号W、原子番号74は、第6族金属です。 T美しさ Periodic. その主な特徴は、それが最高の融解温度を持つ金属であり、最高の融解温度を持つ2番目の元素であり、 炭素. 鋼を指す灰色で、空気中では安定していますが、加熱すると燃えます。

タングステンは、ボールペンと白熱灯（フィラメント付き）の2つの日用品に含まれています。 しかし、産業では、タングステンはの製造に広く使用されています 金属合金 とへの添加物として 鋼. また、ある場所に当たる太陽光の強度を制御してエネルギー効率を向上させるデバイスであるジュエリーやスマートウィンドウにも使用されています。

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タングステンのまとめ

• これは、第6周期の周期表のグループ6に含まれる遷移金属です。

• 周期表で最も融点の高い金属です。

• 色は灰色で、空気中で安定しています。

• その多くは鉄マンガン重石と灰重石から取られています。

• 白熱灯、ボールペン、ジュエリー、スマートグラスなどの製造に使用されます。

タングステンの特性

• 記号：W

• 原子番号: 74

• 原子質量：183.84 a.m.u.

• 融点：3422°C

• 沸点：5555°C

• 密度：19.3g /cm³

• 電気陰性度: 2,36

• エレクトロニックディストリビューション：[Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁴

• 化学シリーズ：グループ6、遷移金属、dブロック

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タングステンの特性

タングステンは灰色がかった金属で、その色は鋼に似ています。 最も際立っているのは、その非常に高い融点、3422°Cです。、金属の中で最大で、周期表で2番目に大きく、炭素に次ぐ。 タングステンのいくつかの特性と特性は、グループ6の別の元素であるモリブデンと非常によく似ています。

反応性については、 この金属は、室温で空気の存在下で安定していますしかし、より高い温度では、それは苦しむことになります 燃焼 WO₃、この元素の主な化合物の1つ。 タングステン によって容易に酸化されます ハロゲン、+ 2から+6の範囲の酸化状態を取得します。 王水を含む酸の攻撃には耐性がありますが、酸化剤の存在下で溶融塩基によってすぐに攻撃されます。

タングステンの発生と生産

タングステン の18番目に豊富な要素です 地球の地殻、主に鉄マンガン重石（または鉄マンガン重石）で発生、（Fe、Mn）WO鉱石

₄、灰重石（CaWO₄）、鉄重石（FeWO₄）およびマンガン重石（MnWO₄). 最初の二つ、 鉄マンガン重石と灰重石、WOの含有量が高い₃、は 主な情報源 世界中のこの金属の。

惑星のタングステンのほとんどはに位置しています 中国、ロシア、ベトナム、スペイン、カラーと北から行っていた. 中国の埋蔵量は地球全体の半分以上を占めており、中国は世界のタングステン生産量の80％以上を占めています。 THE ブラジル パライバ州、ロンドニア州、リオグランデドスル州、サンタカタリーナ州、サンパウロ州に鉄マンガン重石が埋蔵されており、パライバ州とリオグランデドノルテ州の間​​のセリドー地域に灰重石があります。 ブラジルのタングステン埋蔵量は世界全体の約1％を占めています。

その生産と調達については、まず第一に、 タングステン鉱石は、物理的な破砕および粉砕プロセスを経る必要があります. 次に、タングステンを得る方法の1つは、炭酸ナトリウム（Na₂CO₃）高温で、タングステン酸ナトリウム（Na₂WO₄）、 とは 可溶性 水中で。

の追加 塩酸 タングステン酸を生成し、後で酸化タングステンVI、WOに変換されます₃、煆焼（サンプルを高温で変換する化学的方法）を介して。 WOの₃、高温で水素ガスまたは炭素を用いたレドックスにより金属タングステンを製造することが可能です。 タングステン、WCまたはWから炭化物（または炭化物）が生成されることがあります₂C、最終製品として、カーバイドとして知られています。

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タングステンアプリケーション

工業的および商業的用語では、炭化タングステンは広く使用されています 高速切断および穴あけ工具のコーティング、それは高い硬度と高い機械的抵抗を持っているので、ドリルのドリルビットとして。

タングステンカーバイドは、ドリルビットやその他の切断装置のコーティングに使用されます。

タングステンも 鋼に適した添加剤、高速度鋼（Wの8％から20％）および工具鋼と金型鋼（Wの5％から18％）の製造に使用されています。 これらの鋼のモダリティは、耐摩耗性の切削材料とブレードの製造に使用されます。

社会の日常生活に近い、タングステンは 白熱電球の主成分、の主成分である 金属フィラメント これらのランプの。 それらにタングステンを使用することで、フィラメントとしての炭素、オスミウム、タンタルの使用を終了することができました。 カーボンランプながら、 トーマス・エジソン、数時間続き、オスミウムのものは非常に高価であり、タンタルのものは非常に壊れやすいものでした。

タングステンはまたで使用されます ボールペンの製造、ハンガリーのビーロー・ラースローによって発明され、マルセル・ビックによってヨーロッパで普及しました。 これらのペンでは、ペン先のローリングボールを介してインクが紙に付着します。 この球は高い硬度と密度である必要があったので、タングステンはそのような特性を含んでいたという理由だけで、優れた候補であることが証明されました。

ボールペンの先端にある小さな球は、タングステンで作られています。

タングステンはでアプリケーションを持っています ジュエリー作り、それは金の密度に近い密度で低アレルギー性材料としてそれ自体を提示するので、耐性があります 実質的に永久的な輝きに加えて、引っかき傷、変形、引っかき傷、つまり研磨の必要はありません 定数。 タングステンリングたとえば、最も高貴な金属同盟と比較して低価格であることに加えて、その優れた耐久性、外観、および硬度のために非常に求められています。

タングステン化合物はスマートグラスの組成であり、環境への光の入射を制御することができます。

タングステンのより技術的な使用法は スマートウィンドウの製造 (スマートウィンドウ）、環境に入射する光と熱の強度を制御できるエレクトロクロミックフィルムを備えており、場所の発光効率とエネルギー効率を向上させます。 このようなデバイスは、自動車と不動産全般の両方ですでに市場に出回っており、リモートで制御できます。

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タングステンの歴史

タングステンには あなたの名前についての興味深い話、またはむしろそれらの名前、それはとしても知られているので ウルフラム、ゲルマン語とスラブ語で。

1783年、スペインでは、兄弟たちが フアンホセとファウストデルフヤール タングステンを純粋な元素として最初に分離し、その起源として鉱物を持っていました 鉄マンガン重石. その後、スペインの兄弟たちは新しい要素を呼び出すことにしました ウルフラム （の翻訳 ウルフラム）、元の鉱石のため。 wolframという名前は、ドイツ語に由来しています。 オオカミラム、これは次のように解釈されます よだれやオオカミの唾液、タングステン鉱石の処理中のスズ損失への参照。

しかし、Delhuyar兄弟が新しい要素をwolframと名付けるという決定は、2年前のように、1779年から1781年の間にアイルランド人に混乱を引き起こしました。 ピーター・ウルフ とスウェーデン人 カールヴィルヘルムシェール 今日、酸性化合物を発見しました 酸 タングステン酸、鉱物タングステン酸塩（現在は灰重石、CaWOとして知られています）に基づいています₄). この酸性化合物から、彼らは 酸化物 タングステンVI、WOの₃.

スペインの兄弟たちが先を行っていましたが、金属を隔離することができたとしても、新しい元素は世界中で次のように知られていました。 タングステン、スウェーデン語のジャンクション 桐 （重い）そして ステン （結石） タングステン酸塩金属を指します。

ただし、どちらの名前も今日まで続いていますが、ドイツ語の名前のため、国際的に採用されているタングステンの記号はWです。 ウルフラム. タングステンという名前は、英語とラテン語でより一般的です。

タングステンの練習

質問1（Uece）

タングステンについての次の引用に注意してください。「私の叔父は、彼が準備したタングステンの密度、その不応性、その優れた化学的安定性を高く評価しました[…]」; 「焼結タングステンに触れる感覚は比類のないものです。」

サックス、オリバー。 タングステンおじさん： 会社 ポケットの。

タングステンの場合は、真のオプションにチェックマークを付けます。

a）タングステンの電子分布は[Xe] 4fです。¹⁴ 5d⁶.

b）周期表のグループ5に属します。

c）高融点の遷移金属です。

d）周期表の第5周期にあります。

返事： 文字C

選択肢の中で、タングステンについて正しいのは文字Cです。これは、この元素が金属であるためです。 遷移（グループ6）であり、実際には融点が高くなっています（金属の中で最も高く、表で2番目に高い） 定期的）。

ステートメントAは、その分布が[Xe] 6sであるため、間違っています。² 4f¹⁴ 5d⁴.

この元素は周期表のグループ6に属しているため、代替案Bは間違っています。

この元素は周期表の6番目の周期にあるため、代替案Dは間違っています。

質問2（ウエパ）

「タングステンは、周期表の3番目の遷移線で、生物学的機能が証明されている唯一の金属です。 それはいくつかのバクテリアとオキシドレダクターゼと呼ばれる酵素に現れ、人体のオキシドレダクターゼのモリブデンと同様の役割を果たします。 タングステンはすべての金属の中で最も高い融点を持ち、周期表全体で炭素に次ぐものです。 耐酸性でHNOブレンドのみ₃ + HFは、高温になるとゆっくりと溶解します。 アルカリ性溶液にはよく耐性がありますが、NaOHまたはNaとの融合によって攻撃されます₂CO₃、タングステン酸塩に変換します。 WO₃ 顔料として、またセラミック材料の着色にも使用されます。 CaWOタングステン酸塩₄ およびMgWO₄ それらは、蛍光灯を内部でコーティングする白い粉末の成分です。 タングステン酸ナトリウムおよびカリウムは、皮革および皮膚産業、血液タンパク質の沈殿、および臨床分析で使用されます。 金属精製のために、天然のタングステン酸塩は炭酸ナトリウム（Na₂CO₃）高温で、タングステン酸ナトリウム（Na₂WO₄）、水溶性。 この溶液から、HCl、タングステン酸（H₂WO₄）、これは変換されたWO₃ 煆焼後。 金属タングステンはWOの還元により得られます₃ 還元ガス付き（H₂）高温で。 金属は、粉末、フィラメント、または中実の棒の形で得られます。」

（出典：QuímicaNovana Escola）。

本文で公開されていることに関して、次のように述べるのは正しいことです。

a）CaWO種₄ およびMgWO₄ Arrenhius酸です。

b）CaWO種₄ とWO₃ 塩基性酸化物です。

c）NaOHまたはNa種₂CO₃ 彼らはArrenhiusの拠点です。

d）Na種間の反応₂WO₄ HClは種Hを生成します₂WO₄.

e）Hの煆焼₂WO₄ 二酸化タングステンを生成します。

返事： 文字D

質問のテキストからの抜粋があります：「...タングステン酸ナトリウム（Na₂WO₄）、水溶性。 この溶液から、HClを加えると、タングステン酸（H2WO4）…」が沈殿します。つまり、タングステン酸ナトリウムとHClの反応により、種Hが生成されます。₂WO₄、したがって、テンプレートは文字Dのテンプレートです。

引用されている化学種は酸ではなく塩であるため、代替案Aは正しくありません。

代替案BはCaWOとして正しくありません₄ 酸化物ではなく、さらにWO₃ タングステン酸の脱水に由来する酸性酸化物です：

H₂WO₄ →WO₃ + H₂THE

アレニウスの理論によれば、NaOHのみが塩基と見なすことができるため、代替Cは正しくありません。 この理論では、塩基は水溶液中のOH-イオンの濃度を増加させる種です。 そしてで₂CO₃ その構造には水酸化物イオンがなく、アレニウスの理論に照らして基礎として見ることはできません。

タングステン酸は二酸化タングステンではなく三酸化タングステンを生成するため、代替案Eは正しくありません。

StéfanoAraújoNovais著
化学の先生