Tungstène – quel est ce? Le degré d'oxydation du tungstène. Domaines d'application de tungstène

Tungstène – élément chimique dont le numéro atomique est égal à 74. Ce métal lourd à partir, dans laquelle gris acier haute résistance au blanc, ce qui le rend facile dans de nombreux cas indispensables. Point de fusion est supérieur à celui de tout autre métal, et par conséquent, il est utilisé sous forme de filaments dans les lampes à incandescence et des éléments de chauffage dans des fours électriques (par exemple, un alliage zirconium-tungstène). Elément de chimie permet son utilisation comme catalyseur. dureté extrême le rend approprié pour une utilisation dans « SSS », ce qui permet de couper des matériaux avec une vitesse plus élevée que l'acier au carbone, et des superalliages. carbure de tungstène élément au composé de carbone est l' une des substances les plus dures connues et utilisées pour la production de fraisage et d' outils de tournage. Tungstates de calcium et de magnésium sont largement utilisés dans les lampes fluorescentes, et les oxydes de tungstène – dans des encres et des glaçures céramiques.

Histoire de la découverte

L'hypothèse de l'existence de cet élément a été proposé en 1779 par Peter Wolf, quand il a exploré wolframite minéral et a conclu qu'il doit contenir une nouvelle substance. En 1781, Carl Wilhelm Scheele constaté qu'un nouvel acide peut être obtenu à partir tungstenita. Thorburn Scheele et Bergman ont suggéré d'envisager d'obtenir de nouveaux métaux par réduction de l'acide, appelé tungstenovoy. En 1783, deux frères, José et Fausto Elguyar trouvé dans l'acide de tungstène, qui était identique à tungstenovoy. Dans la même année, les frères ont réussi à isoler le tungstène de celui-ci, en utilisant du charbon de bois.

Au cours de la Seconde Guerre mondiale, cet élément chimique a joué un rôle énorme. résistance aux métaux à des températures élevées et ténacité extrêmes alliages de tungstène fait matière première importante pour l'industrie militaire. Les parties belligérantes ont fait pression sur le Portugal comme la principale source de wolframite en Europe.

Être dans la nature

L'élément se produit dans la nature wolframite (FeWO ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), et Ferber Gyubnera. D'importants dépôts de ces minéraux se trouvent aux États-Unis en Californie et dans le Colorado, la Bolivie, la Chine, la Corée du Sud, la Russie et le Portugal. La Chine détient environ 75% de la production mondiale de tungstène. Le métal est obtenu par réduction d'un oxyde avec de l'hydrogène ou du carbone.

Les réserves mondiales sont estimées à 7 millions de tonnes est prévu que 30% d'entre eux -. dépôts wolframite et 70% – scheelite. A cette époque, leur développement est économiquement avantageuse. Aux niveaux actuels de consommation de ces réserves dureront seulement 140 ans. Une autre source importante de tungstène est un métal de rebut.

principales caractéristiques

Tungstène – élément, qui est classé comme un métal de transition. Son symbole W est dérivé du mot latin wolframium. Dans le tableau périodique, il est dans le groupe VI entre le tantale et le rhénium.

tungstène pur – un matériau solide, dont la couleur varie du gris acier à l'étain blanc. Avec la touche de métal devient cassant et difficile à travailler avec lui, mais s'ils ne sont pas, il peut être coupé avec une scie à métaux. De plus, il peut être forgé, laminé et étiré.

Tungstène – élément chimique, le point de fusion est le plus élevé parmi tous les métaux (3422 ° C). En outre, il a la plus faible pression de vapeur. Résistance à la traction à T> 1650 ° C, il est aussi le plus grand. L'élément est très résistant à la corrosion et est peu sensibles acides minéraux. Au contact de l'air sur la surface métallique une couche protectrice d'oxyde est formée, mais complètement oxydé du tungstène à haute température. Lorsqu'il est ajouté en petites quantités à l'acier sa dureté augmente fortement.

isotopes

Dans la nature , le tungstène se compose de cinq radioisotopes, mais ils ont une si longue demi-vie, qu'ils peuvent être considérés comme stables. Chacun d'entre eux tomber sur le hafnium-72 avec l'émission de particules alpha (noyaux d'hélium-4 correspondante). La désintégration alpha est observée dans seulement ¹⁸⁰ W, le plus facile et le plus rare de ces isotopes. En moyenne, 1 g de tungstène naturel par an se produisent deux désintégration alpha de ¹⁸⁰ W.

En outre, 27 décrit des isotopes radioactifs artificiels de tungstène. Le plus stable d'entre eux est de ¹⁸¹ W avec une demi – vie de 121,2 jours, ¹⁸⁵ W (75,1 jours), ¹⁸⁸ W (69,4 jours) et ¹⁷⁸ W (jours 21,6). Tous les autres isotopes artificiels de demi-vie ne sont pas plus d'un jour, et la plupart d'entre eux – au moins 8 minutes. Le tungstène a également quatre états "métastable", la plus stable – ^179m W (6,4 min).

liens

Les composés chimiques de tungstène nombre oxydation changements de 2 à 6, qui est de six les plus courantes. L'élément est généralement en contact avec de l' oxygène, en formant le trioxyde jaune (WO _3), qui est soluble dans des solutions alcalines aqueuses sous la forme d'ions, le tungstate (WO ₄ ^2-).

application

Etant donné que le tungstène a une température de fusion très élevé et ductile (peut être aspiré dans le fil), il est largement utilisé en tant que lampes à incandescence et les tubes à vide, ainsi que dans les éléments de chauffage des fours électriques. En outre, le matériau peut résister à des conditions extrêmes. L' une de ses applications connues – soudage à l' arc avec électrode de tungstène sous gaz protecteur.

Extrêmement dur tungstène – alliages d'armes lourdes composant idéal. La haute densité est utilisé dans le problème de pesage, les contrepoids et les quilles de ballast pour yachts, ainsi que des pinces (80-97%). Acier rapide, qui peut couper le matériau à des vitesses plus élevées que le carbone, contenant jusqu'à 18% de la substance. Les aubes de turbine, des pièces résistant à l'usure et les revêtements utilisés « superalliages » contenant du tungstène. Ces revêtements d'alliages résistants à la chaleur qui fonctionnent à des températures élevées.

La dilatation thermique de l'élément chimique comme du verre de borosilicate, de sorte qu'il est utilisé pour la fabrication de joint verre-métal. Composites contenant du tungstène – un substitut pour le plomb dans les balles et le tir. Dans les alliages de nickel, de fer ou de cobalt, il est composé de coquilles percussion. Comme une balle de frapper une cible en utilisant son énergie cinétique. Dans les circuits intégrés du composé du tungstène à réaliser des transistors. Certains types de cordes pour instruments de musique en fil de tungstène.

L'utilisation de composés

La dureté exceptionnelle de carbure de tungstène (W ₂ C, WC), il est le matériau le plus commun pour le fraisage et d' outils de tournage. Il est utilisé dans la métallurgie, des mines, du pétrole et de la construction. Le carbure de tungstène est également utilisé dans la création de bijoux, car il est hypoallergénique et ne tend pas à perdre leur éclat.

A partir de ses oxydes faire la cerise. Tungstène « bronze » (soi-disant à cause des oxydes de couleur) sont utilisés dans les peintures. tungstates de calcium et de magnésium utilisé dans les lampes fluorescentes. détecteur de scintillation de cristal tungstate est utilisé en médecine nucléaire et de la physique. Les sels sont utilisés dans l'industrie chimique et l'industrie du cuir. le disulfure de tungstène est un lubrifiant à haute température, peut résister à 500 ° C Certains des composés contenant du tungstène, sont utilisés comme catalyseurs dans la chimie.

propriétés

Les propriétés physiques de base de W comme suit:

• Le numéro atomique de 74.
• poids atomique: 183,85.
• Point de fusion: 3410 ° C
• Point d'ébullition: 5660 ° C
• Poids: 19,3 g / cm ³ à 20 ° C
• état d'oxydation de +2, +3, +4, +5, +6.
• Configuration électronique: [Xe] 4 df ^{14 mai 4} s ^{2 Juin.}