เธ ทังสเตน, สัญลักษณ์ W เลขอะตอม 74 เป็นโลหะกลุ่ม 6 ของ ตู่สวย พีเกี่ยวกับกาม. ลักษณะสำคัญของมันคือความจริงที่ว่ามันเป็นโลหะที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงสุดและองค์ประกอบที่สองที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงสุดรองเพียง คาร์บอน. มีสีเทา หมายถึง เหล็กกล้า มีความเสถียรในอากาศ แต่จะไหม้ได้เมื่อถูกความร้อน
ทังสเตนมีอยู่สองผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน: ปากกาลูกลื่นและหลอดไส้ (มีไส้) อย่างไรก็ตาม ในอุตสาหกรรมทังสเตนมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต โลหะผสม และเป็นสารเติมแต่งให้กับ เหล็ก. นอกจากนี้ยังมีอยู่ในเครื่องประดับและหน้าต่างอัจฉริยะ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมความเข้มของแสงแดดที่ตกกระทบสถานที่ ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
อ่านเพิ่มเติม: โลหะ — องค์ประกอบที่โดดเด่นด้วยความสว่าง ความแข็งแรง ความร้อน และการนำไฟฟ้า
สรุปทังสเตน
เป็นโลหะทรานซิชัน อยู่ในกลุ่มที่ 6 ของตารางธาตุ ในช่วงที่หก
เป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูงสุดในตารางธาตุ
มีสีเทาและคงตัวในอากาศ
ส่วนใหญ่นำมาจาก wolframite และ schelite
ใช้ในการผลิตหลอดไส้ ปากกาลูกลื่น เครื่องประดับ แว่นตาอัจฉริยะ และอื่นๆ
คุณสมบัติของทังสเตน
สัญลักษณ์: W
เลขอะตอม: 74
มวลอะตอม: 183.84 น.
จุดหลอมเหลว: 3422 °C
จุดเดือด: 5555 °C
ความหนาแน่น: 19.3 ก./ซม.³
อิเล็กโตรเนกาติวีตี้: 2,36
การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์: [Xe] 6s2 4f14 5 วัน4
ชุดเคมี: กลุ่ม 6, โลหะทรานสิชัน, d-block
ลักษณะของทังสเตน
ทังสเตนเป็นโลหะสีเทาซึ่งมีสีคล้ายเหล็ก สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือจุดหลอมเหลวที่สูงมาก 3422 °Cใหญ่ที่สุดในบรรดาโลหะและใหญ่เป็นอันดับสองในตารางธาตุ รองจากคาร์บอนเท่านั้น คุณสมบัติและลักษณะบางอย่างของทังสเตนมีความคล้ายคลึงกันมากกับโมลิบดีนัม ซึ่งเป็นอีกองค์ประกอบหนึ่งในกลุ่มที่ 6
สำหรับการเกิดปฏิกิริยา โลหะนี้มีความเสถียรในที่ที่มีอากาศที่อุณหภูมิห้องแต่อุณหภูมิที่สูงขึ้นกลับกลายเป็นความทุกข์ทรมาน การเผาไหม้ WO3ซึ่งเป็นหนึ่งในสารประกอบหลักของธาตุนี้ ทังสเตน ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายโดย ฮาโลเจน, รับสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ +2 ถึง +6 สามารถต้านทานการโจมตีของกรด รวมทั้ง aqua regia แต่ถูกโจมตีอย่างรวดเร็วโดยเบสที่หลอมเหลวในที่ที่มีสารออกซิไดซ์
การเกิดขึ้นและการผลิตทังสเตน
ทังสเตน เป็นธาตุที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดลำดับที่ 18 ของ เปลือกโลก, เกิดขึ้นส่วนใหญ่ใน wolframite (หรือ wolframite), (Fe, Mn) WO ores4, schelite (CaWO4) เฟอร์เบไรท์ (FeWO4) และ hubnerite (MnWO4). สองคนแรก, wolframite และ schelite, มีเนื้อหา WO. สูง3, เป็น แหล่งที่มาหลัก ของโลหะชนิดนี้ทั่วโลก
ทังสเตนของโลกส่วนใหญ่ตั้งอยู่ใน จีน รัสเซีย เวียดนาม สเปน และ Colorและฉันกำลังจะไปจากทางเหนือ. ปริมาณสำรองของจีนมีมากกว่าครึ่งหนึ่งของโลกทั้งหมด โดยจีนมีสัดส่วนมากกว่า 80% ของการผลิตทังสเตนของโลก เธ บราซิล มีแร่วุลฟราไมต์สำรองในรัฐปารา, รอนโดเนีย, รีโอกรันดีดูซูล, ซานตากาตารีนาและเซาเปาโล และหินชีไลต์ในภูมิภาคเซริโด ระหว่างปาราอีบาและรีโอกรันดีดูนอร์เต ปริมาณสำรองทังสเตนของบราซิลคิดเป็นประมาณ 1% ของทั้งหมดทั่วโลก
สำหรับการผลิตและการจัดซื้อจัดจ้าง ประการแรก แร่ทังสเตนต้องผ่านกระบวนการบดและบดทางกายภาพ. จากนั้น วิธีหนึ่งที่จะได้ทังสเตนก็คือการหลอมรวมกับโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) ที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดโซเดียม tungstate (Na2WO4), คืออะไร ละลายน้ำได้ ในน้ำ.
การเพิ่มของ กรดไฮโดรคลอริก สร้างกรดทังสติก ต่อมาเปลี่ยนเป็นทังสเตนออกไซด์ VI, WO3โดยการเผา (วิธีทางเคมีซึ่งตัวอย่างจะถูกแปลงที่อุณหภูมิสูง) ของWO3เป็นไปได้ที่จะผลิตทังสเตนโลหะผ่านทางรีดอกซ์ด้วยก๊าซไฮโดรเจนหรือคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง บางครั้งมีการผลิตคาร์ไบด์ (หรือคาร์ไบด์) จากทังสเตน WC หรือ W2C เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่เรียกว่าคาร์ไบด์
อ่านเพิ่มเติม: การขุด - ประกอบด้วยการสกัดและแปรรูปแร่ใต้ดิน
การใช้งานทังสเตน
ในแง่อุตสาหกรรมและการค้า ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะ a การเคลือบเครื่องมือตัดและเจาะด้วยความเร็วสูงเป็นดอกสว่านสำหรับดอกสว่าน เนื่องจากมีความแข็งสูงและความต้านทานทางกลสูง
ทังสเตนยังเป็น สารเติมแต่งที่ดีสำหรับเหล็กใช้ในการผลิตเหล็กกล้าความเร็วสูง (8% ถึง 20% ของ W) และเหล็กกล้าเครื่องมือและแม่พิมพ์ (5% ถึง 18% ของ W) เหล็กกล้าเหล่านี้ใช้ในการผลิตวัสดุตัดเฉือนและใบมีดที่ทนต่อการขัดถู
ใกล้ชิดกับชีวิตประจำวันของสังคมทังสเตนเป็น ส่วนประกอบที่สำคัญของหลอดไส้เป็นส่วนประกอบหลักของ เส้นใยโลหะ ของโคมเหล่านี้ การใช้ทังสเตนในพวกเขากำหนดสิ้นสุดการใช้คาร์บอน ออสเมียมและแทนทาลัมเป็นเส้นใย ในขณะที่โคมไฟคาร์บอนที่พัฒนาโดย โทมัสเอดิสันออสเมียมมีราคาแพงมากและแทนทาลัมที่บอบบางมาก ใช้เวลานานสองสามชั่วโมง
ทังสเตนยังใช้ใน การผลิตปากกาลูกลื่นคิดค้นโดยฮังการี László Biró และเป็นที่นิยมในยุโรปโดย Marcel Bich ในปากกาเหล่านี้ หมึกจะถูกวางลงบนกระดาษโดยใช้ลูกกลิ้งที่ปลายปากกา เนื่องจากทรงกลมนี้จำเป็นต้องมีความแข็งและความหนาแน่นสูง ทังสเตนจึงได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม เนื่องจากมีคุณสมบัติดังกล่าว
ทังสเตนมีแอพพลิเคชั่นใน การทำเครื่องประดับเนื่องจากเป็นวัสดุที่ไม่ก่อให้เกิดภูมิแพ้ มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับทองคำ ทนทานต่อ รอยขีดข่วน การเสียรูป และรอยขีดข่วน นอกเหนือจากความเงางามถาวรในทางปฏิบัติแล้ว นั่นคือ ไม่จำเป็นต้องขัดเงา ค่าคงที่ แหวนทังสเตนตัวอย่างเช่น เป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับความทนทาน รูปลักษณ์และความแข็งที่ดี นอกจากนั้น การมีราคาที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับพันธมิตรโลหะชั้นสูง
การใช้ทังสเตนมีเทคโนโลยีมากขึ้นใน การผลิตหน้าต่างอัจฉริยะ (สมาร์ทวินโดว์) ซึ่งมีฟิล์มอิเล็กโตรโครมิกที่สามารถควบคุมความเข้มของแสงและความร้อนที่ตกกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการส่องสว่างและพลังงานที่มากขึ้นของสถานที่ อุปกรณ์ดังกล่าวมีวางจำหน่ายแล้วในตลาดทั้งในรถยนต์และในอสังหาริมทรัพย์โดยทั่วไปและสามารถควบคุมได้จากระยะไกล
อ่านเพิ่มเติม:ความแตกต่างระหว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์และหลอดไส้
ประวัติทังสเตน
ทังสเตนมี เรื่องราวที่น่าสนใจเกี่ยวกับชื่อของคุณหรือมากกว่าชื่อของพวกเขาเนื่องจากยังเป็นที่รู้จักกันในนาม วุลแฟรมในภาษาเจอร์แมนิกและสลาฟ
ในปี ค.ศ. 1783 ในสเปน พี่น้อง ฮวน โฮเซ่ และ เฟาสโต เดลฮูยาร์ เป็นคนแรกที่แยกทังสเตนเป็นธาตุบริสุทธิ์ มีแร่เป็นแหล่งกำเนิด วุลแฟรไมต์. พี่น้องชาวสเปนจึงตัดสินใจเรียกธาตุใหม่ วุลแฟรม (คำแปลของ วุลแฟรม) เนื่องจากแร่กำเนิด วุลแฟรมชื่อมาจากภาษาเยอรมัน หมาป่า rahmซึ่งแปลว่า น้ำลายหรือน้ำลายหมาป่าอ้างอิงถึงการสูญเสียดีบุกระหว่างการประมวลผลแร่ทังสเตน
อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจของพี่น้องเดลฮูยาร์ในการตั้งชื่อองค์ประกอบใหม่ว่าวุลแฟรมทำให้เกิดความสับสน เช่น เมื่อสองปีก่อน ระหว่างปี ค.ศ. 1779 ถึง ค.ศ. 1781 ชาวไอริช ปีเตอร์ วูลฟ์ และคนสวีเดน คาร์ล วิลเฮล์ม ชีเล่ ค้นพบสารประกอบที่เป็นกรดในวันนี้ กรด tungstic ขึ้นอยู่กับแร่ tungstenite (ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ schelite, CaWO4). จากสารประกอบที่เป็นกรดนี้ พวกมันแยกตัว ออกไซด์ ของทังสเตน VI, WO3.
แม้ว่าพี่น้องชาวสเปนจะเป็นผู้นำ แม้ว่าจะสามารถแยกโลหะออกได้ แต่ธาตุใหม่นี้ก็ยังเป็นที่รู้จักทั่วโลกในชื่อ ทังสเตน ชุมทางคำภาษาสวีเดน ตุง (หนัก) และ สเตน (หิน) และหมายถึงโลหะทังสเตน
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าชื่อทั้งสองยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้ แต่สัญลักษณ์ที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลสำหรับทังสเตนคือ W เนื่องจากชื่อภาษาเยอรมัน วุลแฟรม. ชื่อทังสเตนเป็นเรื่องธรรมดามากในภาษาอังกฤษและภาษาละติน
การออกกำลังกายทังสเตน
คำถามที่ 1 (Uece)
สังเกตคำพูดต่อไปนี้เกี่ยวกับทังสเตน: “ลุงของฉันชื่นชมความหนาแน่นของทังสเตนที่เขาเตรียมไว้ การหักเหของแสง ความคงตัวทางเคมีที่ยอดเยี่ยม […]”; "ความรู้สึกของการสัมผัสทังสเตนเผานั้นหาที่เปรียบมิได้"
แซคส์, โอลิเวอร์. ลุงทังสเตน: บริษัท ของกระเป๋า
สำหรับทังสเตน ให้ทำเครื่องหมายถูก
ก) การกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ของทังสเตนคือ [Xe] 4f14 5 วัน6.
b) อยู่ในกลุ่ม 5 ของตารางธาตุ
c) เป็นโลหะทรานซิชันที่มีจุดหลอมเหลวสูง
ง) ตั้งอยู่ในช่วงที่ห้าของตารางธาตุ
ตอบกลับ: จดหมาย C
ในบรรดาทางเลือกอื่น สิ่งที่เป็นจริงเกี่ยวกับทังสเตนคือตัวอักษร C เนื่องจากองค์ประกอบนี้เป็นโลหะของ การเปลี่ยนแปลง (กลุ่ม 6) และมีจุดหลอมเหลวสูง (สูงที่สุดในบรรดาโลหะและสูงเป็นอันดับสองในตาราง เป็นระยะ)
คำสั่ง A ผิดเนื่องจากการแจกแจงเป็น [Xe] 6s2 4f14 5 วัน4.
ทางเลือก B ไม่ถูกต้อง เนื่องจากองค์ประกอบนี้อยู่ในกลุ่มที่ 6 ของตารางธาตุ
ทางเลือก D ไม่ถูกต้อง เนื่องจากองค์ประกอบนี้อยู่ในคาบที่หกของตารางธาตุ
คำถามที่ 2 (อูเอพี)
“ทังสเตนเป็นโลหะชนิดเดียวในการเปลี่ยนแปลงลำดับที่ 3 ของตารางธาตุที่มีคุณสมบัติทางชีววิทยาที่พิสูจน์แล้ว ปรากฏในแบคทีเรียบางชนิดและในเอนไซม์ที่เรียกว่า oxidoreductases ซึ่งมีบทบาทคล้ายกับโมลิบดีนัมใน oxidoreductases ในร่างกายมนุษย์ ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงสุดของโลหะทั้งหมด รองจากคาร์บอนในตารางธาตุทั้งหมดเท่านั้น ทนต่อกรดและผสม HNO เท่านั้น3 + HF ละลายช้าเมื่อร้อน มันต้านทานได้ดีต่อสารละลายอัลคาไลน์ แต่ถูกโจมตีโดยการหลอมรวมด้วย NaOH หรือ Na2CO3, แปลงเป็น tungstate. WO3 มันถูกใช้เป็นเม็ดสีและสีวัสดุเซรามิก CaWO tungstates4 และ MgWO4 เป็นส่วนประกอบของผงสีขาวที่เคลือบหลอดฟลูออเรสเซนต์ภายใน โซเดียมและโพแทสเซียมทังสเตนใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องหนังและผิวหนัง ในการตกตะกอนของโปรตีนในเลือดและในการวิเคราะห์ทางคลินิก สำหรับการทำให้บริสุทธิ์โลหะ ทังสเตนธรรมชาติจะถูกหลอมรวมกับโซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) ที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้โซเดียม ทังสเตต (Na2WO4) ละลายได้ในน้ำ จากสารละลายนี้ เมื่อเติม HCl แล้ว กรดทังสติก (H2WO4) ซึ่งแปลงเป็น WO3 หลังจากการเผา ทังสเตนโลหะได้มาจากการลดWO3 ด้วยก๊าซลด (H2) ที่อุณหภูมิสูง โลหะได้มาในรูปของผง เส้นใย หรือแท่งแข็ง"
(ที่มา: Quimica Nova na Escola)
เกี่ยวกับสิ่งที่เปิดเผยในข้อความนั้นถูกต้องที่จะระบุว่า:
ก) สายพันธุ์ CaWO4 และ MgWO4 คือกรดอาร์เรนไฮอุส
b) สายพันธุ์ CaWO4 และ WO3 เป็นออกไซด์พื้นฐาน
c) NaOH หรือ Na สปีชีส์2CO3 พวกเขาเป็นฐานของ Arrenhius
ง) ปฏิกิริยาระหว่างนาสปีชีส์2WO4 และ HCl สร้างสายพันธุ์H2WO4.
จ) การเผาของ H2WO4 ผลิตทังสเตนไดออกไซด์
ตอบกลับ: จดหมายD
มีข้อความที่ตัดตอนมาจากคำถามว่า “...ส่งผลให้โซเดียม ทังสเตท (Na)2WO4) ละลายได้ในน้ำ จากสารละลายนี้ เมื่อเติม HCl แล้ว กรดทังสติก (H2WO4)…” ตกตะกอน นั่นคือ ปฏิกิริยาระหว่างโซเดียม tungstate กับ HCl ส่งผลให้เกิดสปีชีส์ H2WO4และดังนั้น เทมเพลตจึงเป็นของตัวอักษร D
ทางเลือก A ไม่ถูกต้องเนื่องจากสารเคมีที่อ้างถึงไม่ใช่กรด แต่เป็นเกลือ
ทางเลือก B ไม่ถูกต้องเนื่องจาก CaWO4 ไม่ใช่ออกไซด์และยิ่งกว่านั้นWO3 เป็นกรดออกไซด์เนื่องจากเกิดจากการคายน้ำของกรดทังสติก:
ชม2WO4 → WO3 + โฮ2เธ
ทางเลือก C ไม่ถูกต้องตามทฤษฎีของ Arrhenius มีเพียง NaOH เท่านั้นที่สามารถถือเป็นฐานได้ ในทฤษฎีนี้ เบสคือสปีชีส์ที่เพิ่มความเข้มข้นของ OH- ไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ และใน2CO3 ในโครงสร้างของมันไม่มีไฮดรอกไซด์ไอออน มันไม่สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นพื้นฐานในแง่ของทฤษฎีของอาร์เรเนียส
ทางเลือก E ไม่ถูกต้องเนื่องจากกรดทังสติกผลิตทังสเตนไตรออกไซด์และไม่ใช่ไดออกไซด์
โดย Stefano Araújo Novais
ครูสอนเคมี
