Tungstênio – o que é isso? O grau de oxidação do tungsténio. Áreas de aplicação de tungstênio

Tungsténio – elemento químico cujo número atómico é igual a 74. Este metal pesado de, em aço de alta resistência-cinzento para o branco, o que torna mais fácil em muitos casos, indispensável. Ponto de fusão é mais elevada do que a de qualquer outro metal, e, por conseguinte, é utilizado como filamentos nas lâmpadas de incandescência e elementos de aquecimento em fornos eléctricos (por exemplo, liga de zircónio, tungsténio). elemento química permite a sua utilização como um catalisador. dureza extrema faz com que seja adequado para utilização em "HSS", que permite cortar materiais com uma velocidade mais elevada do que o aço carbono, e superligas. O carboneto de tungsténio elemento para o composto de carbono é um dos mais difíceis substâncias conhecidas e utilizadas para a produção de moagem e ferramentas de torneamento. Tungstatos de cálcio e de magnésio são amplamente utilizados em lâmpadas fluorescentes, e óxidos de tungsténio – em tintas e esmaltes cerâmicos.

História da descoberta

A suposição da existência deste elemento foi sugerida pela primeira vez em 1779 por Peter Wolf, quando ele explorou wolframite mineral e concluiu que ele deve conter uma nova substância. Em 1781 Carl Wilhelm Scheele verificou que um novo ácido poderia ser obtido a partir de tungstenita. Thorburn Scheele e Bergman sugeriram considerar começar new metal pela redução do ácido, chamado tungstenovoy. Em 1783, dois irmãos, José e Fausto Elguyar encontrado em ácido de tungsténio, que era idêntico ao tungstenovoy. No mesmo ano, os irmãos conseguiram isolar tungstênio a partir dele, usando carvão.

Durante a Segunda Guerra Mundial, este elemento químico tem desempenhado um papel enorme. resistência metal para altas temperaturas, e as ligas de tungsténio extremas tenacidade feita de matéria-prima importante para a indústria militar. partes em conflito colocar pressão sobre Portugal como a principal fonte de wolframite na Europa.

Estar na natureza

O elemento ocorre na natureza volframite (FeWO ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), e Ferber Gyubnera. Importantes depósitos destes minerais são encontrados nos Estados Unidos, na Califórnia e Colorado, Bolívia, China, Coreia do Sul, Rússia e Portugal. China detém cerca de 75% da produção mundial de tungstênio. O metal é obtido por redução de um óxido com hidrogénio ou de carbono.

As reservas mundiais são estimadas em 7 milhões de toneladas é esperado que 30% deles -. depósitos wolframita e 70% – scheelita. Neste momento, o seu desenvolvimento não é economicamente vantajosa. Nos níveis atuais de consumo dessas reservas vai durar apenas 140 anos. Outra fonte valiosa de tungstênio é sucata.

principais Características

Tungsténio – elemento, que é classificada como um metal de transição. Seu símbolo W é derivado do volfrâmio palavra latina. Na tabela periódica, isto é no grupo VI entre o tântalo e o rénio.

tungsténio puro – um material sólido, cuja cor varia de aço de cinzento para branco estanho. Com o toque de metais torna-se frágil e difícil de trabalhar com ele, mas se não o fizerem, ele pode ser cortado com uma serra. Além disso, podem ser forjados, laminados e prolongado.

Tungsténio – elemento químico, o ponto de fusão da qual é a mais elevada entre todos os metais (3422 ° C). Também tem a mais baixa pressão de vapor. Resistência à tracção a T> 1650 ° C, também é a maior. O elemento é altamente resistente a corrosão e é apenas ligeiramente ácidos minerais sensíveis. Ao entrar em contacto com o ar sobre a superfície metálica uma camada de óxido protectora é formada, mas completamente oxidado tungsténio a alta temperatura. Quando adicionado em pequenas quantidades para a sua dureza do aço aumenta acentuadamente.

isótopos

Na natureza tungstênio é composto por cinco radioisótopos, mas eles têm tal uma longa meia-vida, que pode ser considerado estável. Todos eles caem sobre o háfnio-72 com a emissão de partículas alfa (núcleos de hélio-4 correspondente). Decaimento alfa é observada em apenas ¹⁸⁰ W, o mais fácil e mais raro desses isótopos. Em média, 1 g de tungsténio natural por ano ocorrem duas decaimento alfa de ¹⁸⁰ W.

Além disso, 27 descritos tungsténio isótopos radioactivos artificiais. O mais estável deles é ¹⁸¹ W com uma meia vida de 121.2 dias, ¹⁸⁵ W (75,1 dias), ¹⁸⁸ W (69,4 dias) e ¹⁷⁸ W (21,6 dias). Todos os outros isótopos artificiais de meia-vida não é mais do que um dia, ea maioria deles – pelo menos de 8 minutos. Tungsténio também tem quatro estado "metastável", o mais estável – ^179m W (6,4 min).

conexões

Os compostos químicos de tungsténio número de oxidação muda de 2 a 6, dos quais a mais comum é de seis. O elemento tipicamente entra em contacto com o oxigénio, formando trióxido amarelo (WO _3), que é solúvel em soluções alcalinas aquosas na forma de iões, tungstato (WO ₄ ^2-).

aplicação

Desde tungsténio tem uma temperatura de fusão muito alto e dúctil (pode ser utilizado em fios), ele é amplamente utilizado como uma lâmpadas de incandescência e tubos de vácuo, bem como nos elementos de aquecimento de fornos eléctricos. Além disso, o material pode suportar condições extremas. Uma das suas aplicações conhecidas – soldadura de arco com eléctrodo de tungsténio sob gás de protecção.

tungstênio extremamente difícil – componentes ligas de armas pesadas ideais. A alta densidade é usado nas pesando problema, contrapesos e quilhas de lastro para iates, bem como dardos (80-97%). aço de alta velocidade, que pode cortar o material a velocidades mais elevadas do que carbono, contém até 18% da substância. As pás da turbina, e partes de revestimentos resistentes ao desgaste usados "superligas" contendo tungsténio. Este resistentes ao calor revestimentos ligas que operam a temperaturas elevadas.

A expansão térmica do elemento químico como vidro de borosilicato, por isso, é utilizado para o fabrico do selo vidro-metal. Compósitos contendo tungstênio – um ótimo substituto para o chumbo em balas e tiro. Em ligas de níquel, ferro ou cobalto, é feito conchas percussão. Como uma bala para acertar um alvo usando sua energia cinética. Em circuitos integrados do composto de tungstênio para fazer transistores. Alguns tipos de cordas para instrumentos musicais feitos de fio de tungstênio.

O uso de compostos

A dureza excepcional de carboneto de tungsténio (W ₂ C, WC) torna o material mais comum para a moagem e ferramentas de torneamento. É utilizado nas indústrias de metalurgia, mineração, petróleo e de construção. Carboneto de tungstênio também é usado na criação de jóias, pois é hipoalergênico e não tendem a perder seu brilho.

De seus óxidos fazer a crosta de gelo. Tungsténio "bronze" (os chamados por causa dos óxidos de cor) são utilizados em tintas. tungstatos de cálcio e magnésio utilizados em lâmpadas fluorescentes. detector de cristal de cintilação Tungstate é usado na medicina nuclear e física. Os sais são utilizados na indústria química e a indústria de couro. Dissulfureto de tungsténio é um lubrificante de alta temperatura, pode resistir a 500 ° C. Alguns dos compostos contendo tungsténio, são utilizados como catalisadores em química.

Propriedades

As propriedades físicas básicas de W como se segue:

• O número atômico de 74.
• peso atômico: 183,85.
• Ponto de fusão: 3410 ° C.
• Ponto de ebulição: 5660 ° C.
• Peso: 19,3 g / ^cm3 a 20 ° C.
• estado de oxidação de +2, +3, +4, +5, +6.
• configuração electrónica: [Xe] 4 d f ^{14 de maio 4} 6 ² s.