Վոլֆրամ Valence. Հատկությունները եւ կիրառումը վոլֆրամ

Այլ հոդվածներ թույլ կտա ծանոթանալու ֆիզիկական եւ քիմիական հատկությունների վոլֆրամ, տեսնել մանրամասները իր մնալ բնության, տեղը արտադրության բացումը պատմությունը, եւ ավելի.

Վոլֆրամ (W)

Վոլֆրամ - տարր է պարբերական աղյուսակի Մենդելեեւի ունի յոթանասուն չորրորդ ատոմային թիվը համապատասխանում է Լատինական գրանշանների W. սովորական պայմաններում ունի մոխրագույն-արծաթե գույն, արեւաշող, դժվար է. Է ամբողջ մետաղական վոլֆրամ է առավել համառ: Ավելի բարձր է, քան W, հալեցման կետը միայն ոչ-մետաղական - ածխածնի. Այն ունի բարձր քիմիական դիմադրություն. Վալանս վոլֆրամ - փոփոխական.

Պատմությունը հայտնաբերելու

Շվեդ քիմիկոս Կարլ Վիլհելմ Scheele է 1781, զբաղվում է վերամշակման scheelite ազոտական թթվի, կարող է արտադրել վոլֆրամ trioxide - «ծանր քար" Yellow. Երկու տարի անց, արդեն 1783-m, երկու եղբայրներ Էլյուարը, քիմիայի ծագումով Իսպանիայում, հասարակությունը տեղեկացել է, որ իրենք կարող են ստանալ wolframite նոր մետաղի եւ օքսիդ - վոլֆրամ:

Ժամանակակից Միացյալ Նահանգները, Ֆրանսիան եւ Մեծ Բրիտանիան օգտագործվում անունը վոլֆրամի համար վոլֆրամի, որը թարգմանում է Շվեդերեն որպես «ծանր քարի». Originally, այդ բառի իմաստը wolframium հանքային wolframite: Ավելի ուշ այն անցել է մետաղի բուն.

Վոլֆրամ բնության մեջ

Ըստ հաշվարկների VINOGRADOVA, Clarke միավորների վոլֆրամի ընդերքը է մոտ 1.3 գ / տ: Ի միջին բովանդակությունը ժայռերի լեռնաշղթաներ, r / T: acidic ժայռերի - 1.9, միջին - 1.2, հիմնական - 0.7 ultrabasic - 0.1.

Ի խոշորագույն պաշարները մետաղի կենտրոնացված է Չինաստանում, ԱՄՆ-ում, Կանադայում եւ Ղազախստանի, երկրներ, ինչպիսիք են Բոլիվիայի, Պորտուգալիայի, Ուզբեկստանի, Ռուսաստանի եւ Հարավային Կորեայի մի փոքր հետ համեմատած վերը նշված պետությունների բաժնետոմսերի. Այս տարվա ընթացքում արտադրում է մոտ 49-50 մլն տոննա, որից 41 արտադրված Չինաստանի, Ռուսաստանի մասնաբաժինը համապատասխանում է 3,5 հազար տոննա, Ղազախստանը 0.7, եւ Ավստրալիան - 0.5 տոննա.

Արդյունաբերության, հիմնական դերը, որը տրվում է wolframite եւ scheelite: Հանքային նյութեր wolframite հաճախ կենտրոնացված են գրանիտե ժայռերի եւ միջին կոնցենտրացիան համապատասխանում է մեկ կամ երկու տոկոս: Շատ արտադրող երկրները արտահանել վոլֆրամ: . Գինը այս մետաղի բավականին բարձր է, եւ կարող են տարբեր լինել, կախված է բրենդի եւ տեսակի մեջ, որն այն վաճառվել (- ից 2172 դեպի 6250560 քսում.): Հիմնական արտահանողները վոլֆրամ համարվում Մեծ Բրիտանիայի, Չինաստանի եւ Ավստրալիան: Ներմուծվել մեծ քանակությամբ Միացյալ Նահանգների, Գերմանիայի, Անգլիայի եւ Ճապոնիան:

Մեթոդներ պատրաստման

Պատրաստում վոլֆրամ - մի գործընթաց, որը բաղկացած է մի քանի լրացուցիչ քայլերի: Առաջին մեկուսացված TRIOXIDE WO _3-ից հանքաքարի խտանյութը հետ վերականգնման գործընթացին հետո պատրաստվում է մետաղյա փոշու ջրածին պայմաններում մոտ 700 ° C. Պայմանավորված է չափազանց բարձր հալեցման կետի լավագույն միջոց է ստանալ այս մետաղը միջոց են փոշեմետաղագործության: Ի առաջին քայլ վոլֆրամ փոշի սեղմված, այնուհետեւ տեղադրվում է hydrogen մթնոլորտում եւ sintered պայմաններում մոտ 1200-1300 ° C. Հետագայում ենթարկվել է էլեկտրական հոսանքի եւ ջեռուցման ջերմաստիճանը թորած է երեք հազար աստիճանով, այս գործընթացը ուղեկցվում է այրման, իսկ մետաղական վերածվում է մոնոլիտ: Հաջորդող պատրաստում վոլֆրամի եւ դրա մաքրման արդյունքում միաձույլ նյութերի տեղի են ունենում պայմաններում գոտու հալեցման. Սակայն, վոլֆրամ փոշի - սա միակ ձեւը չէ պատրաստման, որ մետաղական. Նախապատրաստման W ից Pyrolysis քլորիդների, այն կարելի է ձեռք բերել արդեն մետալիկ տեսքով, բայց ոչ մի կոմպակտ եւ փոշու.

Քիմիական որակի բնութագրերը

Վոլֆրամ է Վալանս փոփոխական բնույթ, երկուսից վեց. Առավել կայուն ձեւը տեւում է վեցերորդ valency: Դի- եւ trivalent ձեւերը միացությունների են անկայուն եւ չունեն հատուկ նշանակություն, գործնականում չի օգտագործվում: Վոլֆրամ շատ դիմացկուն է կոռոզիայից մետաղների. Սենյակի ջերմաստիճանը թույլ է տալիս պահպանել հաստատուն տեղն առանց ենթակա է կոռոզիայից. հասնում հուր ջերմաստիճանը սկսում է օքսիդացնել, ձեւավորելով վոլֆրամ օքսիդ (VI). Երկրորդ տեղում է մի շարք սթրեսի եւ ծախսերի հետեւում ջրածնի. Գործնականում անլուծելի է hydrofluoric եւ նոսրացնել ծծմբական թթու: Ազոտական թթու եւ ջրի REGIA պատճառը մակերեսին օքսիդացում գործընթացը: Լուծարումը հնարավոր hydrogen մասին պերօքսիդ.

Մի խառնուրդ hydrofluoric եւ ազոտական թթվի dissolves նաեւ վոլֆրամ:

2W + 4HNO ₃ + 10HF գրքույկ WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (գազ էվոլյուցիան) + 7h ₂ Օ.

Ներկայությամբ օքսիդիչների կարող է արձագանքել հետ հալած սոդայի:

2W + 4NaOH ₃ + 3ö ₂ մի 2Na ₂ WO ₄ + 2H ₂ Օ.

Օրինակներն Վերոհիշյալ ռեակցիաների անցնել շատ դանդաղ, բայց հասնելով 400 ° C եւ վոլֆրամ ինքնորոշման ջեռուցման ռեակցիայի գործընթացի արագացել, միաժամանակ ձեւավորելով մեծ քանակությամբ ջերմության. Ռեակցիաներ ներգրավելով թթվածնի պահանջարկը հասնում է նշանի 500 ° C, մետաղի միայնակ սկսեց տաքանալ:

Արձակում է մի խառնուրդ է hydrofluoric եւ ազոտական թթուներ տանում է դեպի ձեւավորումը geksaftorvolframovoy թթու - H ₂ [WF _6]: Բոլոր հայտնի Վոլֆրամի միացությունները, որոնք համարվում առավել կարեւոր անհիդրիդ վոլֆրամ TRIOXIDE կամ վոլֆրամ, tungstate, մի peroxy բարդ ինձ հետ ₂ wo _X, մի նյութ բխում S, C, եւ հալոգեն խմբի տարրեր:

Հատկությունների ֆիզիկական բնույթով

Վոլֆրամ է թեթեւ մոխրագույն փայլուն մետաղական. Վոլֆրամ ջերմաստիճանը հալեցման եւ եռացող հասնում Ամենաբարձր կետը Celsius համեմատ այլ մետաղների. Կա ենթադրություն, որ seaborgium նույնիսկ ավելի մեծ կատարումը հալեցման եւ եռացող միավոր, սակայն պայմանավորված է նրանով, որ նա «կյանք» շատ փոքր է, որ դա անհնար է ասել, վստահությամբ, քանի որ դա ապացուցված չէ, գիտափորձի. Վոլֆրամ սկսում է հալվել է 3695 K, իսկ եռման, հասնելով 5828 Կ. W Զուտ խտությունը մոտ է ոսկու 19.25 գրամ մեկ խորանարդ սանտիմետր. Նա բնութագրվում է paramagnetic որակներով: Է համապատասխան չափման պարամետրերը Brinell կարծրություն է 488 կգ / մմ ^2: Քսան աստիճանով Celsius ունի դիմադրողականությունը 55 × 10 ^-9 Օհմ * մ, բայց պայմաններում ջերմաստիճանի 2700 ° C դիմադրության ցուցանիշի մեծացնում է մինչեւ 904 x 10 ^-9 Օհմ * մ. Արտացոլված ձայնային վոլֆրամի քայլերից մի արագությամբ 4290 մ / ք.

Մեկը ծանր մետաղների բարձր կարծրություն եւ հալեցման կետի հսկայական են համարվում վոլֆրամ: Հատկությունների, որոնք բնորոշ են դրան, որոշելու իր արժեքը համաշխարհային շուկայում եւ հնարավորություն են տալիս լայն օգտագործումը: Ունակություն է դիմակայել բարձր ջերմաստիճանը թույլ է տալիս լայնածավալ օգտագործման վոլֆրամ: Մետաղալար, թերթ եւ շատ ավելի թույլ է տալիս Ձեզ ստեղծել մեխանիզմներ, որոնք ծառայում են շատ, շատ տարիներ: Externally նման է պլատինե. Մաքուր վիճակում, երբ ջեռուցվում է 1600 ° C կարող է նաեւ կեղծվել:

Օգտագործումը մաքուր մետաղի

Հիմնական մեթոդը, օգտագործելով վոլֆրամ - հիմքը, որպես հրակայուն նյութ է մետալուրգիական արդյունաբերության.

Պլաստիկ եւ դժվարահալ հատկությունները - սա այն է, ինչ հայտնի է վոլֆրամ. Մետաղալար, այս մետաղի անփոխարինելի է սարքերի համար նախատեսված լուսավորող. Նկարի խողովակներ եւ այլ խողովակներ վակուումում նաեւ լայնորեն օգտագործվում W.

Արգոնաաղեղային եռակցման չի կարող շրջանցի էլեկտրոդների պատրաստված վոլֆրամ: Վակուում դիմադրություն հնոց նաեւ օգտագործել այն որպես ջեռուցման տարր, եւ այդ մետաղական խառնուրդ, որը օգտագործվում է որպես ռենիում thermocouple:

Բարձր խտությունը թույլ է տալիս օգտագործել այն որպես հիմք ծանր տեսակի խառնուրդ օգտագործվում է որպես հակակշիռ է զրահատեխնիկան-ծակող հիմնական sabot եւ արկ sagittal հրետանային արկերի, առանցքը համար զրահը ծակող զինամթերքի եւ նույնիսկ gyro կայունացնող թռչող բալիստիկ հրթիռ:

Վոլֆրամ կարող է ծառայել որպես գերազանց միջոց է իոնացնող տեսակի ճառագայթման. Թեեւ այն ունի ավելի մեծ խտություն եւ, հատկապես, երբ համեմատվում է պայմանական կապարի, ըստ կշռի հավասար մակարդակի վրա պաշտպանություն տրամադրելու հագուստ կամ սարքավորումները գտնվում կապնվել դրա օգտագործումը ավելի հեշտ է. Infusibility հատկությունները եւ կարծրություն բարդացնում է մշակման, եւ, հետեւաբար, նման դեպքերում հաճախ են համաձուլվածքների վոլֆրամի եւ նիկել, ինչպես նաեւ երկաթի, պղնձի եւ այլ մետաղների.

Ի արդյունաբերության ստեղծել մի շարք պինդ արտադրանքի օգտագործելով վոլֆրամ: Թերթ, վոլֆրամ փոշի, եւ մի գավազանով-էլեկտրոդները մեկը ամենատարածված ձեւերից թողարկման W.

Օգտագործումը միացությունների

Հաստոցներ տարբեր մետաղների, ինչպես նաեւ նյութեր, որոնք կազմում են ոչ մետաղական բնույթը ինժեներական կառուցվածքների, հորատման եւ հանքարդյունաբերության գործընթացին, օգտագործելով ուժեղ համաձուլվածքների եւ կազմածո նյութերը հիման վրա վոլֆրամ կարբիդ, մի խառնուրդ է տիտանի կարբիդի, տանտալի կարբիդի եւ վոլֆրամ կարբիդ: Նամականիշեր վոլֆրամ պատրաստված այդ նյութերի բաժանվում են T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, եւ VK6 VK4: Նամականիշեր TT խումբը միայն օգտագործվում է շատ դժվար հաստոցներ պայմաններում ավելացել բարդության. A վարչապետ օրինակ կարող է ծառայել որպես շոկ գործընթացի պտտվող հորատման perforator կամ ամուր նյութից արտադրող կեղծելու պողպատ բարձր ջերմային դիմադրության. W օգտագործվում է որպես լեգիրումի տարր պողպատի եւ համաձուլվածքների հիման վրա երկաթի. «Բարձր արագությամբ" պողպատ տառերով պիտակը, սկսած P, ավելի քան 90% -ը բաժնեմասի կազմում վոլֆրամ:

Երբեմն, տարբեր Վոլֆրամի միացությունները, որոնք օգտագործվում են որպես կատալիզատորի կամ պիգմենտներ, բարձր ջերմաստիճանի քսելու համար անցման ջերմային էներգիայի մեջ էլեկտրական ձեւով.

Վոլֆրամ եւ կենսաբանություն

Վոլֆրամ մետաղական չի համարվում էական է կենսաբանության, սակայն որոշ մանրէներ եւ archaea որպես իրենց enzymes ունեն այս բաղադրիչը, որը գտնվում է ակտիվ կայքում. Մոտավորապես խորը աղբյուրները հիդրոթերմալ տեսակը archaebacteria live-hyperthermophiles են համարվում կախված obligately վոլֆրամ: Ներկայությունը այս մետաղի ֆերմենտի կազմի դիտվում է որպես մասունք վաղ Archean ժամանակահատվածում, այլ կերպ ասած, այն կարող է իրեն թույլ տալ ենթադրել, որ վաղ հայտնվելը կյանքի երկրի վրա տեղի է ունեցել մասնակցությամբ W.

Որպես գերիշխող մաս այլ մետաղներ, վոլֆրամ փոշին գրգռում է շնչառական օրգանների.

ձեւեր իզոտոպներ

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Վոլֆրամ բնական ծագումը կազմում է մի խառնուրդ է հինգ տարբեր ձեւերի իզոտոպներ, մասնավորապես ^`180 W (0.135 WT.%), ¹⁸² Վտ (26,41%), ¹⁸³ Վտ (14,4%), ¹⁸⁴ Վտ (30,64%) եւ ¹⁸⁶ W (28,41%): Valency վոլֆրամ փոփոխական, եւ միշտ համապատասխանում է թվով 2-ից 6, ցանկացած ձեւով իզոտոպով:

Մինչեւ 2016 թ., Այն էր, արդեն հայտնի երեսուն - վեց մարդակերտ արհեստական ձեւերը վոլֆրամի նույնացնել ռադիոնուկլիդների զանգվածային թվերի 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Բաց վոլֆրամ, բնականաբար, տեղի ռադիոակտիվությունը եղել է 2003 թ, սակայն նրա մակարդակը չափազանց ցածր է, ինչը համապատասխանում է մոտավորապես երկու disintegrations մեկ գրամ մեկ տարվա ընթացքում, եւ վիճակը այս քայքայումից մետաղյա α-գործունեությունը:

Եզրափակելով

Մեծ մասը առկա դժվարահալ մետաղի վոլֆրամ: Հատկությունները բնորոշ, թույլ են տալիս մեզ գտնել մի տեղ մի լայն շարք արդյունաբերական մարդկային գործունեության, սկսած ճարտարագիտության եւ վերջացրած պաշտպանության ճառագայթման: Մետաղական բացվեց մոտավորապես երկու անգամ, երկու տարի բացի, այլ ոչ Scheele, ոչ եղբայրները Էլյուարը ոչ թե, իրոք պնդում են, արժանիքների պատվին իր հայտնագործության: Որ Վալանս վոլֆրամ է փոփոխական է եւ տեւում է մի արժեքը երկու վեց, բայց, ինչպես արդեն, առավել կայուն ձեւ ունի վեց Valence. Դա շատ դիմացկուն է կոռոզիայից, կարող է արձագանքել սոդայի եւ լուծարվել է մի խառնուրդ է hydrofluoric եւ ազոտական թթուներ:

Նամականիշեր վոլֆրամ բաժանված է մի հսկայական շարք տեսակների ըստ մեթոդի կատարման, ձեւը, որի մետաղական, եւ նրա դաշտային կիրառման: Կան բազմաթիվ ձեւեր իր իզոտոպի, իսկ տարր է բնության է թույլ նշվեց ռադիոակտիվ հատկությունները եւ շատ դանդաղ քայքայվում: Համար հիմք է բազմակարծության մասերի եւ պահեստամասերի լայն շրջանակ սարքերի եւ սարքավորումների օգտագործվող մարդու կողմից, դա վոլֆրամ. Նույնիսկ գինը մեկ կիլոգրամի մետաղի բավականին բարձր է, բայց, այնուամենայնիվ, դա չի նվազեցնում պահանջարկը դրա, քանի որ իր որակով համապատասխանում է արժեք, որը նա խնդրել է.