Valence vun Wolfram. Eegeschaften an Applikatiounen vun Wolfram

Méi Artikelen wäert erlaben mat der kierperlecher a chemesch ze leieren Eegeschafte vun Wolfram, d'Donnéeë vu sengem Openthalt an der Natur gesinn, d'Plaz vun der Produktioun, d'Ouverture vun der Geschicht, a méi.

Wolfram (W)

Wolfram ass e Element vun der Periodesch Table of DI Mendeleev, et ass de 70. Atommass, entsprécht dem Latäin Symbol W. Ënnert normal Conditiounen ass et eng groer-sëlwer Faarf, glanzt, fest. Vun all de bekannte Metalle waart Wolfram als de refractaire Bestand. Héich wéi an W, de Schmelzpunkt ass nëmme fir netmetall - Kuelestoff. Huet héich chemesch Wäerter. D'Valence vum Wolfram ass variabel.

Geschicht vun der Entdeckung

A Chemiker aus Schweden Karl Wilhelm Scheele am Joer 1781, deen op schelite Behandlung mat Salpetersäure funktionnéiert, konnt Wolframtrioxid extrahieren - e "schwéieren Steen" vun gieler Faarf. Zwee Joer méi spéit, sou wéi 1783, hunn zwou Eluard-Bridder, Apotheker aus Spuenien, d'Öffentlechkeet informéiert, datt se en neie Metal- an Wolframoxid aus Wolframit kréien konnten.

Modern USA, Frankräich a Groussbritannien, déi den Numm vun Wolfram fir Wolfram, déi aus schwedesch als "schwéier Stee" Iwwersetzer. Ursprénglech, soll d'Wuert wolframium Quelle wolframite. Méi spéit ass et d'Metall iwwerholl.

Wolframen an der Natur

Laut Vinogradov's Berechnungen ass d'Clarke Nummer vun der Wolfram op der Äerdkrust 1,3 g / t. Den Duerchschnëttsindex zu de Fiels vum Mountmassiv, g / t: Säierferrock - 1,9, Duerchschnëtt - 1,2, Haapt - 0,7, ultrabasesch - 0,1.

Déi gréisste Reserven vun dësem Metal sinn konzentréiert sech an China, den USA, Kanada a Kasachstan, a Länner wéi Bolivien, Portugal, Usbekistan, Russland a Südkorea hunn méi kleng Reserven am Verglach mat den hei fräien Zoustänn. Et sinn ongeféier 49-50.000 Tonnen pro Joer produzéiert ginn, 41 dovunner ginn aus China extrahéiert, de russeschen Undeel entsprécht 3,5 Tonnen, Kasachstan - 0,7 an Australien - 0,5 Tonnen.

An der Industrie, déi Haaptroll gëtt Wolframit a Scheelit. Minerale vum Wolframit si meeschtens konzentréiere sech an granitesche Fielsen, an hir duerchschnëttlech Konzentratioun entsprécht ee bis zwee Prozent. Déi meescht vun de produzéierte Länner exportéieren Wolfram. . De Präis vun dësem Metal ass zimlech héich a kann op d'Mark an den Typ variéieren jee an deem et verkaaft ass (vun 2172 bis 6250560 reift.). Déi wichtigste Exporter vu Wolfram sinn Groussbritannien, China an Australien. Et ass importéiert a groussen Quantitéiten vun den USA aus Amerika, Däitschland, England a Japan.

Methoden fir ze kréien

Besonnesch Wolfram ass e Prozess deen aus verschiddene Phasenphasen agebaut ass. Éischt isoléiert trioxide Wo ₃ aus Äerz Parrainage mat der Erhuelung Prozess no mat Waasserstoff ënner Konditiounen vu ronn 700 ° C. zu der Metal Pudder lass Wéinst dem extrem héich Schmelzpunkt ass de beschte Wee fir dës Metal produzéieren d'Pulvermetallurgie. An der éischter Stuf gëtt de Wolframpudder kompriméiert, an dann an enger Waasserstoffatmosphär plazéiert an bei ongeféier 1200-1300 ° C gesintert. Weider exponéiert op e elektresche Stroum a beschleunegt d'Heiztemperatur op dräi Milliarde Grad. Dëse Prozess gëtt mat Sinterhuelung begleet an d'Metall ëmfaasst en Monolith. Déi nächst Produktioun vu Wolfram an d'Ofschafung vun de Monolithie gëtt erausgeklappt. Awer Wolfram Puder ass net déi eenzeg Form fir dëst Metall ze kréien. Wann d'W duerch Pyrolysis aus Chloriden gewann gëtt, ass et méiglech datt et schon mat metallesche Formen an an enger kompakter a puderierter gëtt.

Chemesche Qualitéits Charakteristiken

D'Valenz vum Wolfram ass variabel am Zeeche vun zwou bis sechs. Déi stabilst Form ass op d'sechste valence. Déi zwee- bis trivalent Formen vun de Verbindungen sinn instabbar a sinn net besonnech Bedeitung, an der Praxis si se net ugewandt. Wolfram ass ganz resistent géint d'Korrosioun vu Metalle. D'Zuelstemperatur erlaabt et eng konstante Positioun z'erhalen ouni ze korrodéieren; erreecht incandescence Temperatur, administrativ eng ze oxidize fänkt Wolfram It (VI). Et hëlt d'zweet Plaz an der Serie Spannungen a steet hinter Waasserstoff. Virtuell Nerastvorim an der Flossfahrt a verdünnter Schwefelsäure. Nitrat Säure a royal Wodka verursaachen d'Oxidatioun vun der Uewerfläch. D'Zolatioun ass méiglech am Waasserstoffperoxid.

Eng Mëschung vu Floss a Salpetersäure löst d'Wolfram gutt:

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

An der Präsenz vun den Oxidant kann mam geschmolten Alkali reagéieren:

2W + 4NaOH ₃ + 3O ₂ à 2Na ₂ Wo ₄ + 2H ₂ O.

Déi genee Beispiller vu Reaktiounen féieren ganz lues virun, mee no enger Erhuelung vun enger Temperatur vu 400 ° C, Wolfram ass selbstheizend, an de Reaktiounsprozess beschleunegt a gläichzäiteg eng grouss Hëtzt bezeechent. D'Reaktiounen mat Sauerstoff erfuerden fir e 500 ° C Mark ze erreechen fir de Metall ze beginn fir sech selwer ze erhéijen.

Verbidden an enger Mëschung aus Flosssaier an nitric Saieren féiert un d'Équipe geksaftorvolframovoy sauerem - H ₂ [WF _6]. Vun all de bekannte Wolfram awer ginn als wichtegst anhydride Wolfram trioxide oder Wolfram, tungstate, engem peroxy Facettenaen mat Me ₂ Wo _X, eng Substanz ofgeleet aus S, C, an halogen Grupp Elementer.

Eegeschaften vun enger physescher Natur

Wolfram ass e hellgrau glänzend Metall. D'Temperatur vu Wolfram beim Schmelzen an de Kachen erreecht déi héchste Niveaue vu Celsius am Verglach mat anere Metalle. Et ass d'Iwwerzeegung datt d'Syborgy nach méi gréissert Temperaturen vu Schmelz a Kachen huet, awer well et "liewt" ka kleng ass, kann dat net mat Sécherheet gewisannt ginn, well dëst net experimentell beweist. De Wolfram fuscht bei 3695 K, awer krabbelt, an eréischt 5828 K. Den reenen W an d'Dicht ass nawell gold - 19,25 Gramm pro Centimeter Kubik. Hien ass duerch paramagnetesche Qualitéit charakteriséiert. Am Aklang mat der hardness Moosse Parameteren Brinell ass 488 kg / mm ^2. Um zwanzeg Grad Celsius huet e resistivity vun 55 × 10 ^-9 Ohm * m, mä an de Konditioune vun Temperatur vun 2700 ° C resistivity Index geet bis zu 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Den Tounwolt reflektéiert sech mat enger Geschwindegkeet vun 4290 m / s.

Een vun de schwéiersten Metalle mat engem héigen Zuchindex an engem enorme Schmelzpunkt ass richteg Wolfram. Eegeschaften, déi d'selwecht huele kënnen, bestëmmen hir Wäert op dem Weltmaart an erweideren Gebrauch. D'Kapazitéit fir héijen Temperaturen ze halen, erméiglecht eng grouss Applikatioun vu Wolfram. Draht, Blieder an e bësse méi erlaabt d'Schafung vun Mechanismen déi vill jonk sinn. Ausser wéi platinum. A senger reiner Form, wéi waarm op 1600 ° C, kann et gutt geschmiedlech sinn.

D'Verwäertung vu purem Metal

Déi Haaptmethod fir Wolfram ze benotzen ass d'Basis als refractaire Material an der metallurgescher Industrie.

Plastesch a refractaire Properties - dat ass wat bekannt ass fir Wolfram. E Wire aus dësem Metal ass onbedéngt néideg fir Apparater, fir Beleeg entwéckelt. Kinescopes an aner Tubakser mat Vakuum si verbreed.

D'Argongschweissdichtung kann net ouni Elektroden mat der Participatioun vun Wolfram gemaach ginn. Vakuawidesch Resistenzofhängeger benotzen et och als Heizelement, an eng Legierung vun dësem Metall mat Rhenium gëtt als Thermoelement benotzt.

Seng héich Densitéit erméiglecht et als Basis fir Schwaargewéileg Legierungen, déi als Géigeleeschtung, Rüstungsschéierunge fir eng sub-kaliber a pfeil-forméiert Skylang ass, e Kär fir Wäerterpatrounen a souguer Gyroskopen, déi de Fluch vun enger ballistescher Rakéit stabiliséieren.

Wolfram kann als exzellent Fuerderung fir Stralung vun ioniséierender Art ginn. Obwuel et eng héich Dicht, virun allem am Verglach mat traditionelle Blei, an Gewiicht, mat engem gläiche Schutzniveau, Kleeder oder Apparater mat sengem Gebrauch erliewen liicht erliewen. D'Eegeschafte vu Feuerstoff a Härchtheet komplizéieren de Veraarbechtungsprozess, an doduerch méi oft an esou Fäll Fällen aus Wolfram an Nickel, och Eisen, Kof oder aner Metalle benotzen.

An der Industrie gëtt Wolfram benotzt fir eng Rei vu starke Produkter ze kreéieren. Blat, Wolfram Puder, Elektroden an Hantel - eng vun den heefegste Form vun Ausgaang vum W.

Uwendung vun Compounds

Mechanesch Veraarbechtung vu verschiddene Metallen, wéi och Materialien, déi Deel vun net-metallesche Ingenieurstrukturen bilden, de Prozess vun der Bunnen fir eng gutt an der Miningindustrie, benotze vu groussen Legierungen a Verbundmaterialien op Basis vun Wolframcarbid, Titan-Carbid-Mischungen, Tantalcarbid a Wolframcarbid. Wolfram gradesäiten aus dësen Materialien ginn opgedeelt an T30K4, T5K10, VK25, VK8, VK15, T15K4, VK2, VK6 a VK4. D'Marken vun der TT-Grupp ginn nëmme fir eng komplex Veraarbechtung ënner Bedingungen a méi erhéijen Komplexitéit benotzt. En opfällegend Beispill kann als Schlagrotatiounsprozess bohrend e stabile Material mat engem Perforéierer oder eng Schmelzveraarbechtung mat Stéier mat héijer Hëtztwäerter gemaach ginn. W ass als Legierungselement fir Stahl a bei Legierungen op Basis vun Eisen. "High-Speed" Stahl mat Schrëftzeechen mam P aus a méi wéi 90% vu Fällen enthält en Deel vun Wolfram.

Heiansdo ginn verschidde Wolframverbindungen als Katalysatoren oder Pigmente, High-Temperature-Schmierstoff, fir d'Ëmstellung vun der thermescher Form vun Energie an elektresch Energie benotzt.

Wolfram a Biologie

Wolfram gëtt net als e wesentleche Metal an der Biologie betrachtet, mä verschidde Bakterien an Arhebakterien an hiren Enzymen hunn dës Komponente am aktiven Zentrum. Nieft de Tiefwasserquellen vum hydrothermesche Typ ginn et Archbakterien-Hyperthermophiler, déi als obligatoresch ugewiesen ginn. D'Präsenz vun dësem Metal an der Enzymatik ass als archäologescht Reliquie vun der fréie Stonn als Iwwergank bezeechent ginn, an anere Wierder, et kann een huelen datt d'fréie Véierel vum Liewen op der Äerd mat der Participatioun vu W.

Wéi de gréissten Deel vun anere Metalle sinn d'Staub vum Wolfram irritationéiert vum Atmungssystem.

Forme vu Isotopen

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Wolfram natierlech Origine regruppéiert eng Mëschung aus fënnef verschidden Formen vun Isotopen, nämlech: ¹⁸⁰ W (0,135 virstellen%.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) an ¹⁸⁶ W (28,41%). D'Valenz vum Wolfram ass variabel an ëmmer entsprécht enger Zuel vu 2 bis 6 a irgend Isotopen.

Bis 2016 goufen 37 Mënschheet gemaach Artificial Form vun identifizéierten Wolfram Radionukliden mat Massennummeren bekannt: 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. D'Radiofaktioun vum Wolfram vun natierlechen Urspronk gouf 2003 entdeckt, awer säin Wäert ass extrem kleng, dat entsprécht ongeféier Zwee Zerfälle pro Gramm pro Joer, an d'Konditioun vun dësem Verfall ass d'α-Aktivitéit vum Metal.

Conclusioun

Déi refractoresch vun de aktuell Metalle gëtt Wolfram. Eegeschaften, déi d'selwecht huele kënnen, kënnen hir Plaz an enger breeder Palette vun mënschlechen Industriestandwierk fënnt, mat Ingenieurswëssenschaft a mat dem Schutz vun der Expositioun. De Metal ass geheescht, ongeféier geschwat, zweemol, mat engem Ënnerscheed vun zwee Joer, awer och d'Scheele an d'Eluard-Bridder hunn e grousse Kredit fir seng Entdeckung verdéngt. D'Valenz vum Wolfram ass variabel an e Wäert vun zwou bis sechs, awer, wéi virdru schonn erwähnt, ass déi stabile Form eng sechste Valanz. Ganz Korrosioun resistent, kann mat Alkalis reagéieren an an enger Mëschung vu Flëssegket a Salpetersäure.

Wolfram Sorten ginn an eng grouss Zuel vun Arten ënnerdeelt wéi d'Aart vun der Ausféierung, d'Form, an där d'Metall läit, an d'Géigend vu senger Applikatioun. Et gi vill Form vu sengem Isotop, an d'Element an der Natur huet e schwaach ausgedréckte radioaktiven Eegentum an extrem lues decakt. D'Basis fir vill Deeler a Sparter, déi mannst Diversitéit Ausrüstung an Ausrüstung déi vum Mënsch benotzt ginn, ass genee Wolfram. De Präis souguer fir e Kilo Metal ass relativ héich, awer trotzdem huet se d'Nofro net verréngert, well hir Qualitéite de Käschten entspächen, déi se gefuerdert hunn.