Wolfram Valenz. Eigenschaften und Anwendung von Wolfram

Weitere Artikel können mit den physikalischen und chemischen kennen zu lernen Eigenschaften von Wolfram, die Details seines Aufenthalts in der Natur sehen, die an der Stelle der Produktion, die Öffnung der Geschichte und vieles mehr.

Wolfram (W)

Wolfram – ist ein Element des Periodensystems von Mendelejew hat der 74. Ordnungszahl entspricht dem lateinischen Zeichen W. In den üblichen Bedingungen hat ein grausilberfarben, glänzend, hart. Von all dem Metall Wolfram ist das refraktärste. Höher als die von W, der Schmelzpunkt von nur Nichtmetall – Kohlenstoff. Es hat eine hohe chemische Beständigkeit. Valence aus Wolfram – variabel.

Geschichte der Entdeckung

„Schwerer Stein“ gelb – schwedischer Chemiker Carl Wilhelm Scheele im Jahr 1781, bei der Verarbeitung von Scheelit Salpetersäure beschäftigt, könnte Wolframtrioxid produzieren. Zwei Jahre später, bereits in 1783-m, zwei Brüder Eluard, Chemiker ursprünglich aus Spanien, wurde die Öffentlichkeit darüber informiert, dass sie aus Wolframit neuem Metall und Oxid bekommen könnten – Wolfram.

Moderne Vereinigte Staaten, Frankreich und Großbritannien verwendet , um den Namen von Wolfram für Wolfram, das von schwedischem als „schweren Stein“ übersetzt. Ursprünglich bedeutete das Wort Wolframium Mineral Wolframit. Später ging sie an das Metall selbst.

Wolfram in der Natur

Nach Berechnungen Vinogradova, Clarke Anzahl Kruste der Wolfram Erde beträgt etwa 1,3 g / t. Der durchschnittliche Gehalt an den Felsen Bergketten, r / t: saure Gesteine – 1,9, Durchschnitt – 1.2, die Basis – 0,7 ultrabasischen – 0.1.

Die größten Reserven dieses Metalls in China konzentriert, den USA, Kanada und Kasachstan, Länder wie Bolivien, Portugal, Usbekistan, Russland und Südkorea haben einen kleinen im Vergleich zu den oben genannten Staaten Bestände. Im Jahr werden etwa 49 bis 50.000.000 Tonnen produziert, davon 41 durch China produziert, entspricht der Anteil Russlands bis 3,5 Tonnen, Kasachstan – 0,7 und Australien – 0,5 Tonnen.

In der Industrie wird die Hauptrolle Wolframit und Scheelit gegeben. Minerals Wolframit konzentriert oft in granitischen Gesteinen und deren durchschnittliche Konzentration entspricht einem oder zwei Prozent. Die meisten produzierenden Ländern Wolfram exportieren. . Der Preis für dieses Metall ist ziemlich hoch und kann auf der Marke und die Art variiert je in dem es verkauft wird (2172-6250560 reiben.). Die wichtigsten Exporteure von Wolfram als in Großbritannien, China und Australien. Importierte in großen Mengen USA, Deutschland, England und Japan.

Verfahren zur Herstellung

Herstellung von Wolfram – ein Prozess, der aus mehreren inkrementellen Schritten. Erste isolierte Trioxyd _WO3 von Erz konzentriert mit dem Rückgewinnungsverfahren nach mit Wasserstoff unter Bedingungen von etwa 700 ° C zum Metallpulver gehen Aufgrund der extrem hohen Schmelzpunkt beste Weg, dieses Metall zu bekommen sind mittels Pulvermetallurgie. Im ersten Schritt wird das Wolframpulver gepreßt, dann in einer Wasserstoffatmosphäre gesetzt und gesintert unter Bedingungen von etwa 1200-1300 ° C Ferner elektrischen Strom unterworfen, und die Heiztemperatur auf dreitausend Grad destilliert wird, wobei dieses Verfahren durch Sintern begleitet ist, und das Metall wird zu einem Monolithen. Anschließende Herstellung von Wolfram und seiner Reinigung aus den resultierenden monolithischen Materialien auftritt, unter den Bedingungen der Schmelzzone. Jedoch Wolframpulver – dies ist nicht die einzige Form der Zubereitung, dass Metall. Bei der Herstellung von W aus der Pyrolyse von Chloriden kann in metallischer Form erhält bereits werden, jedoch nicht in einem kompakten und Pulver.

Chemische Qualitätsmerkmale

Wolfram ist die Wertigkeit des veränderlichen Charakter von zwei bis sechs. Die stabilste Form nimmt an sechster Wertigkeit. Zwei- und dreiwertigen Formen der Verbindungen sind instabil und haben keine besondere Bedeutung in der Praxis nicht verwendet. Wolfram ist sehr widerstandsfähig gegen Korrosion von Metallen. Raumtemperatur ermöglicht es, eine konstante Position zu halten, ohne Korrosion ausgesetzt zu sein; erreicht incandescence Temperatur, Bilden eines zu oxidieren beginnt Wolframoxid (VI). Ist die zweite in einer Reihe von Stress und Kosten hinter Wasserstoff. Praktisch unlöslich in Fluorwasserstoff- und Schwefelsäure verdünnt. Salpetersäure und aqua regia Ursache Oberflächenoxidationsprozess. Dissolution möglichen Wasserstoffperoxid.

Eine Mischung aus Flußsäure und Salpetersäure löst sich gut Wolfram:

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

In Gegenwart von Oxidationsmitteln kann mit einem geschmolzenen Alkali zur Reaktion gebracht werden:

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

Die obigen Beispiele Reaktionen laufen sehr langsam, aber das Niveau von 400 ° C und Wolfram Selbsterwärmung des Reaktionsprozesses beschleunigt werden bei Erreichen, gleichzeitig eine große Menge an Wärme zu bilden. Reaktionen mit Sauerstoffbedarf der Marke von 500 ° C erreicht, auf Metall begannen allein zu erwärmen.

Löse in einem Gemisch aus Flußsäure und Salpetersäure führt zur Bildung geksaftorvolframovoy acid – H ₂ [WF _6]. Alle bekannten Wolframverbindungen gelten als wichtigstes Anhydrids Wolframtrioxid oder Wolfram, Wolframat, eine Peroxyverbindung mit Me & _sub2 ; WO _X, einer Substanz , die aus S, C, und Halogengruppen – Elemente.

Die Eigenschaften einer physikalischen Natur

Wolfram ist ein hellgraue glänzendes Metall. Wolfram Temperatur während des Schmelzens und Sieden erreicht die höchsten Erhebungen Celsius im Vergleich zu anderen Metallen. Es gibt Spekulationen, dass seaborgium hat noch mehr Leistung Schmelz- und Siedepunkte, aber aufgrund der Tatsache, dass er „lebt“ sehr klein ist, ist es unmöglich, mit Sicherheit zu sagen, da sie nicht durch das Experiment nachgewiesen wird. Wolfram beginnt bei 3695 K zu schmelzen, während des Kochens und erreichte 5828 K. W Nettodichte Gold nahe – 19,25 Gramm pro Kubikzentimeter. Er wird von paramagnetischen Eigenschaften charakterisiert. In Übereinstimmung mit der Härte Meßparameter Brinell beträgt 488 kg / mm ^2. Bei zwanzig Grad Celsius hat einen spezifischen Widerstand von 55 × 10 ^-9 m Ohm *, aber unter den Bedingungen der Temperatur von 2700 ° C spezifischem Widerstand Index steigt bis zu 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Der reflektierte Schall von Wolfram bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 4290 m / c.

Einer der Schwermetall mit hohen Härte und Schmelzpunkt von großem betrachteten Wolfram. Die Eigenschaften, die mit ihrem verbundenen, bestimmen ihren Wert auf dem Weltmarkt und breite Nutzung ermöglichen. Die Fähigkeit, höhere Temperaturen aushalten können in großem Umfang Verwendung Wolfram. Draht, Folien und vieles mehr können Sie Mechanismen schaffen, die viele, viele Jahre dienen. Äußerlich ähnlich wie Platin. In reinem Zustand beim Erhitzen auf 1600 ° C gut geschmiedet werden kann.

Die Verwendung von reinem Metall

Das Grundverfahren unter Verwendung von Wolfram – das Fundament als feuerfestes Material in der metallurgischen Industrie.

Kunststoff und feuerfeste Eigenschaften – das ist, was für Wolfram bekannt ist. Draht dieses Metalls ist unverzichtbar in Geräten für die Beleuchtung vorgesehen. Bildröhren und andere Rohre mit einem Vakuum ist auch weit verbreitet verwendet W.

Argon-Lichtbogenschweißen kann, ohne die Elektroden mit Wolfram nicht. Vakuumwiderstandsofen verwenden, es auch als Heizelement, und diese Metalllegierung als Rhenium-Thermoelement verwendet.

Die hohe Dichte ermöglicht es als Grundlage für schwere Typ-Legierung als Gegengewicht für den panzerbrechenden Kern Sabot zu verwenden und diese sagittale Artilleriegranaten, Kern für panzerbrechende Munition und sogar Gyro Projektil Stabilisierung ballistische Raketen fliegen.

Wolfram kann als ausgezeichnetes Mittel, ionisierende Strahlungstyp dienen. Obwohl es eine höhere Dichte und, vor allem im Vergleich mit dem herkömmlichen Blei, Gewicht gleicher Ebene Bereitstellung von Schutz Kleidung oder Ausrüstung lag mit seiner Verwendung einfacher. Unschmelzbarkeit Eigenschaften und Härte erschweren die Verarbeitung und daher in solchen Fällen häufig sind Legierungen von Wolfram und Nickel, sowie Eisen, Kupfer und anderen Metallen.

In der Industrie eine Vielzahl von festen Produkten mit Wolfram zu schaffen. Blatt, Wolframpulver und einem stab Elektroden – eine der häufigsten Formen der Ausgabe von W.

Verwendung der Verbindungen

Bearbeitung von verschiedenen Metallen, sowie Materialien, die die nichtmetallischen Natur der Ingenieurbauten, Bohr- und Bergbauverfahren unter Verwendung starke Legierungen und Verbundmaterialien auf Basis von Typ Wolframcarbid, eine Mischung aus Titancarbid, Tantalcarbid und Wolframcarbid bestehen. Briefmarken Wolfram aus diesen Materialien werden unterteilt in T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2 und VK6 VK4. Briefmarken TT-Gruppe nur für sehr schwierige Bearbeitungsbedingungen in einem erhöhten Komplexität verwendet. Ein herausragendes Beispiel kann als schock Prozess Drehbohren Perforator oder haltbares Material dienen Stahl mit hohen Wärmebeständigkeit Herstellung Schmieden. W wird als Legierungselement für Stahl und Legierungen auf Basis von Eisen verwendet. „High Speed“ Stahl beschriftetes Etikett mit P beginnen, mehr als 90% des Grundes Wolfram umfaßt.

Manchmal unterschiedliche Wolframverbindungen als Katalysatoren oder Pigmente, Hochtemperaturschmierstoff für den Übergang der Wärmeenergie in elektrische Form verwendet.

Wolfram und Biologie

Wolframmetall wird in der Biologie nicht signifikant angesehen, aber einige Bakterien und Archaebakterien als Teil ihrer Enzyme haben diese Komponente, die in der aktiven Stelle ist. Etwa tiefen Quellen hydrothermalen Typ Archaebakterien Live-Hyper sind abhängig betrachtet auf obligat Wolfram. Die Anwesenheit dieses Metalls in der Enzymzusammensetzung als Relikt der frühen archaischen Zeit, mit anderen Worten betrachtet wird, kann es zu übernehmen leisten, dass die frühe Entstehung des Lebens auf der Erde W. fand unter Beteiligung von

Da der überwiegende Teil von anderen Metallen, Wolfram Staub führt zu Reizungen der Atmungsorgane.

Formen Isotope

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Wolfram natürliche Herkunft eine Mischung aus fünf verschiedenen Formen von Isotopen, und zwar: ¹⁸⁰ W (0,135 Gew.%), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) und ¹⁸⁶ W (28,41%). Valenz Wolfram variabel und entspricht immer der Anzahl von 2 bis 6, in einer beliebigen Form des Isotops.

Bis zum Jahr 2016 war bereits bekannt, sechsunddreißig Menschen verursachten künstliche Formen von Wolfram identifiziert Radionuklide mit den Massenzahlen 157 … 179, 181, 185, 187 … 197. Öffnen Wolfram natürlich Radioaktivität auftritt, war im Jahr 2003, aber seine extrem niedrig ist, was in etwa entspricht zwei Zerfälle pro Gramm pro Jahr, und der Zustand des Verfalls Metall α-Aktivität.

Abschließend

Die meisten bestehenden feuerfesten Metall Wolfram ist. Inhärente Eigenschaften ermöglichen es uns, einen Platz in einer Vielzahl von industriellen Tätigkeiten des Menschen zu finden, die vom Engineering und endend mit Schutz vor Strahlung. Metall wurde etwa zweimal geöffnet, zwei Jahre auseinander, aber weder Scheele noch Brüder Eluard nicht wirklich behaupten, Verdienst zu Ehren seiner Entdeckung. Die Wertigkeit von Wolfram ist variabel und nimmt einen Wert von zwei bis sechs, aber, wie bereits erwähnt, die stabilste Form hat sechs Valenz. Es ist sehr korrosionsbeständig, kann mit Alkali und in einer Mischung aus Flußsäure und Salpetersäure gelöst reagieren.

Briefmarken Wolfram in eine große Anzahl von Arten unterteilt nach der Art der Ausführung, die Form, in der das Metall, und sein Anwendungsgebiet. Es gibt viele Formen der Isotopen und das Element in der Natur ist schlecht radioaktive Eigenschaften markiert und sehr langsam zerfällt. Die Basis für eine Vielzahl von Teilen und Ersatzteile, eine Vielzahl von Geräten und Anlagen durch den Menschen verwendet werden, ist es Wolfram. Auch Preis pro Kilogramm Metall ist recht hoch, aber dennoch ist es nicht die Forderung nach einer Verkleinerung des wegen seiner Qualität des Wertes entspricht, dass er gefragt.