Вольфрам валенттілігі. Сипаттар және вольфрам қолдану

Тағы мақалалар физикалық және химиялық танысуға мүмкіндік береді , вольфрам қасиеттері табиғатта оның болу егжей, өндіріс орны, тарихы ашылуын, және одан қараңыз.

Вольфрам (W)

Вольфрам - Менделеев периодтық кесте элементі жетпіс төртінші атом саны әдеттегі жағдайында Латын сипаттағы W. сәйкес келеді болды қатты, жылтыр сұр-күміс түсті, бар. барлық металл вольфрам ең отқа төзімді болып табылады. көміртегі - W, тек металл емес балқу нүктесі қарағанда жоғары. Ол жоғары химиялық төзімділігі. вольфрам валенттік - айнымалы.

ашу тарихы

шеелитовый азот қышқылының өңдеумен айналысатын 1781 жылы швед химигі Карл Вильгельм Scheele, вольфрам триоксид шығаратын еді - сары «ауыр тас». вольфрам - Екі жыл өткен соң, қазірдің өзінде 1783-м, екі ағайынды Eluard жылы, бастапқыда Испаниядан химиктер, қоғамдық олар вольфрамит жаңа металл және оксидінен алуға мүмкін екенін хабарлады.

Қазіргі заманғы Америка Құрама Штаттары, Франция және Ұлыбритания «ауыр тас» деп швед аударғанда, ол вольфрам үшін вольфрам есімін қолданған. Алғашында, сөз вольфрамның минералды вольфрамит білдіреді. Кейінірек ол металл өзі өтті.

табиғатта вольфрам

есептеулер Виноградова айтуынша, Clarke саны вольфрам жер қыртысының / т 1,3 г. - 1,9, орташа - 1,2, негізгі - 0,7 ультраосновных - 0,1 қышқыл жыныстар: жыныстар тау жоталары, R / T орташа мазмұны.

Осы металл ірі қорлары Қытай, АҚШ, Канада және Қазақстанда шоғырланған, мұндай Боливия, Португалия, Өзбекстан, Ресей және Оңтүстік Корея сияқты елдер жоғарыда аталған мемлекеттер қорларын салыстырғанда шағын бар. 0,7, және Австралия - - 0,5 тонна жылы 41 Қытай өндірген, оның шамамен 49-50 млн тонна өндіреді, Ресейдің үлесі 3,5 тоннаға, Қазақстан сәйкес келеді.

Өнеркәсіпте, негізгі рөл вольфрамның және шеелитовый беріледі. Minerals жиі гранитті тау жыныстарының шоғырланған вольфрамит және олардың орташа концентрациясы бір немесе екі процентке сәйкес келеді. вольфрам экспорттаушы көпшілігі өндіретін елдер. . Осы металдың бағасы айтарлықтай жоғары болып табылады және ол сатылады онда бренд және түріне қарай әр түрлі болуы мүмкін (6250560 руб 2172 жылғы.). Ұлыбритания, Қытай және Австралия саналады вольфрам негізгі экспорттаушы. көп мөлшерде Америка Құрама Штаттары, Германия, Англия және Жапония әкелінетін.

дайындау әдістері

вольфрам дайындау - бірнеше қадамдар тұратын процесс. кеннен WO ₃ Бірінші оқшауланған триоксид шамамен 700 ° С жағдайында сутегімен металл ұнтақ бара кейін қалпына келтіру барысымен концентраттарын Арқасында өте жоғары балқу нүктесі осы металды алу үшін ең жақсы жолы ұнтақты металлургия құралы болып табылады. Бірінші қадамда вольфрам ұнтақ басылған, содан кейін шамамен 1200-1300 ° С жағдайында сутегі атмосфераға және спечен орналастырылған Әрі қарай электр тоғының жататын және жылыту температурасы бұл процесс қабыстыруға жүреді, үш мың градусқа дейін тазартылған, және металл монолитті айналады отыр. нәтижесінде монолитті материалдардан вольфрам және оның тазарту кейіннен дайындау аймағы балқыту жағдайында пайда болады. Алайда, вольфрам ұнтақ - осы дайындау осы металдың ғана нысаны емес. хлоридтер пиролиз бастап W дайындауға ол металл түрінде өзінде алынған, бірақ жинақы және ұнтақ болады.

Химиялық сапалы сипаттамалары

Вольфрам екі алты, айнымалы сипаттағы валенттік болып табылады. ең тұрақты формасы алтыншы валенттілігі бойынша қабылдайды. қосылыстардың кіші және үш валентті нысандары тұрақсыз болып табылады және ешқандай ерекше маңызға ие, тәжірибеде қолданылған емес. Вольфрам металдардың коррозияға өте төзімді. Бөлме температурасы, ол тозбайтын болмай тұрақты ұстанымын ұстап тұруға мүмкіндік береді; incandescence температурасы қалыптастыру, тотықтандырғыш бастайды жетеді вольфрам оксиді (VI). сутегі артта стресс және құнын сериясы екінші болып табылады. Іс жүзінде плавик ерімейтін және күкірт қышқылы сұйылту. Азот қышқылы және Aqua Regia себебі беті тотығу процесі. ықтимал сутегі асқын еруі.

балқытқыш және азот қышқылының қоспасы ақ вольфрам ериді:

2W + WF ₆ + WoF ₄ + 4NO (газ эволюциясы) + 7H ₂ O. à 4HNO ₃ + 10HF

антиоксиданттармен қатысуымен балқытылған сілтімен жауап алады:

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

реакциялардың Жоғарыда мысалдар өте баяу, бірақ реакция процесін C және вольфрам өзін-өзі жылыту ° 400 деңгейін жеткен бір мезгілде жылу үлкен мөлшерін қалыптастыру, тездетіледі. Марк 500 ° С дейін жетеді оттегі сұранысты қатысуымен реакциялар, металға жалғыз қыза бастады.

H ₂ [WF _6] - балқытқыш және азот қышқылдарының қоспасы ерітіп қалыптастыру geksaftorvolframovoy қышқылы _{әкеледі.} барлық белгілі вольфрам қосылыстарын _X, S алынған зат, С, және галоген тобы элементтерінің, WO Me ₂ бар пероксисоединение, вольфраматтың, ең маңызды ангидрид триоксид вольфрам немесе вольфрамды қарастырылады.

физикалық сипаттағы қасиеттері

Вольфрам жеңіл сұр жылтыр металл болып табылады. балқыту және қайнаған кезде вольфрам температура басқа металдармен салыстырғанда жоғары қыратының Цельсий жетеді. seaborgium да көп өнімділік еруіне және қайнау температурасын бар, бірақ ол эксперимент арқылы дәлелденген жоқ, өйткені байланысты ол «өмір» атты өте аз, бұл шын мәнінде, ол, сеніммен айтуға мүмкін емес екенін сыбыс бар. , Қайнаған 5828 Қ W Net тығыздығын жетіп алтын жақын, ал вольфрам, 3695 К ери бастайды - текше сантиметр 19.25 грамм. Ол парамагнитное қасиеттері сипатталады. өлшеу параметрлері Бринелл қаттылығы сәйкес 488 кг / мм ^2. жиырма градус Цельсий 55 × 10 ^-9 Ом * м кедергісі бар, бірақ C кедергісінің коэффициенті ° 2700 температурасы жағдайында 904 х 10 ^-9 Ом * м дейін арттырады. 4290 м / с жылдамдықпен вольфрам жылжиды шағылысқан дыбыс.

жоғары қаттылық және үлкен қарады вольфрам балқу нүктесі бар ауыр металдардың бірі. оған тән қасиеттері, әлемдік нарығындағы өз құнын анықтау және кең пайдалануға мүмкіндік береді. жоғары температураға төтеп қабілеті ауқымды пайдалану вольфрам мүмкіндік береді. Сым, парақтары және басқа да көптеген сіз көп, көп жыл қызмет тетіктерін құруға мүмкіндік береді. платина сыртқы ұқсас. таза күйінде болғанда 1600 ° С дейін қыздырылған ақ жалған болуы мүмкін.

таза металл пайдалану

вольфрам пайдаланып негізгі әдісі - металлургия өнеркәсібінде балқитын материал ретінде іргетасы.

Пластикалық және отқа қасиеттері - бұл вольфрам үшін белгілі қандай болып табылады. Осы металл сым жарықтандыру үшін арналған құрылғылар алмастырылмайтын. вакуум бар сурет түтіктер және басқа да түтіктер, сондай-ақ кеңінен Вт қолданылады

Аргон доғалық пісіру вольфрам жасалған электродтар мүмкін емес. Вакуумдық қарсылық пеш, сондай-ақ жылу элементі ретінде пайдалануға, сондай-ақ осы металл қорытпасы рений термопара ретінде пайдаланылады.

жоғары тығыздығы құрышы-тесуге негізгі түрінде 'ағаш Башмаков үшін қайшылықтар ретінде пайдаланылатын ауыр түрі қорытпасынан үшін негіз ретінде, оны пайдалануға және сагиттальной артиллериялық снарядтар снарядты, қару-жарақ тесуге оқ негізгі және тіпті баллистикалық зымыранды ұшатын тұрақтандыру гироскоп мүмкіндік береді.

Вольфрам сәулелену иондаушы түріне тамаша құралы ретінде қызмет ете алады. оңай оны пайдалану орналасқан қорғау киім немесе жабдықтарды қамтамасыз тең деңгейде салмағы бойынша, кәдімгі қорғасын салыстырғанда әсіресе жоғары тығыздығы мен, бар болса да. Infusibility қасиеттері және қаттылық өңдеуді қиындатады, сондықтан мұндай жағдайларда жиі вольфрам және никель қорытпалары, сондай-ақ темір, мыс және басқа да металдар бар.

Өнеркәсіпте вольфрам пайдалана қатты көптеген өнімдерді құру. Sheet, вольфрам ұнтақ және Rod-электродтар - Вт шығару ең көп тараған түрлерінің бірі

қосылыстар пайдалану

түрлі металдардың өңдеу, сондай-ақ, вольфрам карбиді негізінде күшті қорытпаларды және композициялық түрі материалдарды пайдалана отырып, инженерлік құрылыстар, бұрғылау және тау-кен процесінің бейметалл сипатын құрайды материалдар, титан карбиді, тантал карбиді және вольфрам карбиді қоспасы. Осы материалдардан жасалған Пошталық вольфрам T30K4, T5K10, VK25, ВК8, VC 15 T15K4, BK2 және VK6 VK4 бөлінеді. ғана өсті күрделілігіне өте қиын механикалық өңдеу жағдайлары үшін пайдаланылатын Пошталық TT тобы. А премьер мысал соққы-процесс айналмалы бұрғылау перфоратор немесе берік материалдан Жоғары ыстыққа болат соғу өндіру ретінде қызмет ете алады. W темір негізіндегі болат және қорытпалар үшін қоспалау элементі ретінде пайдаланылады. «Жоғары жылдамдықты» болат P бастап белгісін литерлік, үлесін 90% -дан астам вольфрам қамтиды.

Кейде түрлі вольфрам қосылыстар катализаторларды немесе пигменттер, электр түрге жылу энергиясын өту үшін жоғары температура майлау ретінде пайдаланылады.

Вольфрам және биология

Вольфрам металл биология елеулі болып саналады, бірақ олардың ферменттер бөлігі ретінде кейбір бактериялар мен archaea белсенді сайтында орналасқан, бұл компонент бар, жоқ. Шамамен терең көздері гидротермиялық түрі archaebacteria тірі-hyperthermophiles, obligately вольфрам тәуелді болып саналады. Фермент құрамы осы металдың болуы ерте Архейские кезеңнің реликті ретінде қарастырылады, басқа сөзбен айтқанда, ол жер бетіндегі өмір ерте пайда болуы W. қатысуымен өтті деп санауға мүмкіндік алады

басқа металдарды басым бөлігі ретінде, вольфрам шаң тыныс алу органдарының тітіркенуі туғызады.

нысандары изотоптар

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . табиғи шығу тегі изотоптардың бес түрлі нысандарын, атап айтқанда қоспасы қамтиды вольфрам: ¹⁸⁰ Вт (. 0.135 мас%), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) және ¹⁸⁶ W (28,41%). Валенттік вольфрам айнымалы, және әрқашан изотоптың кез келген нысанда, 6 2 санына сәйкес келеді.

2016 жылға қарай бұл қазірдің өзінде ... вольфрам отыз алты техногендік жасанды нысандары жаппай сандар 157 радионуклидтердің анықталған белгілі 179, 181, 185, 187 болды ... шамамен сәйкес келетін, 197. Ашық вольфрам табиғи радиоактивтілік, 2003 жылы болды, бірақ оның жылдамдығы өте төмен болып табылады екі жылына грамм ыдырау, және осы ыдырау жағдайы металл α-әрекеті болып табылады.

Қорытындылай келе

қолданыстағы балқитын металл ең вольфрам болып табылады. тән сипаттары, инженерлік және сәулелерден қорғау аяқталатын бастап, АҚШ-тың өнеркәсіптік адам қызметінің кең ауқымды орын табуға мүмкіндік береді. Металл екі жыл бір-бірінен, шамамен екі есе ашты, бірақ бірде Scheele де ағайынды Eluard шынымен оның ашу құрметіне еңбегі үшін талап жоқ. вольфрам валенттік ең тұрақты формасы алты валенттілігі бар, бұрын талқыланды, айнымалы болып табылады және екі алты мәні алады, бірақ. Ол коррозияға өте төзімді, сілтілік және фторсутек және азот қышқылдарының қоспасында ерітілген әрекеттеседі болады.

Пошталық үлкен орындау әдісіне сәйкес түрлердің санының, металл түрінде, және қолдану оның саласында бөлінеді вольфрам. Онда оның изотоптың көптеген нысандары болып табылады, және табиғатта элемент нашар радиоактивті қасиеттерін белгіленген және өте баяу ыдырайтын. бөлшектер мен қосалқы бөлшектер көптеген, адам пайдаланылған аспаптар мен жабдықтарды кең ауқымы үшін негіз, ол вольфрам табылады. килограмм металл бір Тіпті бағасы өте жоғары болып табылады, бірақ оның сапасы, ол сұрады құнына сәйкес, өйткені соған қарамастан, ол, оған деген сұранысты азайту емес.