THE tungsten, simbolul W, numărul atomic 74, este un metal din grupa 6 al TFrumusetea Periodic. Caracteristica sa principală este faptul că este metalul cu cea mai mare temperatură de topire și al doilea element cu cea mai mare temperatură de topire, al doilea numai după carbon. Are o culoare cenușie, referitor la oțel, este stabil în aer, dar arde la încălzire.
Tungstenul este prezent în două produse de zi cu zi: pixuri și lămpi cu incandescență (cu filamente). Cu toate acestea, în industrie, wolfram este utilizat pe scară largă la fabricarea aliaje metalice iar ca aditiv la oţel. Este prezentă și în bijuterii și ferestre inteligente, dispozitive care reușesc să controleze intensitatea luminii solare care cade pe o locație, îmbunătățind eficiența energetică.
Citeste mai mult: Metale - elemente caracterizate prin luminozitate, rezistență, conductivitate termică și electrică
rezumat tungsten
Este un metal de tranziție, aflându-se în grupa 6 a Tabelului Periodic, în perioada a șasea.
Este metalul cu cel mai înalt punct de topire din Tabelul Periodic.
Este de culoare gri și este stabil în aer.
O mare parte din ea este luată din wolframit și scheelit.
Este folosit pentru fabricarea lămpilor cu incandescență, pixuri, bijuterii, ochelari inteligenți, printre altele.
proprietățile wolframului
Simbol: W
numar atomic: 74
masă atomică: 183.84 a.m.u.
Punct de fuziune: 3422 °C
Punct de fierbere: 5555 °C
Densitate: 19,3 g/cm³
electronegativitatea: 2,36
Distributie electronica: [Xe] 6s2 4f14 5d4
Seria chimică: grupa 6, metal de tranziție, bloc d
Caracteristici tungsten
Tungstenul este un metal cenușiu, a cărui colorare poate semăna cu oțelul. Ceea ce iese în evidență cel mai mult este punctul său de topire foarte ridicat, 3422 °C, cel mai mare dintre metale și al doilea ca mărime din Tabelul Periodic, al doilea numai după carbon. Unele proprietăți și caracteristici ale wolframului sunt foarte asemănătoare cu molibdenul, un alt element din grupa 6.
Cât despre reactivitate, acest metal este stabil în prezența aerului la temperatura camerei, insa, la temperaturi mai ridicate, ajunge sa sufere combustie WO3, unul dintre principalii compuși ai acestui element. tungsten este ușor oxidat de halogeni, dobândind stări de oxidare cuprinse între +2 și +6. Este rezistent la atacul acidului, inclusiv acva regia, dar este atacat rapid de bazele topite în prezența agenților oxidanți.
Apariția și producția de wolfram
tungsten este al 18-lea element cel mai abundent al Scoarta terestra, care apare în principal în minereurile de wolframit (sau wolframite), (Fe, Mn) WO4, scheelit (CaWO4), ferberită (FeWO4) și hubnerit (MnWO4). Primii doi, wolframit și scheelite, cu conținut ridicat de WO3, sunt cele principalele surse a acestui metal în întreaga lume.
Cea mai mare parte a tungstenului planetei se află în China, Rusia, Vietnam, Spania și ColorșiMergeam dinspre nord. Rezervele chineze reprezintă mai mult de jumătate din întreaga planetă, China reprezentând mai mult de 80% din producția mondială de wolfram. THE Brazilia are rezerve de wolframit în statele Pará, Rondônia, Rio Grande do Sul, Santa Catarina și São Paulo și scheelit în regiunea Seridó, între Paraíba și Rio Grande do Norte. Rezervele de tungsten brazilian reprezintă aproximativ 1% din totalul mondial.
Pentru producția și achiziția sa, în primul rând, minereurile de wolfram trebuie să fie supuse unor procese fizice de zdrobire și măcinare. Apoi, una dintre modalitățile de a obține wolfram este prin fuziunea cu carbonat de sodiu (Na2CO3) la temperatură ridicată, producând tungstat de sodiu (Na2WO4), ce este solubil in apa.
adăugarea de acid clorhidric generează acid tungstic, transformat ulterior în oxid de tungsten VI, WO3, prin calcinare (metodă chimică prin care probele sunt convertite la temperaturi ridicate). a WO3, este posibil să se producă wolfram metalic prin redox cu hidrogen gazos sau cu carbon la temperatură ridicată. Uneori există producția de carbură (sau carbură) din wolfram, WC sau W2C, ca produs final, cunoscut sub numele de carbură.
Citeste mai mult: Mineritul – constă în extragerea și prelucrarea minereurilor subterane
Aplicații de tungsten
În termeni industriali și comerciali, carbura de tungsten este utilizată pe scară largă ca a acoperirea sculelor de tăiere și găurire de mare viteză, ca burghie pentru burghie, deoarece are duritate mare si rezistenta mecanica ridicata.
Tungstenul este, de asemenea, un aditiv bun pentru oțel, fiind utilizat la producerea oțelurilor de mare viteză (8% până la 20% din W) și a oțelurilor pentru scule și matrițe (5% până la 18% din W). Aceste modalități de oțel sunt utilizate la fabricarea materialelor de tăiere și a lamelor rezistente la abraziune.
Mai aproape de viața de zi cu zi a societăților, wolfram este un componentă majoră a becurilor cu incandescență, fiind componenta principală a filament metalic dintre aceste lămpi. Utilizarea wolframului în ele a decretat încetarea utilizării carbonului, osmiului și tantalului ca filamente. În timp ce lămpile de carbon, dezvoltate de Thomas Edison, a durat câteva ore, cele cu osmiu erau foarte scumpe, iar cele cu tantal foarte fragile.
Tungstenul este, de asemenea, utilizat în producția de pixuri, inventat de maghiarul László Biró și popularizat în Europa de Marcel Bich. În aceste pixuri, cerneala este depusă pe hârtie prin intermediul unei bile rulante la vârful stiloului. Deoarece această sferă trebuia să fie de duritate și densitate ridicată, wolfram s-a dovedit a fi un candidat excelent, tocmai pentru că conținea astfel de proprietăți.
Tungstenul are aplicație în realizarea de bijuterii, întrucât se prezintă ca un material hipoalergenic, cu o densitate apropiată de cea a aurului, fiind rezistent la zgarieturi, deformari si zgarieturi, pe langa o stralucire practic permanenta, adica fara nevoie de lustruire constante. inele de wolfram, de exemplu, sunt mult cautate pentru buna lor durabilitate, aspect si duritate, pe langa faptul ca au, desigur, un pret mai mic fata de cele mai nobile aliante metalice.
Este o utilizare mai tehnologică a wolframului fabricarea de ferestre inteligente (ferestre inteligente), care au o peliculă electrocromă capabilă să controleze intensitatea luminii și căldurii incidente asupra unui mediu, asigurând o mai mare eficiență luminoasă și energetică a locului. Astfel de dispozitive apar deja pe piață, atât în mașini, cât și în imobiliare în general, putând fi controlate de la distanță.
Citeste mai mult:Diferențele dintre lămpile fluorescente și incandescente
istoria tungstenului
Tungstenul are un poveste intrigantă despre numele tău, sau mai degrabă numele lor, deoarece este cunoscut și ca Wolfram, în limbile germanică și slavă.
În 1783, în Spania, frații Juan José și Fausto Delhuyar au fost primii care au izolat wolfram ca element pur, având ca origine mineralul wolframite. Frații spanioli au decis atunci să numească noul element Wolfram (o traducere pentru Wolfram), din cauza minereului originar. Numele Wolfram este derivat din germană, lupul rahm, care se traduce prin saliva sau saliva de lup, o referire la pierderile de staniu în timpul procesării minereurilor de wolfram.
Totuși, decizia luată de frații Delhuyar de a numi noul element drept wolfram a creat o oarecare confuzie, deoarece cu doi ani mai devreme, între 1779 și 1781, irlandezii Peter Woulfe iar suedezul Carl Wilhelm Scheele a descoperit astăzi un compus acid acid tungstic, bazat pe mineralul tungstenit (cunoscut acum ca scheelit, CaWO4). Din acest compus acid, au izolat oxid din wolfram VI, WO3.
Deși frații spanioli au fost în frunte, chiar și pentru că au reușit să izoleze metalul, noul element era cunoscut și în întreaga lume ca wolfram, o joncțiune de cuvinte suedeze tung (grele) și sten (piatră) și referindu-se la metalul tungstenit.
Cu toate acestea, deși ambele denumiri persistă până în prezent, simbolul adoptat internațional pentru wolfram este W, datorită numelui german. Wolfram. Numele de tungsten este mai frecvent în limbile engleză și latină.
exerciții cu wolfram
Întrebarea 1 (Uece)
Observați următoarele citate despre wolfram: „Unchiul meu a apreciat densitatea wolframului pe care l-a preparat, refractaritatea acestuia, marea sa stabilitate chimică […]”; „Sentimentul atingerii tungstenului sinterizat este incomparabil.”
SACHS, Oliver. unchiul tungsten: Companie de buzunar.
Pentru wolfram, bifați opțiunea adevărată.
a) Distribuția electronică a wolframului este [Xe] 4f14 5d6.
b) Aparține grupei 5 din Tabelul periodic.
c) Este un metal de tranziție, cu punct de topire ridicat.
d) Se află în perioada a cincea a Tabelului periodic.
Răspuns: litera C
Printre alternative, cea care este adevărată despre wolfram este litera C, deoarece acest element este un metal de tranziție (grupa 6) și are, de fapt, un punct de topire ridicat (cel mai înalt dintre metale și al doilea cel mai înalt din Tabel Periodic).
Afirmația A este greșită deoarece distribuția sa este [Xe] 6s2 4f14 5d4.
Alternativa B este greșită, deoarece acest element aparține grupului 6 din Tabelul Periodic.
Alternativa D este greșită, deoarece acest element se află în a șasea perioadă a Tabelului Periodic.
Întrebarea 2 (Uepa)
„Tungstenul este singurul metal din a treia linie de tranziție a Tabelului Periodic cu o funcție biologică dovedită. Apare în unele bacterii și în enzime numite oxidoreductaze, jucând un rol similar cu molibdenul în oxidoreductaze din corpul uman. Tungstenul are cel mai înalt punct de topire dintre toate metalele, al doilea după carbon în întregul tabel periodic. Este rezistent la acizi și numai amestec de HNO3 + HF îl dizolvă încet când este fierbinte. Rezistă bine la soluțiile alcaline, dar este atacat prin fuziuni cu NaOH sau Na2CO3, transformându-se în tungstate. WO3 este folosit ca pigment și, de asemenea, pentru a colora materiale ceramice. Tungstatele CaWO4 și MgWO4 sunt componente ale pulberii albe care acoperă interior becurile fluorescente. Tungstații de sodiu și potasiu sunt utilizați în industria pielii și a pielii, în precipitarea proteinelor din sânge și în analiza clinică. Pentru purificarea metalelor, wolframurile naturale sunt supuse fuziunii cu carbonat de sodiu (Na2CO3) la temperatură ridicată, rezultând tungstat de sodiu (Na2WO4), solubil în apă. Din această soluție, la adăugarea de HCI, acidul tungstic (H2WO4), care este convertit WO3 după calcinare. Tungstenul metalic se obține prin reducerea WO3 cu gaz reducător (H2) la temperatură ridicată. Metalul se obține sub formă de pulbere, filamente sau bare solide”
(Sursa: Química Nova na Escola).
În ceea ce privește ceea ce este expus în text, este corect să precizăm că:
a) specia CaWO4 și MgWO4 sunt acizii Arrenhius.
b) specii CaWO4 și WO3 sunt oxizi bazici.
c) specia NaOH sau Na2CO3 sunt bazele lui Arrenhius.
d) reacţia dintre speciile de Na2WO4 iar HCl produce specia H2WO4.
e) calcinarea H2WO4 produce dioxid de wolfram.
Răspuns: litera D
Există un fragment din textul întrebării care spune: „...rezultând tungstat de sodiu (Na2WO4), solubil în apă. Din această soluție, la adăugarea de HCl, acidul tungstic (H2WO4)...” precipită, adică reacția dintre tungstat de sodiu și HCl are ca rezultat specia H2WO4, și, prin urmare, șablonul este cel al literei D.
Alternativa A este incorectă deoarece speciile chimice citate nu sunt acizi, ci săruri.
Alternativa B este incorectă ca CaWO4 nu este un oxid și, în plus, WO3 este un oxid acid, deoarece provine din deshidratarea acidului tungstic:
H2WO4 → WO3 + H2THE
Alternativa C este incorectă deoarece, după teoria lui Arrhenius, numai NaOH poate fi considerat o bază. În această teorie, bazele sunt specii care cresc concentrația ionilor OH- în soluție apoasă. Si in2CO3 nu are, în structura sa, ionul hidroxid, nu poate fi privit ca bază în lumina teoriei lui Arrhenius.
Alternativa E este incorectă deoarece acidul tungstic produce trioxid de wolfram și nu dioxid.
De Stéfano Araújo Novais
Profesor de chimie