Tungsten valence. Mga katangian at application ng Tungsten

Higit pang mga artikulo ay magbibigay-daan upang maging pamilyar sa ang pisikal at kemikal na mga katangian ng Tungsten, tingnan ang mga detalye ng kanyang pamamalagi sa likas na katangian, ang mga lugar ng produksyon, ang pagbubukas ng kwento, at higit pa.

Tungsten (W)

Tungsten - ay isang elemento ng periodic table of Mendeleev ay may pitumpung ika-apat na bilang atomiko ay tumutugon sa Latin W. karakter Sa karaniwang mga kondisyon ay may isang kulay-abo-pilak kulay, makintab, matapang. Ng lahat ng mga metal Tungsten ay ang pinaka-matigas ang ulo. Mas mataas kaysa sa W, temperatura ng pagkatunaw tanging non-metal - carbon. Ito ay may isang mataas na kemikal pagtutol. Valence ng Tungsten - variable.

Kasaysayan ng pagtuklas

Suweko botika Carl Wilhelm Scheele sa 1781, ay nakikibahagi sa pagproseso ng scheelite nitrik acid, ay maaaring makabuo ng Tungsten trioxide - "mabigat na bato" dilaw. Dalawang taon mamaya, na sa 1783-m, dalawang kapatid na lalaki Eluard, chemist orihinal na mula sa Espanya, ang pampublikong ay alam na sila ay maaaring makakuha ng mula sa wolframite bagong metal at oxide - Tungsten.

Modern Estados Unidos, Pransya at Britain na ginagamit ang pangalan ng Tungsten para tungsten, na kung saan tina-translate mula sa Suweko bilang "mabigat na bato". Noong una, ang salita ibig sabihin wolframium mineral wolframite. Mamaya ito ay dumaan sa metal mismo.

Tungsten sa kalikasan

Ayon sa mga kalkulasyon Vinogradova, crust clarke number tungsten earth ay tungkol sa 1.3 g / t. Ang average na nilalaman ng mga bato bulubundukin, r / t: acidic bato - 1.9, average - 1.2, ang pangunahing - 0.7 ultrabasic - 0.1.

Ang pinakamalaking reserbang ng metal na ito ay puro sa China, US, Canada at Kazakhstan, mga bansa tulad ng Bolivia, Portugal, Uzbekistan, Russia at South Korea ay may isang maliit na sa paghahambing sa mga nabanggit States stock. Noong taong produces tungkol sa 49-50,000,000 tonelada, kung saan 41 na ginawa ng China, Russia share ay tumutugon sa 3.5 tonelada, Kazakhstan - 0.7, at Australia - 0.5 tonelada.

Sa industriya, ang pangunahing papel na ginagampanan ay ibinibigay sa wolframite at scheelite. Mineral wolframite madalas puro sa granitic rocks at ang kanilang mga average na konsentrasyon ay tumutugon sa isa o dalawang porsyento. Karamihan sa mga bansang export ng Tungsten. . Ang presyo ng metal na ito ay sa halip mataas at maaaring mag-iba depende sa tatak at ang uri na kung saan ito ay naibenta (2172-6,250,560 kuskusin.). Ang pangunahing exporters ng Tungsten itinuturing UK, China at Australia. Na-import sa mga malalaking dami sa Estados Unidos, Germany, England at Japan.

Mga Paraan para sa paghahanda

Paghahanda ng Tungsten - isang proseso na binubuo ng ilang mga incremental hakbang. Una nakahiwalay trioxide WO ₃ mula mineral concentrates sa proseso ng pagbawi pagkatapos ng pagpunta sa metal powder ng hydrogen sa ilalim ng mga kondisyon ng tungkol sa 700 ° C. Dahil sa napakataas na temperatura ng pagkatunaw pinakamahusay na paraan upang makakuha ng ito metal mga paraan ng powder metalurhiya. Sa unang hakbang ng Tungsten pulbos ay pipi, at pagkatapos ay inilagay sa isang hydrogen na kapaligiran at sintered sa ilalim ng mga kondisyon ng tungkol sa 1200-1300 ° C. Ang karagdagang sumailalim sa electric kasalukuyang at ang heating temperatura ay distilled sa tatlong libong mga grado, ang prosesong ito ay sinamahan ng sintering, at ang mga metal ay lumiliko sa isang monolito. Ang mga kasunod na paghahanda ng Tungsten at ang kanyang purification mula sa mga nagresultang monolitik materyales mangyari sa mga kondisyon ng zone pagtunaw. Gayunman, tungsten pulbos - ito ay hindi lamang ang paraan ng paghahanda na bakal. Sa paghahanda ng isang manlalakbay mula sa pyrolysis ng chlorides maaari itong makuha nasa metallic form, ngunit hindi sa isang compact at pulbos.

Chemical kalidad na mga katangian

Tungsten ay ang valence ng variable na karakter, mula sa dalawang sa anim. Ang pinaka-matatag na form tumatagal ng ika-anim na valency. Kapaha at trivalent form ng compounds ay hindi matatag at walang espesyal na kabuluhan, sa kasanayan ay hindi na ginagamit. Tungsten ay napaka lumalaban sa kaagnasan ng riles. Room temperatura nagbibigay-daan ito upang mapanatili ang isang pare-pareho ang posisyon nang walang pagiging napapailalim sa kaagnasan; umabot na pagpapainit temperatura ay nagsisimula sa oksaidisahin, na bumubuo ng isang tungsten oxide (VI). Ay ang pangalawang sa isang serye ng stress at gastos sa likod hydrogen. Halos walang kalutasan sa hydrofluoric at sulpuriko acid. Nitrik acid at aqua regia dahilan ibabaw oksihenasyon proseso. Bisa ng mga posibleng hydrogen peroxide.

Ang isang halo ng hydrofluoric at nitrik acid dissolves rin tungsten:

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

Sa pagkakaroon ng oxidants ay maaaring reacted na may isang nilusaw alkali:

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

Ang mga halimbawa sa itaas reaksyon magpatuloy masyadong mabagal, ngunit sa pag-abot sa antas ng 400 ° C at Tungsten self-heating ng proseso ng reaksyon ay pinabilis na, sabay-sabay na bumubuo ng isang malaking halaga ng init. Reaksyon kinasasangkutan oxygen demand na pag-abot sa marka ng 500 ° C, upang metal alone nagsimulang uminit.

I-dissolve sa isang halo ng hydrofluoric at nitrik acids ay humantong sa pagbuo geksaftorvolframovoy acid - H ₂ [WF _6]. Sa lahat ng kilala tungsten compounds ay itinuturing na pinakamahalagang anhydride Tungsten trioxide o Tungsten, tungstate, isang peroxy compound sa Akin ₂ WO _X, isang sangkap na nakuha mula sa S, C, at halogen pangkat elemento.

Ang mga katangian ng isang pisikal na likas na katangian

Tungsten ay isang light grey makintab metal. Tungsten temperatura sa panahon pagtunaw at bulak umabot sa pinakamataas na elevation Celsius kumpara sa iba pang mga riles. May haka-haka na seaborgium ay kahit na mas malaki pagganap pagtunaw at bulak puntos, ngunit dahil sa ang katunayan na siya "buhay" ay napakaliit, ito ay imposible upang sabihin na may katiyakan, dahil hindi ito ay napatunayan sa pamamagitan ng eksperimento. Tungsten ay nagsisimula sa matunaw sa 3695 K, habang kumukulo, na umaabot sa 5828 K. W Net density ay malapit sa ginto - 19.25 gramo bawat kubiko sentimetro. Siya ay nailalarawan sa pamamagitan paramagnetik katangian. Alinsunod sa ang mga parameter ng pagsukat Brinell tigas ay 488 kg / mm ^2. Sa dalawampu't degrees Celsius ay may resistivity ng 55 × 10 ^-9 oum * m, ngunit sa kondisyon ng temperatura ng 2700 ° C resistivity index ay nagdaragdag ng hanggang sa 904 x 10 ^-9 oum * m. Ang masasalamin tunog mula sa tungsten gumagalaw sa isang bilis ng 4290 m / c.

Ang isa sa mga mabigat na metal na may mataas na tigas at temperatura ng pagkatunaw ng malaking itinuturing tungsten. Ang mga ari-arian na likas na taglay ng mga ito, matukoy ang halaga nito sa merkado mundo at paganahin ang malawak na paggamit. Ang kakayahan upang makatiis mas mataas na temperatura ay nagpapahintulot sa mga malalaking scale paggamit tungsten. Wire, sheet at marami pa daan sa iyo upang lumikha ng mga mekanismo na maglingkod sa maraming, maraming taon. Panlabas na katulad ng platinum. Sa purong estado kapag pinainit 1600 ° C ay maaaring maayos ay palsipikado.

Ang paggamit ng purong metal

Ang pangunahing paraan ng paggamit ng tungsten - ang pundasyon bilang sutil materyal sa metalurhiko industriya.

Plastic at matigas ang ulo mga katangian - ito ay kung ano ay kilala para sa Tungsten. Wire ng metal na ito ay lubhang kailangan sa mga aparatong inilaan para sa pag-iilaw. Larawan tubes at iba pang mga tubes na may isang vacuum ay din malawak na ginagamit W.

Argon arc welding ay hindi maaaring gawin nang walang mga electrodes na gawa sa tungsten. Vacuum paglaban pugon ring gamitin ito bilang isang elemento ng heating, at ito metal haluang metal ay ginagamit bilang reniyum termoelemento.

Ang mataas na density ay nagbibigay-daan upang gamitin ito bilang isang batayan para sa mabigat-type ang haluang metal na ginamit bilang isang panimbang para sa paglagos ng armas core sabot at gaya ng bato sa hugis ng palaso artilerya shell, core para sa paglagos ng armas bala at kahit gyro stabilizing lumilipad ballistic misayl.

Tungsten ay maaaring magsilbi bilang isang mahusay na paraan ng ionizing uri ng radiation. Kahit na ito ay may isang mas mataas na density at, lalo na kapag kumpara sa maginoo lead, sa pamamagitan ng bigat ng isang katumbas na antas ng pagbibigay ng proteksyon damit o kagamitan na nasa kay paggamit nito mas madali. Infusibility katangian at katigasan palubhain ang pagproseso, at samakatuwid ay natatali sa mga ganitong kadalas alloys ng tungsten at magtubog sa nikel, pati na rin ang bakal, tanso at iba pang metal.

Sa industriya upang lumikha ng isang iba't ibang mga solid mga produkto gamit ang tungsten. Sheet, tungsten pulbos, at ang pamalo-electrodes - isa sa mga pinaka-karaniwang paraan ng output ng W.

Paggamit ng mga compounds

Machining ng iba't ibang metal, pati na rin mga materyales na bumubuo sa mga di-metal na likas na katangian ng engineering constructions, pagbabarena at pagmimina proseso gamit ang malakas na alloys at composite i-type ang mga materyales ayon sa mga tungsten karbid, isang pinaghalong mga titan karbid, tantalum karbid at tungsten karbid. Selyo Tungsten ginawa mula sa mga materyales na ito ay nahahati sa T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, at VK6 VK4. Selyo TT pangkat lamang gamitin para sa mahirap mga kondisyon machining sa mas mataas na kumplikado. Isang kalakasan halimbawa ay maaaring magsilbi bilang isang shock-proseso umiinog pagbabarena pambutas o matibay na materyal pagmamanupaktura forging bakal na may mataas na init pagtutol. W ay ginagamit bilang isang alloying sangkap para sa bakal at alloys batay sa bakal. "High speed" steel nakasulat label na nagsisimula sa P, higit sa 90% ng share Binubuo Tungsten.

Minsan iba't ibang tungsten compounds ay ginagamit bilang catalysts o pigments, mataas na temperatura pampadulas para sa paglipat ng init enerhiya sa elektrikal form.

Tungsten at biology

Tungsten metal ay hindi itinuturing na makabuluhan sa biology, ngunit ang ilang mga bakterya at archaea bilang bahagi ng kanilang enzymes ay may sangkap na ito, na nasa mga aktibong site. Humigit-kumulang malalim na pinagmumulan ng napakalamig na uri archaebacteria live-hyperthermophiles, ay itinuturing na nakasalalay sa obligately tungsten. Ang pagkakaroon ng mga metal na ito sa enzyme komposisyon ay itinuturing na isang banal na alaala ng sinaunang Arkien panahon, sa ibang salita, maaari itong bayaran upang ipalagay na ang mga unang bahagi ng hitsura ng buhay sa lupa ay naganap sa partisipasyon ng W.

Bilang ang nangingibabaw na bahagi ng iba pang mga metal, Tungsten dust nagiging sanhi ng pangangati ng respiratory organs.

forms isotopes

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsten natural na pinagmulan comprises ng isang halo ng limang iba't-ibang mga anyo ng isotopes, namely: ¹⁸⁰ W (0135 wt%.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) at ¹⁸⁶ W (28,41%). Valency tungsten variable, at laging tumutugon sa bilang ng mga 2 hanggang 6, sa anumang anyo ng isotope.

Sa pamamagitan ng 2016 na ito ay kilala tatlumpu't anim na ginawa ng tao artipisyal na mga form ng Tungsten kinilala radionuclides na may mga numero mass 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Open tungsten natural na nagaganap radyaktibidad ay sa 2003, ngunit ang rate ay lubhang mababa, na kung saan ay tumutugma sa humigit-kumulang dalawang disintegrations bawat gramo bawat taon, at ang mga kondisyon ng pagkabulok na ito ay metal α-aktibidad.

sa pagtatapos

Karamihan sa mga umiiral na matigas ang ulo metal ay tungsten. Properties taglay na, payagan sa amin upang mahanap ang isang lugar sa isang malawak na hanay ng pang-industriyang mga gawain ng tao, mula sa engineering at nagtatapos sa proteksyon mula sa radiation. Metal ay binuksan ng humigit-kumulang ng dalawang beses, dalawang taon ang pagitan, ngunit hindi Scheele ni kapatid Eluard hindi talagang i-claim sa pagiging karapat-dapat sa karangalan ng kanyang pagtuklas. Ang valence ng Tungsten ay variable at tumatagal ng isang halaga ng 05:58, ngunit, gaya ng tinalakay nang mas maaga, ang pinaka-matatag na form ay may anim na valence. Ito ay napaka lumalaban sa kaagnasan, ay maaaring reaksyon ng sosa at dissolved sa isang halo ng hydrofluoric at nitrik acids.

Selyo Tungsten nahahati sa isang malaking bilang ng mga species ayon sa paraan ng pagpapatupad, ang form na kung saan ang metal, at ang mga patlang ng application. Mayroong maraming mga paraan ng kanyang isotope, at ang mga sangkap sa likas na katangian ay mahina minarkahan radioactive properties at napakabagal disintegrates. Ang batayan para sa isang mayorya ng mga bahagi at ekstrang bahagi, ang isang malawak na hanay ng mga aparato at kagamitan na ginagamit ng tao, ito ay tungsten. Kahit presyo bawat kilo metal ay medyo mataas na, ngunit gayon pa man ito ay hindi bawasan ang demand para dito, dahil sa kalidad nito tumutugma sa ang halaga na siya tinanong para sa.