De kemiska egenskaperna hos volfram. Egenskaper och tillämpningar av volfram

Volfram - är ett grundämne i det periodiska systemet, som tillhör grupp VI. I naturen volfram förekommer som en blandning av fem isotoper. På ett konventionellt sätt och under konventionella betingelser, är det en fast metall silvergrå färg. Det är också den mest eldfasta av alla metaller.

Grundläggande egenskaper hos volfram

Volfram - en metall med anmärkningsvärda fysikaliska och kemiska egenskaper. I nästan alla grenar av modern produktion används volfram. Formeln vanligtvis den uttrycks som metalloxidbeteckningar - WO _3. Volfram är den mest svårsmälta metallen. Det antas att endast seaborgium kan vara ännu mer tugoplavok. Men bara så länge som det inte kan hävdas, som seaborgium har en mycket kort livslängd.

Denna metall har en specifika fysikaliska och kemiska egenskaper. Volfram har en densitet av 19300 kg / m ^3, är dess smälttemperatur 3410 ° C Med denna parameter är det näst till kol - grafit eller diamant. I naturen volfram sker som fem stabila isotoper. Deras mass tal i området från 180 till 186. Tungsten har en valens av 6 minuter, och föreningarna kan det vara 0, 2, 3, 4 och 5. Metallen har också en tillräckligt hög nivå av termisk ledningsförmåga. För volfram är siffran 163 W / (m * deg). Enligt denna egenskap, även det överstiger föreningar såsom aluminiumlegeringar. Massa volfram på grund av sin densitet, som är lika med 19 kg / m ^3. Graden av oxidation av volfram varierar 2-6. metall har sura egenskaper, och lägre i den högsta graden av dess oxidation - grundläggande.

Sålunda legeringar av lägre volframföreningar anses instabil. De mest resistenta är föreningar som har en grad av sex. De uppvisar de mest karakteristiska och kemiska egenskaper av metallen. Volfram tenderar att lätt bilda komplex. Men metall volfram är vanligtvis mycket motståndskraftig. Det börjar att interagera med syre endast vid en temperatur av 400 ° C. Kristallgittret av volfram avser kroppscentrerad kubisk typ.

Interaktion med andra kemikalier

Om volfram blandas med en torr fluor, kan föreningen erhållas under namnet "hexafluorid", som smälter vid en temperatur av 2,5 ° C och kokar vid 19,5 ° C Ett liknande material erhålls när föreningen av volfram med klor. Men för denna reaktion kräver ganska hög temperatur - ca 600 ° C. Men ämnet motstår lätt destruktiv inverkan av vatten och praktiskt taget inte kan ändras i kylan. Volfram - metall, vilket inte är utan syre reaktion ger upplösning i alkalier. Emellertid är det lätt upplöses i en blandning av _HNO3 och HF. Flesta av de stora kemiska föreningar av volfram - är dess trioxid WO _3, H ₂ WO ₄ - volframsyra och dess derivat - volframater salter.

Man kan överväga några av de kemiska egenskaperna hos volfram från reaktionsekvationer. Till exempel, formeln WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Det utvinns från volframmetalloxid manifesterar dess egendom för att interagera med väte. Denna ekvation återspeglar processen att få det från volframtrioxid. Följande formel betecknar en sådan egenskap som volfram praktisk olöslighet i syror: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. En av de mest anmärkningsvärda substanser som innehåller volfram karbonyl vägas. Därifrån och få tät ultratunna beläggning av ren volfram.

History of discovery

Tungsten - en metall som har fått sitt namn från det latinska språket. Översatt betyder "varg skum". Denna ovanliga namn dök upp på grund av beteendet hos metallen. Kompletterande bruten malm tenn, volfram, tenn stört val. På grund av den i smältning av malm slagg bildas endast. Denna metall sägs att han "äter tenn som en varg som äter fåren." Många undrar som upptäckte grundämne volfram?

Denna vetenskapliga upptäckten gjordes samtidigt på två ställen av olika forskare, oberoende av varandra. 1781 kemisten Scheele i Sverige fick en så kallad "tung sten", utför experiment med salpetersyra och scheelit. Under 1783, bröderna kemister från Spanien, Eluard namn rapporterade också upptäckten av ett nytt element. Närmare bestämt har de öppnats volframoxid upplöst i ammoniak.

De legeringar med andra metaller

Närvarande skilja enfas och flerfas volframlegeringar. De innehåller ett eller flera främmande element. Mest känd förening - är en legering av volfram och molybden. Sätta molybden volfram förlänar styrka under spänning. Också i kategorin av enfasiga volframlegeringar hör föreningar med titan, hafnium, zirkonium. Den största plasticitet av volfram fäst rhenium. Men i praktiken tillämpa en legering - en ganska tidsödande process, som Rhenium är mycket svårt att få tag på.

Eftersom volfram är en av de mest eldfasta material, de mottagande volframlegeringar - inte en lätt uppgift. När denna metall har just börjat koka, andra redan rör sig i en vätska eller gas tillstånd. Men moderna forskare kan få legeringar genom elektrolys. Legeringar som innehåller volfram, nickel och kobolt, används för att applicera det skyddande skiktet på ömtåliga material.

I modern metallurgiska industrin även beredd legeringar med hjälp av volframpulver. För att skapa de nödvändiga särskilda villkor, bland annat att skapa ett vakuum. Eftersom vissa funktioner i volfram interaktion med andra element ståltillverkare föredrar legeringar skapar inte en två-fas-egenskaper, och med hjälp av 3, 4 eller flera komponenter. Dessa legeringar är särskilt hållbara, men med tydliga efterlevnad formler. Vid minsta avvikelse procentuella legeringskomponenter kan vända spröd och oanvändbar.

Volfram - elementet, som används inom tekniken

Från denna metall fila vanliga glödlampor. Också, röntgenröret apparat innefattande vakuumugnen för att användas vid extremt höga temperaturer. Stål, som innefattar volfram har en mycket hög nivå av hållfasthet. Sådana legeringar används för tillverkning av verktyg i olika områden: för borrning, medicin, teknik.

Den största fördelen med föreningarna, och volfram stål - slitstyrka osannolikt skador. Den mest kända byggnaden i volframlegering kallas "vinna." Även detta element används ofta inom den kemiska industrin. Med additions skapade färgpigment. Speciellt stor utsträckning används inom detta område erhålles volframoxid 6. Den används för framställning av volframkarbider och halogenider. Ett annat namn för detta material - volframtrioxid. 6 Volfram oxid används som ett gult pigment i färger för keramik och glasprodukter.

Vad är tungmetaller?

Alla volframbaserade legeringar som har en hög densitet index, kallad tung. De produceras enbart av metoderna för pulvermetallurgi. Volfram är alltid basen för tunga legering, varvid innehållet kan vara upp till 98%. Också denna metall sättes till tungmetaller nickel, koppar och järn. Däremot kan de går in och krom, silver, kobolt, molybden. Störst popularitet fick tillfälliga uppehållslegeringar (volfram - nickel - järn) och XIP (volfram - nickel - koppar). En hög nivå av täthet av dessa legeringar tillåter dem att absorbera farlig gammastrålning. Av dessa svänghjul är tillverkade av hjul, elektriska kontakter, rotorer för gyroskop.

volframkarbid

Ungefär hälften av volfram används för tillverkning av hållbara metaller, särskilt volfram karbid, som har en smälttemperatur av 2770 C. Volframkarbid är en kemisk förening, som innehåller ett lika stort antal kolatomer och volfram. Denna legering har specifika kemiska egenskaper. Tungsten ger den en styrka så att den överstiger denna indikator stål fördubblats.

Volframkarbid används i stor utsträckning inom industrin. Eftersom den är tillverkad skär objekt för att vara mycket motståndskraftig mot höga temperaturer och nötning. Också på grund av detta element görs:

• Flygplansdelar, bilmotorer.
• Information om rymdskepp.
• Medicinska och kirurgiska instrument, som används i bukkirurgi. Sådana verktyg är dyrare än konventionella medicinska stål, men de är mer produktiva.
• Smycken, speciellt förlovningsringar. En sådan popularitet volfram kopplat till sin styrka, för det gifta paret som symboliserar styrka relationer, samt utseende. Funktioner polerad volfram i form så att det under en mycket lång tid bevarar spegel, glänsande utseende.
• Bollar för kulspetspennor lyx.

Win - volframlegering

Ungefär i den andra halvan av 1920-talet har många länder börjat producerade legeringar för skärverktyg, som är beredda från volframkarbid och koboltmetall. I Tyskland, som kallas en sådan legering Vidya, i USA - Karbolit. I Sovjetunionen, är en sådan legering som kallas "vinna." Dessa legeringar var utmärkt för behandling av gjutjärnsprodukter. Win är en keramikmetalllegering med en extremt hög säkerhetsnivå. Den är gjord i form av plattor av olika former och storlekar.

Pobedita tillverkningsprocessen är enligt följande: ta en volframkarbidpulver, fint pulver av nickel eller kobolt, och allt blandas och pressas i speciella formar. Den pressade plattan sålunda utsättas för ytterligare värmebehandling. Detta ger en mycket hård legering. Dessa plattor används inte bara för att skära gjutjärn, men också för tillverkning av borrverktyg. Plattor av pobedita lödda på borrutrustning använda koppar.

Förekomst av volfram i naturen

Denna metall är mycket liten spridning i miljön. Efter alla de elementen 57 den sker och är närvarande som clark volfram. Dessutom är metallen mineraler - scheelit och volframit. Volfram migrerar till grundvatten eller som jon äger eller i form av olika föreningar. Men den största koncentrationen är försumbar i grundvattnet. Det är några hundradels mg / l och praktiskt taget inte ändrar sina kemiska egenskaper. Volfram kan också släppas i naturliga vattendrag från reningsverk och fabriker.

Effekten på den mänskliga kroppen

Volfram knappast kommer i kontakt med vatten eller mat. Det kan finnas en risk för inandning av volframpartiklar tillsammans med luften på arbetsplatsen. Trots tillhör kategorin av tungmetaller, är volfram giftfri. Volfram förgiftning förekommer endast i dem som är anslutna till produktionen av volfram. Graden av metall effekt på kroppen kan vara olika. Exempelvis volframpulver, volframkarbid, och en sådan substans som anhydrit volframsyra, kan orsaka lungskador. Dess viktigaste symptomen - sjukdomskänsla, feber. Mer allvarliga symtom uppstår när förgiftad volframlegeringar. Detta sker genom inandning av damm legeringar och leder till bronkit, lungfibros.

Metallic volfram, faller in i människokroppen, inte absorberas i tarmen och så småningom visas. Kan representera en stor fara volframföreningar som hör till lösliga. De deponeras i mjälte, ben och hud. Förlängd exponering av volframföreningar kan förekomma symtom som sköra naglar, hud peeling, olika typer av dermatit.

Lagren av volfram i olika länder

De största volfram resurser i Ryssland, Kanada och Kina. Forskare förutspår att i den inhemska territorium ligger cirka 943 tusen ton av denna metall. Om vi tror att dessa uppskattningar de allra flesta av reserver som ligger i södra Sibirien och Fjärran Östern. Mycket lite är känt resurser bråkdel - det är bara ca 7%.

Med antalet beprövade fyndigheter av volfram Ryssland är näst Kina. De flesta av dem är belägna i områden av Kabardino-Balkarien och Burjatien. Men i dessa områden inte produceras ren volfram och dess malm som också innehåller molybden, guld, vismut, tellur, skandium och andra ämnen. Två tredjedelar av volymen av den resulterande volfram utforskas källor inneslutna i eldfasta malmer, där huvud volframosoderzhaschim mineralet är scheelit. Aktien legkoobogatimyh malm står för endast en tredjedel av produktionen. Egenskaper av volfram produceras i Ryssland är lägre än utomlands. Malmer innehåller en stor andel av volframtrioxid. I Ryssland, mycket få metall alluviala fyndigheter. Volfram Sands är också dålig kvalitet med mycket oxider.

Volfram i ekonomin

Global volfram produktion började växa från omkring 2009, när jag började återhämta sig asiatiska industrin. Den största tillverkaren av volfram är Kina. Till exempel i 2013 andelen tillverkning i landet stod för 81% av det globala utbudet. Cirka 12% av efterfrågan på volfram i samband med produktionen av belysningsarmaturer. Enligt experter kommer användningen av volfram i detta område reduceras under behandling med LED och lysrör i hemmiljö och på arbetsplatsen.

Man tror att det kommer att finnas en ökad efterfrågan på volfram i produktionen av elektronisk utrustning. Hög slitstyrka av volfram och dess förmåga att bibehålla el gör detta den mest lämpliga metallen för framställning av spänningsregulatorer. Men när det gäller efterfrågan är fortfarande ganska liten, och det uppskattas att 2018 kommer att öka med endast 2%. Men enligt forskare förutspår att inom en snar framtid bör ske en ökad efterfrågan på hårdmetall. Detta beror på att ökningen av fordonsproduktionen i USA, Kina, Europa och en ökning av gruvindustrin. Man tror att 2018 kommer efterfrågan på volfram öka med 3,6%.