Par ķīmiskās īpašības volframa. Raksturojums un pielietojums volframa

Volframs - ir ķīmiskais elements periodiskās tabulas, kas pieder VI grupā. Dabā volframa notiek kā maisījumu piecu izotopu. Ar parasto veidā un saskaņā ar parastajiem nosacījumiem, tas ir ciets metāls sudraba pelēkā krāsā. Tas arī ir visgrūtāk ārstējamo no visiem metāliem.

Pamata īpašības volframa

Tungsten - metāla ņemot ievērojamus fizikālās un ķīmiskās īpašības. Gandrīz visas mūsdienu ražošanas filiālēm tiek izmantota volframa. Formula parasti tas ir izteikts kā metāla oksīda cilmes - Wo _3. Tungsten ir visvairāk ugunsizturīgo metāls. Tiek pieņemts, ka tikai sīborgijs var būt vēl tugoplavok. Bet tikpat ilgi, cik to nevar apgalvot, kā sīborgijs ir ļoti īss laiks.

Šis metāls ir īpašas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tungsten ir blīvums 19300 kg / m ^3, tā kušanas temperatūra ir 3410 ° C. Ar šo parametru ir otrais tikai uz oglekļa - grafīta vai dimantu. Dabā volframa notiek piecas stabilo izotopu. To masu skaitu diapazonā no 180 līdz 186. Tungsten ir valenci 6 minūtes, un savienojumu tas var būt 0, 2, 3, 4 un 5. metāls ir arī pietiekami augstu siltuma vadītspēju. Volframa, šis skaitlis ir 163 W / (m * °). Saskaņā ar šo īpašumu, pat ja tas pārsniedz savienojumus, piemēram, alumīnija sakausējumu. Masu volframa, jo tā blīvums, kas ir vienāds ar 19kg / m ^3. Ar oksidēšanas volframa pakāpe ir robežās no +2 līdz +6. metāls ir skābju īpašības, un zemāka visaugstāko tās oksidēšanās - pamata.

Tādējādi sakausējumi zemākas volframa savienojumi, tiek uzskatīti nestabila. Visvairāk izturīgi ir savienojumi ar pakāpi seši. Tiem piemīt raksturīgākās un ķīmiskās īpašības metāla. Volframs mēdz viegli veido kompleksu. Bet metāls volframa parasti ir ļoti izturīgs. Tas sāk mijiedarboties ar skābekli tikai pie temperatūras +400 ° C Kristāla režģis no volframa attiecas uz ķermeni centrēta kubiskā tipa.

Mijiedarbība ar citām ķīmiskām vielām

Ja volframa sajauc ar sausu fluoru, savienojums var iegūt ar nosaukumu "heksafluorīds", kas kūst temperatūrā 2,5 ° C un vārās pie 19,5 ° C. Līdzīgs materiāls tiek iegūts, kad savienojums no volframa ar hloru. Bet šai reakcijai ir vajadzīga diezgan augstu temperatūru - aptuveni 600 ° C. Tomēr viela viegli pretojas destruktīvo darbību ūdenī un praktiski nevar tikt mainīti aukstumā. Tungsten - metāls, kas nav bez skābekļa reakcijas ražo izšķīdināšanu sārmu. Tomēr, tā ir viegli izšķīdina maisījumā HNO ₃ un HF. Lielākā daļa no galvenajiem ķīmisko savienojumu volframa - ir tās trioksīds WO _3, H ₂ WO ₄ - tungstic skābes un tās atvasinājumi - tungstates sāļi.

Var apsvērt dažus no ķīmiskajām īpašībām volframa no reakcijas vienādojumu. Piemēram, formula WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. To reģenerē no volframa metāla oksīda manifestē savu mantu, lai mijiedarbotos ar ūdeņradi. Šis vienādojums atspoguļo iegūšanas procesu no volframa trioksīda. Pēc formula apzīmē šo īpašumu par volframa praktiski nešķīst skābēm: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2no + 4H2O. Viens no ievērojamākajiem vielām, kas satur volframa karbonilgrupa uzskatīts. No tiem un saņemt blīvu ultrathin pārklājums tīra volframa.

Vēsture atklāšana

Volframs - metāla, kas izpaužas tā nosaukumu no latīņu valodas. Tulkotā tas nozīmē "vilka putas". Šis neparastais vārds parādījās sakarā ar uzvedību metāla. Pavadošo iegūst rūdas alva, volframa, alvas traucē izvēli. Sakarā ar to procesa kausēšanas izdedži tikai veidojas. Šis metāls ir teikts, ka viņš "ēd alvas kā vilks ēd aitas." Daudzi brīnums, kurš atklāja ķīmisko elementu volframu?

Šis zinātniskais atklājums tika veikts vienlaikus divās vietās ar dažādu zinātnieku, neatkarīgi viens no otra. 1781. ķīmiķis Scheele Zviedrijas saņēma tā saukto "smagā akmens", veicot eksperimentus ar slāpekļskābi un Scheelite. In 1783, tad brāļi ķīmiķi no Spānijas, Eluard nosaukumu arī ziņoja atklāt jaunu elementu. Precīzāk, viņi ir atvērti volframa oksīda izšķīdināta amonjaku.

Sakausējumi ar citiem metāliem

Šobrīd atšķirt vienfāzes un daudzfāžu volframa sakausējumi. Tie satur vienu vai vairākas ārvalstu elementu. Lielākā zināms savienojums - ir sakausējums volframa un molibdēna. Pievienojot molibdēna volframu piešķir spēku zem sprieguma. Arī kategoriju vienfāzes volframa sakausējumu pieder savienojumi, kas satur titāna, hafnija, cirkonija. Vislielākais plastiskums volframa pievienots rēnija. Tomēr praksē piemērot sakausējuma - diezgan laikietilpīgs process, jo Rēnijs ir ļoti grūti iegūt.

Tā volframa ir viens no visvairāk ugunsizturīgo materiālu, iegūstošā volframa sakausējumi - nav viegls uzdevums. Kad šis metāls ir tikai sāk vārīties, citi jau virzās šķidrā vai gāzes stāvoklī. Bet mūsdienu zinātnieki spēj iegūt sakausējumus ar elektrolīzi. Sakausējumi, kuros volframa, niķelis un kobalts, tiek izmantoti, lai piemērotu aizsargājošu slāni uz trausliem materiāliem.

Mūsdienu metalurģijas nozarē arī sagatavoja sakausējumus izmanto volframa pulveri. Lai izveidotu nepieciešamos īpašos nosacījumus, tai skaitā izveidojot vakuuma vidē. Tā kā daži no volframa mijiedarbību ar citiem elementiem steelmakers funkcijas dod sakausējumi nerada divfāžu īpašības, un, izmantojot 3, 4 vai vairāk komponentiem. Šie sakausējumi ir īpaši izturīgs, bet ar skaidru atbilstības formulas. Pie mazākās novirze procentos vieglmetāla komponenti var kļūt trausls un nelietojams.

Volframs - elements, ko izmanto mākslā

No šī metāla pavedienu parastās spuldzes. Arī, X-ray caurule aparāts satur vakuuma krāsnī, ko izmanto pie ļoti augstām temperatūrām. Tērauds, kas ietver volframu ir ļoti augstu izturību. Šādi sakausējumi tiek izmantoti ražošanā instrumentus dažādās jomās: urbšanai, medicīnā, inženierzinātnēs.

Galvenā priekšrocība no savienojumiem, un volframa tērauda - nodilumizturība neiespējamību bojājumus. Slavenākajiem ēka volframa sakausējuma sauc par "uzvarēt." Arī šis elements ir plaši izmanto ķīmiskajā rūpniecībā. Ar to pievienošanās radīja krāsu pigmentiem. It īpaši plaši izmanto šajā jomā, kas iegūts volframa oksīda 6. tas tiek izmantots, lai ražotu volframa karbīda un halogenīdu. Vēl viens vārds par šo materiālu - volframa trioksīda. 6 Tungsten oksīds tiek izmantots kā dzeltenā pigmenta krāsām keramikas un stikla izstrādājumu.

Kas ir smagie metāli?

Visi volframa bāzes sakausējumi, kam ir augsta blīvuma rādītāju, ko sauc smags. Tie tiek ražoti tikai ar metodēm pulvermetalurģijas. Volframs vienmēr ir pamats smago sakausējuma, kurā saturs var būt līdz pat 98%. Arī šis metāls tiek pievienoti smagie metāli, niķeļa, vara un dzelzs. Tomēr tie var ievadīt un hroma, sudraba, kobalts, molibdēns. Vislielākā popularitāti ieguvis pagaidu uzturēšanās sakausējumus (volframa - dzelzs - niķeļa) un XIP (volframu - niķeļa - vara). Augsta līmeņa blīvumu Šo sakausējumu ļauj viņiem uzņemt bīstamu gamma starojumu. No šiem spararatu ir izgatavoti no riteņiem, elektrības kontaktos, rotori uz žiroskops.

volframa karbīds

Apmēram puse no volframa ražošanai izmantotās izturīgu metālu, īpaši volframa karbīda, kurš ir kušanas temperatūra ir 2770 C. volframa karbīda ir ķīmiskais savienojums, kas satur vienādu skaitu oglekļa atomiem un volframa. Šis sakausējums ir specifiskas ķīmiskās īpašības. Volframs dod tai spēku, piemēram, ka tas pārsniedz šo rādītāju tērauda dubultojies.

Volframa karbīds plaši izmanto rūpniecībā. Jo tas ir izgatavots ar asiem priekšmetiem ir ļoti izturīgs pret augstām temperatūrām un nodiluma. Arī tāpēc, ka šis elements ir izgatavots:

• Lidmašīnu detaļas, auto dzinēji.
• Sīkāka informācija par kuģi.
• Medicīnas un ķirurģijas instrumenti, kas tiek izmantoti vēdera operācijas. Šādi instrumenti ir daudz dārgāka nekā parastā medicīnas tērauda, bet tie ir daudz produktīvāk.
• Rotaslietas, īpaši saderināšanās gredzeni. Šāda popularitāte volframa saistīta ar tās spēku, lai precējies pāris, kas simbolizē spēku attiecības, kā arī izskatu. Funkcijas pulēta volframu formā tā, ka tas uz ļoti ilgu laiku saglabā spogulis, spīdumu.
• Bumbas lodīšu pildspalvas greznība.

Win - volframa sakausējuma

Aptuveni otrajā pusē 1920, daudzas valstis ir sākušas ražoti sakausējumi griešanas instrumenti, kas tiek gatavoti no volframa karbīda un kobalta metāla. Vācijā šāda sakausējuma sauc Vidya, ASV - Karbolit. Padomju Savienībā, šāds sakausējums sauc par "uzvarēt." Šie sakausējumi bija lieliski ārstē čuguna izstrādājumiem. Win ir keramikas, metāla sakausējums ar ļoti augstu drošības līmeni. Tas ir izgatavots formā šķīvjiem dažādas formas un izmēriem.

Pobedita ražošanas process ir šāds: paņemt volframa karbīda pulveri, smalku pulveri no niķeļa vai kobalta, un viss ir jaukta un nospiesta īpašās veidnēs. Tādējādi nospiests plate pakļauj tālākai termiskai apstrādei. Tas dod ļoti cieto sakausējumu. Šīs plāksnes ir ne tikai izmanto griešanai čuguna, bet arī ražošanā urbšanas instrumentus. Plātnes pobedita pielodēti uz urbšanas iekārtas, izmantojot vara.

Izplatība volframa dabā

Šis metāls ir ļoti maz izplatīšanās vidē. Pēc tam, kad visi elementi 57 tas notiek, un tas ir klātesošs kā clark volframa. Arī metāls ir minerālvielu - Scheelite un wolframite. Tungsten migrē pazemes ūdeņos vai kā jonu pašu vai formā dažādu savienojumu. Bet lielākā koncentrācija ir niecīga gruntsūdeņos. Tas ir dažas simtdaļas mg / l, un praktiski nemaina savas ķīmiskās īpašības. Volframs var tikt atbrīvota arī dabiskajās ūdenstilpēs no notekūdeņu attīrīšanas iekārtām un rūpnīcām.

Ietekme uz cilvēka ķermeni

Volframs diez nonāk saskarē ar ūdeni vai pārtiku. Tur var būt risks ieelpojot volframa daļiņas kopā ar gaisu darba vietā. Tomēr, neskatoties pieder pie kategorijas smago metālu, volframa nav toksisks. Volframs saindēšanās parādās tikai tie, kas ir saistīti ar ražošanu volframa. No metāla ietekmes pakāpe uz korpusa var būt dažādi. Piemēram, volframa pulveri, volframa karbīda, un šādas vielas kā anhidrīta tungstic skābes, var izraisīt plaušu bojājumu. Tās galvenie simptomi - nespēks, drudzis. Vairāk smagi simptomi rodas, kad saindējas volframa sakausējumi. Tas notiek ieelpojot putekļu sakausējumu un noved pie bronhīts, plaušu fibrozi.

Metallic volframa, krīt iekšā cilvēka ķermenī, nav uzsūcas zarnās un pamazām parādās. Var radīt lielas briesmas volframa savienojumi, kas pieder šķīstošs. Tie glabājas liesā, kauli un āda. Ilgstoša iedarbība volframa savienojumi var rasties tādi simptomi kā trausli nagi, ādas lobīšanās, dažāda veida dermatīts.

Krājumi volframa dažādās valstīs

Lielākie volframa resursi ir Krievijā, Kanādā un Ķīnā. Zinātnieki prognozē, ka iekšzemes teritorijā atrodas aptuveni 943,000 tonnas šā metāla. Ja mēs uzskatām, ka šos aprēķinus, lielākā daļa no rezervēm, kas atrodas dienvidu Sibīrijā un Tālajos Austrumos. Ļoti maz ir zināms resursu daļu - tas ir tikai aptuveni 7%.

Pēc skaita pierādītas noguldījumu volframa Krievija ir otrais tikai uz Ķīnu. Lielākā daļa no tiem atrodas apgabalos Kabardas-Balkārijas un Burjatijas. Bet šajās jomās nav ražots tīru volframu un tās rūdas, kas satur arī molibdēnu, zelta, bismuta, telūrs, skandijs un citas vielas. Divas trešdaļas no apjoma rezultātā volframa izpētīt pārklāts ar ugunsizturīgu rūdu, kur galvenais volframosoderzhaschim minerālūdens ir Scheelite avotiem. Par akciju legkoobogatimyh rūdas veido tikai vienu trešdaļu no ražošanas. Raksturojums volframa ražots Krievijā ir zemāks nekā ārzemēs. Rūdas satur lielu daļu volframa trioksīda. Krievijā ir ļoti maz metāla palieņu noguldījumi. Volframa smiltis ir arī sliktas kvalitātes ar lielu oksīdu.

Volframa ekonomikā

Globālā volframa ražošanas sāka augt no aptuveni 2009, kad es sāku atgūt Āzijas nozarē. Lielākais ražotājs volframa ir Ķīnas. Piemēram, 2013. gadā daļa ražošanas šajā valstī veidoja 81% no pasaules piedāvājuma. Aptuveni 12% no pieprasījuma volframa, kas saistīti ar ražošanu apgaismes ķermeņi. Pēc ekspertu domām, izmantošana volframa šajā jomā tiks samazināts ārstēšanu ar LED un dienasgaismas lampas iekšzemes vides un darbavietā laikā.

Tiek uzskatīts, ka būs pieaug pieprasījums pēc volframa ražošanā elektronisko iekārtu. Augsta nodilumizturība volframa un tā spēja saglabāt elektroenerģiju padarītu šo vispiemērotākais metāla ražošanai sprieguma regulatoru. Tomēr, pieprasījuma ziņā joprojām ir samērā mazs, un tiek lēsts, ka līdz 2018. gadam tas pieaugs tikai par 2%. Tomēr, saskaņā ar Zinātnieki prognozē, ka tuvākajā nākotnē notiks, pieaugošo pieprasījumu pēc cementēta karbīda. Tas ir saistīts ar izaugsmi automobiļu ražošanu ASV, Ķīnā, Eiropā, un pieaugums ieguves rūpniecībā. Tiek uzskatīts, ka līdz 2018. gadam, pieprasījums pēc volframa pieaugs par 3.6%.