Volframa Valence. Īpašības un piemērošana volframa

Vairāk raksti ļaus iepazīties ar fiziskajām un ķīmiskajām īpašībām volframa, redzēt informāciju par savu uzturēšanās dabā, audzēšanas vieta, atklāšanas stāsts, un vairāk.

Tungsten (W)

Volframs - ir no periodiskās tabulas Mendeļejevs elementam ir 74. atomnumurs atbilst latīņu rakstzīmju W. parastajā apstākļos ir pelēks, sudraba krāsa, spīdīgu, grūti. No visām metāla volframa ir visgrūtāk ārstējamo. Augstāks nekā W, kušanas tikai nemetāla - oglekļa. Tā ir augsta ķīmiskā izturība. Valence volframa - mainīgs.

Vēsture atklāšana

Zviedru ķīmiķis Carl Wilhelm Scheele 1781., nodarbojas ar Scheelite slāpekļskābes apstrādi, varētu ražot volframa trioksīda - "smags akmens" dzeltens. Divus gadus vēlāk, jau 1783-m, divi brāļi Eluard, ķīmiķi sākotnēji no Spānijas, sabiedrība tika informēta, ka viņi varētu saņemt no Wolframite jaunu metāla un oksīda - volframa.

Modern ASV, Francija un Lielbritānija lietojis vārdu volframa volframa, kas nozīmē no zviedru kā "smagā akmens". Sākotnēji vārds nozīmēja wolframium minerālūdens Wolframite. Vēlāk tas nodots metāla sevi.

Volframa dabā

Saskaņā ar aprēķiniem Vinogradova, Clarke numuru; volframa zemes garozas ir apmēram 1,3 g / t. Vidējais saturs rocks kalnu grēdas, r / t: skābie rocks - 1,9, vidējais - 1,2, pamata - 0.7 ultrabasic - 0.1.

Lielākie rezerves šā metāla ir koncentrēta Ķīnā, ASV, Kanādā un Kazahstānā, tādas valstis kā Bolīvijā, Portugālē, Uzbekistānā, Krievijā un Dienvidkorejā ir mazs, salīdzinot ar iepriekš minēto valstu krājumu. Gadā saražo aptuveni 49-50000000 tonnu, no kuriem 41, ko ražo Ķīnā, Krievijas daļa atbilst 3,5 tonnas, Kazahstāna - 0,7, un Austrālijā - 0,5 tonnas.

Rūpniecībā, galvenā loma tiek piešķirta Wolframite un Scheelite. Minerāli Wolframite bieži koncentrēta granīta klintīm, un to vidējā koncentrācija atbilst vienam vai diviem procentiem. Vairums ražo eksportētājvalstu volframa. . Šī metāla cena ir diezgan augsta un, iespējams, atkarībā no zīmola un veida, kādā tas tiek pārdots atšķiras (no 2172 līdz 6250560 rub.). Galvenie eksportētāji volframa uzskatīta Lielbritānija, Ķīna un Austrālija. Importētie lielos daudzumos ASV, Vācijā, Anglijā un Japānā.

Metodes sagatavošanai

Preparation of volframa - process, kas sastāv no vairākām pakāpeniskas soļiem. Pirmais izolēts trioksīds WO ₃ no rūdas koncentrātu ar atgūšanas procesā pēc iet uz metāla pulveris ar ūdeņradi apstākļos, apmēram 700 ° C. Sakarā ar ļoti augstu kušanas punkts labākais veids, lai iegūtu šo metālu ir līdzeklis pulvermetalurģijas. In pirmajā solī volframa pulveris tiek nospiests, tad ievieto ūdeņraža atmosfērā un keramiskā apstākļos apmēram 1200-1300 ° C. Tālāk pakļauj elektriskās strāvas un apkures temperatūra tiek destilēts līdz trim tūkstošiem grādu, šis process tiek pievienots aglomerācijas procesā, un metāls pārvēršas monolīta. Turpmāka sagatavošana no volframa un tā attīrīšanai no iegūtā monolīta materiāliem notikt apstākļos zonā kušanas. Tomēr, volframa pulveris - tas ir ne tikai forma preparāta ka metāla. Sagatavošanā W no pirolīzes hlorīdu to var iegūt jau metāliskā veidā, bet ne kompakts un pulveris.

Chemical kvalitātes īpašības

Volframs ir Valence mainīgā rakstura, no diviem līdz sešiem. Visstabilākā forma aizņem sestajā valence. Di- un trivalenti formas savienojumiem ir nestabils un nav īpaša nozīme, jo praktiski netiek izmantota. Volframs ir ļoti izturīgs pret koroziju metālu. Istabas temperatūra ļauj to saglabāt nemainīgu pozīciju nepakļaujoties koroziju; sasniedz kvēlošana temperatūra sāk oksidēt, veidojot volframa oksīds (VI). Vai otrais virknē stresa un izmaksu aiz ūdeņradi. Praktiski nešķīst fluorūdeņražskābi un atšķaidītu sērskābi. Slāpekļskābe un aqua regia cēlonis virsmas oksidēšanās process. Izšķīšana iespējamo ūdeņraža peroksīdu.

Maisījums fluorūdeņražskābes un slāpekļskābi izšķīst arī volframa:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (gāze evolūcija) + 7H ₂ O.

In klātbūtnē oksidantu var tikt pakļauta reakcijai ar izkausētā sārmiem:

2W + 4NaOH ₃ + 3O ₂ A 2NA ₂ WO ₄ + 2H ₂ O.

Minētie piemēri reakciju turpināt ļoti lēni, bet uz sasniedzot līmeni 400 ° C un volframa pašsasilšanu reakcijas procesā tiek paātrināta, vienlaicīgi veidojot lielu siltuma daudzumu. Reakcijas ietver skābekļa pieprasījumu sasniedzot zīme 500 ° C, līdz metāla vien sāka sakarst.

Izšķīdina maisījumā fluorūdeņražskābes un slāpekļskābē noved pie veidošanos geksaftorvolframovoy skābi - H ₂ [WF _6]. No visiem zināmajiem volframa savienojumi tiek uzskatīti svarīgākā anhidrīds volframa trioksīdu vai volframa, volframāta A peroksīdu savienojums ar Me ₂ WO _X, vielas, kas iegūtas no S, C, un halogēna grupu elementi.

Īpašības fiziska rakstura

Volframs ir gaiši pelēka spīdīga metāla. Volframs temperatūru kušanas un vārīšanās laikā sasniedz augstāko paaugstināšanos pēc Celsija, salīdzinot ar citiem metāliem. Ir spekulācijas, ka sīborgijs ir pat lielākas veiktspējas kušanas un vārīšanās punktiem, bet sakarā ar to, ka viņš "dzīvo" ir ļoti mazs, tas ir iespējams teikt ar pārliecību, jo tas nav pierādīts eksperimentu. Volframs sāk kust pie 3695 K, bet vārot, sasniedzot 5828 K. W Neto blīvums ir tuvu zeltam - 19,25 grami kubikcentimetru. Viņš ir raksturīga ar paramagnētisko īpašībām. Saskaņā ar mērīšanas parametri Brinela cietība ir 488 kg / mm ^2. Pēc divdesmit grādiem pēc Celsija ir pretestību 55 × 10 ^-9 Ohm * m, bet apstākļos temperatūru 2700 ° C pretestību indekss pieaug līdz 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Atspoguļotais skaņa no volframa pārvietojas ar ātrumu 4290 m / c.

Viens no smagajiem metāliem, ar augstu cietību un kušanas temperatūra milzīgs uzskatīts volframa. Šīs īpašības, kas ir raksturīgas tajā, noteikt tās vērtību pasaules tirgū un ļauj plaši izmantot. Spēja izturēt augstāku temperatūru ļauj liela mēroga izmantot volframa. Stieples, loksnes un daudz vairāk ļauj jums izveidot mehānismus, kas kalpo daudzus, daudzus gadus. Ārēji līdzīgi platīna. Tīrā veidā, kad tiek sasildīta līdz 1600 ° C, var arī būt viltots.

Tīras metāla lietošana

Pamata metode izmanto volframu - pamats kā ugunsizturīga materiāla metalurģijas nozarē.

Plastmasas un ugunsizturīgo īpašības - tas ir tas, ko sauc par volframa. Stieples no šā metāla ir neaizstājama ierīces, kas paredzētas apgaismošanai. Attēlu caurules un citas caurules ar vakuumu tiek arī plaši izmantota W.

Argona loka metināšanas nevar iztikt bez elektrodu ar volframa. Vakuuma pretestība krāsns arī izmantot to kā sildelementu, un šī metāla sakausējums tiek izmantots kā Rēnijs termopāri.

Augstas blīvums ļauj izmantot to kā pamatu smagā tipa sakausējumu izmanto kā pretsvars bruņas pīrsings galveno Sabot un šāviņu sagitālais artilērijas čaumalas, kodolu un bruņas pīrsings munīcijas un pat žiroskopu stabilizējošā lidošanas ballistisko raķešu.

Volframs var kalpot kā lielisks līdzeklis starojuma jonizējošā tipa. Lai gan tas ir augstāks blīvums, un, jo īpaši, ja salīdzinot ar parasto vadībā, ar tāda paša līmeņa, kas nodrošina aizsardzības apģērbu vai aprīkojumu, kas atrodas ar to lietošanu vieglāku svaru. Infusibility īpašības un cietība sarežģīt apstrādi, un tādēļ šādos gadījumos bieži vien ir sakausējumi volframa un niķeļa, kā arī dzelzs, vara un citiem metāliem.

Šajā nozarē, lai izveidotu dažādas cietiem produktiem, izmantojot volframa. Loksnes, volframa pulveri, un stieņa elektrodi - viena no visbiežāk formas izejas W.

Izmantošana Savienojumu

Apstrādes dažādu metālu, kā arī materiāli, kas veido par inženierbūvēm, urbšanas un ieguves procesu, izmantojot spēcīgu sakausējumu un kompozītu veida materiālus, pamatojoties uz volframa karbīda, maisījums titāna karbīda, tantala karbīdu un volframa karbīdu nemetāliskie raksturs. Pastmarkas volframa izgatavoti no šiem materiāliem ir sadalīti T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 un VK6 VK4. Pastmarkas TT grupu izmanto tikai ļoti smagos apstrādes apstākļos paaugstinātu sarežģītību. Lielisks piemērs var kalpot kā šoks, process rotācijas urbšanas perforators vai izturīga materiāla ražošanas kalšanas tērauda ar augstu siltuma pretestību. W izmanto kā elementu sakausējuma tērauda un sakausējumu, pamatojoties uz dzelzs. "Ātrgaitas" tērauds tekstuālās etiķete, kas sākas ar P, vairāk nekā 90% no akciju ietilpst volframa.

Dažreiz dažādi volframa savienojumi tiek izmantoti, ka par katalizatoru vai pigmentus, augsttemperatūras lubrikanta pārejas uz siltuma enerģiju elektriskajā formā.

Volframs un bioloģija

Volframs metāls netiek uzskatīta par nozīmīgu bioloģijā, bet dažas baktērijas un Arheji kā daļu no savas fermentu ir šis komponents, kas ir aktīvajā vietā. Aptuveni dziļi avoti hidrotermiskās veids archaebacteria tiešraidē-hyperthermophiles tiek uzskatīti atkarīgi obligately volframa. Šā metāla fermentu sastāvā klātbūtne tiek uzskatīta par relikts agrīnā arhajs periodā, citiem vārdiem sakot, tas var atļauties pieņemt, ka notika sākumā parādīšanās par dzīvi uz Zemes notiek, piedaloties W.

Kā tā lielāko daļu no citiem metāliem, volframa putekļi izraisa kairinājumu elpošanas orgānu.

veidlapas izotopi

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsten dabisko izcelsmi satur maisījumu no pieciem dažādiem veidiem izotopu, proti: ¹⁸⁰ W (0,135% pēc masas.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) un ¹⁸⁶ W (28,41%). Valence volframa mainīgs, un vienmēr atbilst numuru no 2 līdz 6, jebkurā veidā izotopu.

Līdz 2016. gadam tas jau bija zināms trīsdesmit seši mākslīgo mākslīgas formas volframa identificēti radionuklīdu ar masu skaitļiem 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197 Atvērts volframa dabā sastopamām radioaktivitāte bija 2003.gadā, bet tā līmenis ir ļoti zems, kas atbilst aptuveni divi sadalīšanos gramu gadā, un nosacījums šī samazinājuma ir metāls α-aktivitāte.

Nobeigumā

Lielākā daļa no esošā ugunsizturīgu metālu volframa. Īpašības raksturīgās, ļauj mums, lai atrastu vietu plašu rūpniecisko cilvēka darbības, sākot ar inženierzinātnēm un beidzot ar aizsardzību pret starojumu. Metāla tika atklāta aptuveni divas reizes, ar divu gadu intervālu, bet ne Scheele, ne brāļi Eluard nav īsti prasīt, lai tām par godu viņa atklājumu. No volframa Valence ir mainīga, un paņem vērtību diviem līdz sešiem, bet, kā aprakstīts iepriekš, visstabilākā forma ir sešas valenci. Tas ir ļoti izturīgs pret koroziju, var reaģēt ar sārmu un izšķīdina maisījumā fluorūdeņražskābes un slāpekļa skābēm.

Pastmarkas Volframs sadalīts ļoti daudz sugu saskaņā ar izpildes veidu, forma, kādā metāla, un tās piemērošanas joma. Ir daudzi veidi tās izotopu, un elements dabā ir slikti marķēts radioaktīvās īpašības un ļoti lēni sadalās. Pamats daudziem detaļas un rezerves daļas, plašs ierīču un iekārtu, ko cilvēks izmanto, tas ir volframa. Pat cena par kilogramu metāla ir diezgan augsts, tomēr tas nemazina pieprasījumu pēc tā, jo tā kvalitāte atbilst vērtībai, ka viņš lūdza.