valence de tungstène. Propriétés et application de tungstène

D' autres articles permettront de se familiariser avec les physiques et chimiques des propriétés de tungstène, voir les détails de son séjour dans la nature, le lieu de production, l'ouverture de l'histoire, et plus encore.

Tungstène (W)

Tungstène – est un élément du tableau périodique des Mendeleev a 74e numéro atomique correspond au caractère latin W. Dans les conditions habituelles a une couleur gris-argent, brillant, dur. De tous les tungstène métallique est le plus réfractaire. Supérieure à celle de W, le point de fusion du seul non-métal – carbone. Il a une haute résistance chimique. Valence de tungstène – variable.

Histoire de la découverte

chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele en 1781, engagé dans le traitement de l'acide nitrique scheelite, pourrait produire trioxyde de tungstène – jaune « lourde pierre ». Deux ans plus tard, déjà en 1783-m, deux frères Éluard, les chimistes à l'origine de l'Espagne, le public a été informé qu'ils pourraient obtenir de wolframite nouveau métal et de l'oxyde – tungstène.

Moderne États-Unis, la France et la Grande – Bretagne ont utilisé le nom de tungstène pour le tungstène, ce qui se traduit du suédois comme « pierre lourde ». A l' origine, le mot signifiait wolframite minéral wolframium. Plus tard, il est passé au métal lui-même.

Tungstène dans la nature

Selon les calculs Vinogradova, la croûte terrestre de tungstène nombre clarke est d'environ 1,3 g / t. La teneur moyenne de la chaîne de montagnes de roches, r / t: roches acides – 1,9, en moyenne – 1,2, la base – 0,7 ultrabasic – 0,1.

Les plus grandes réserves de ce métal est concentrée en Chine, aux États-Unis, le Canada et le Kazakhstan, les pays tels que la Bolivie, le Portugal, l'Ouzbékistan, la Russie et la Corée du Sud ont une petite par rapport aux actions des États susmentionnés. Dans l'année produit environ 49-50000000 tonnes, dont 41 produites par la Chine, la part de la Russie correspond à 3,5 tonnes, Kazakhstan – 0,7, et en Australie – 0,5 tonnes.

Dans l'industrie, le rôle principal est donné à wolframite et scheelite. Minéraux wolframite souvent concentrés dans les roches granitiques et leur concentration moyenne correspond à un ou deux pour cent. La plupart des pays producteurs exportant le tungstène. . Le prix de ce métal est assez élevé et peut varier en fonction de la marque et le type dans lequel il est vendu (2172-6250560 frotter.). Les principaux exportateurs de tungstène considéré au Royaume-Uni, en Chine et en Australie. Importées en grandes quantités des États-Unis, l'Allemagne, l'Angleterre et le Japon.

Méthodes de préparation

Préparation de tungstène – un processus comprenant plusieurs étapes successives. trioxyde d' abord isolé à partir de WO ₃ concentrés de minerai avec le processus de récupération après avoir été à la poudre de métal avec de l' hydrogène dans des conditions d'environ 700 ° C. En raison du point de fusion extrêmement élevé meilleure façon d'obtenir ce métal sont des moyens de la métallurgie des poudres. Dans la première étape, la poudre de tungstène est pressée, puis placé dans une atmosphère d'hydrogène et fritté dans des conditions d'environ 1200-1300 ° C. En outre soumis à un courant électrique et la température de chauffage est distillé à trois mille degrés, ce processus est accompagné par frittage, et le métal se transforme en un monolithe. préparation ultérieure de tungstène et sa purification à partir des matériaux monolithiques résultant se produit dans des conditions de fusion de zone. Toutefois, la poudre de tungstène – ce ne sont pas la seule forme de préparation que métal. Dans la préparation de W à partir de la pyrolyse de chlorures, il peut être obtenu déjà sous forme métallique, mais pas dans un format compact et de la poudre.

Caractéristiques de qualité chimique

Le tungstène est la valence du caractère variable, de deux à six. La forme la plus stable prend au sixième valences. formes di- et trivalents des composés sont instables et ont aucune signification particulière, dans la pratique ne sont pas utilisés. Le tungstène est très résistant à la corrosion des métaux. La température ambiante permet de maintenir une position constante sans être soumis à la corrosion; atteint la température de l' incandescence commence à s'oxyder, formant un oxyde de tungstène (VI). Est le deuxième d'une série de stress et le coût derrière l'hydrogène. Pratiquement insoluble dans l'acide fluorhydrique et sulfurique dilué. l'acide nitrique et le processus d'oxydation de la surface de la cause de l'eau régale. La dissolution du peroxyde d'hydrogène possible.

Un mélange d'acide fluorhydrique et nitrique dissout bien tungstène:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + ₄ + 4NO WOF (dégagement de gaz) + 7H ₂ O.

En présence d'oxydants peuvent être mis à réagir avec un alcalin fondu:

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

Les exemples ci-dessus réactions se déroulent très lentement, mais à atteindre le niveau de 400 ° C et de tungstène auto-échauffement du processus de réaction est accélérée, former simultanément une grande quantité de chaleur. Les réactions impliquant la demande d'oxygène atteignant les 500 ° C, seul métal a commencé à chauffer.

Dissoudre dans un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique conduit à la formation de l' acide geksaftorvolframovoy – H ₂ [WF _6]. De tous les composés du tungstène connus sont considérés comme le trioxyde de tungstène le plus important anhydride ou le tungstène, le tungstate, un composé peroxy avec Me ₂ WO _X, une substance dérivée de S, C, et des éléments du groupe d'halogène.

Les propriétés de nature physique

Le tungstène est un métal brillant gris clair. température de tungstène pendant la Celsius plus élevée Les élévations atteint fusion et d'ébullition par rapport à d'autres métaux. Il y a des spéculations que seaborgium a encore plus de points de fusion de performance et d'ébullition, mais en raison du fait qu'il « vit » est très faible, il est impossible de dire avec certitude, car il est pas prouvé par l'expérience. Tungsten commence à fondre à 3695 K, pendant l'ébullition, pour atteindre 5828 W K. densité nette est proche de l'or – 19,25 grammes par centimètre cube. Il se caractérise par des qualités paramagnétique. En fonction des paramètres de mesure de dureté Brinell est de 488 kg / mm ^2. A vingt degrés Celsius a une résistivité de 55 x 10 ^-9 Ohm * m, mais dans les conditions de température de l' indice de résistivité 2700 ° C augmente jusqu'à 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Le son réfléchi à partir de tungstène se déplace à une vitesse de 4290 m / s.

L'un des métaux lourds avec une dureté élevée et un point de fusion énorme tungstène envisagée. Les propriétés qui lui sont inhérentes, déterminer sa valeur sur le marché mondial et permettent une utilisation large. La capacité de résister à des températures plus élevées permet une utilisation à grande échelle de tungstène. Fils, feuilles et beaucoup d'autres vous permettent de créer des mécanismes qui servent de nombreuses années. Extérieurement semblable au platine. A l'état pur lorsqu'il est chauffé à 1600 ° C peuvent bien être forgées.

L'utilisation de métal pur

La méthode de base de l'utilisation de tungstène – la fondation en tant que matériau réfractaire dans l'industrie métallurgique.

propriétés plastiques et réfractaires – c'est ce qui est connu pour le tungstène. Fil de ce métal est indispensable dans les dispositifs destinés à l'éclairage. tubes d'image et d'autres tubes avec un vide est également largement utilisé W.

Argon soudage à l'arc ne peut pas faire sans les électrodes en tungstène avec. four à résistance sous vide utilisent également comme un élément de chauffage, et cet alliage métallique est utilisé comme le thermocouple de rhénium.

La densité élevée permet de l'utiliser comme base pour un alliage de type lourd utilisé comme un contrepoids pour le sabot de noyau perforant et le projectile obus d'artillerie, sagittales noyau pour munitions perforantes et même gyroscope de stabilisation de vol balistique.

Le tungstène peut constituer un excellent moyen de type d'ionisation des rayonnements. Bien qu'il ait une densité plus élevée et, surtout en comparaison avec le plomb classique, en poids d'un niveau égal fournir des vêtements de protection ou de l'équipement situé à son utilisation plus facile. propriétés de dureté infusibilité et compliquent le traitement, et par conséquent, dans de tels cas sont souvent des alliages de tungstène et de nickel, ainsi que le fer, le cuivre et d'autres métaux.

Dans l'industrie pour créer une variété de produits solides en utilisant le tungstène. Feuille, poudre de tungstène, et une tige-électrodes – l'une des formes les plus communes de sortie de W.

Utilisation des composés

Usinage de divers métaux, ainsi que des matériaux qui composent la nature non-métallique d'ouvrages de génie, le forage et le processus d'extraction utilisant des alliages solides et des matériaux de type composite à base de carbure de tungstène, un mélange de carbure de titane, carbure de tantale et le carbure de tungstène. Timbres tungstène fabriqués à partir de ces matériaux sont divisés en T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, et VK6 VK4. Timbres groupe TT utilisé uniquement pour des conditions d'usinage très difficiles dans une complexité accrue. Un premier exemple peut servir d'amortisseur de processus perforateur rotatif de forage ou d'un matériau durable forgeage fabrication d'acier à haute résistance à la chaleur. W est utilisé comme élément d'alliage pour l'acier et les alliages à base de fer. label « haute vitesse » acier lettrage commençant par P, plus de 90% de la part comprend du tungstène.

Parfois, différents composés du tungstène sont utilisés comme catalyseurs ou des pigments, des lubrifiants à haute température pour la transition de l'énergie thermique sous forme électrique.

Tungstène et biologie

métal tungstène est pas considéré comme important dans la biologie, mais certaines bactéries et archées dans le cadre de leurs enzymes ont cette composante, ce qui est dans le site actif. Environ sources profondes de type hydrothermal archéobactéries live-hyperthermophiles, sont considérés comme dépendants de tungstène obligatoirement. La présence de ce métal dans la composition enzymatique est considérée comme une relique du début de la période archéenne, en d'autres termes, il peut se permettre de supposer que a eu lieu l'apparition précoce de la vie sur la terre avec la participation de W.

Comme la majeure partie des autres métaux, la poussière de tungstène provoque une irritation des voies respiratoires.

formes isotopes

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungstène origine naturelle comprend un mélange de cinq formes différentes d'isotopes, à savoir: ¹⁸⁰ W (0135% en poids.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) et ¹⁸⁶ W (28,41%). variable de tungstène de valence, et correspond toujours au nombre de 2 à 6, sous une forme quelconque de l'isotope.

D'ici 2016, il était déjà connu des radionucléides identifiés de tungstène trente-six formes artificielles artificielles avec des nombres de masse 157 … 179, 181, 185, 187 … 197. ouvert tungstène radioactivité naturelle était en 2003, mais son taux est extrêmement faible, ce qui correspond à environ deux désintégrations par gramme par année, et l'état de cette décroissance est α-activité des métaux.

en conclusion

La plupart du métal réfractaire existant est le tungstène. Propriétés intrinsèques, nous permettent de trouver une place dans un large éventail d'activités humaines industrielles, de l'ingénierie et se terminant par la protection contre les rayonnements. Métal a été ouvert à peu près deux fois, à deux ans, mais ni Scheele, ni frères Éluard prétend pas vraiment le mérite en l'honneur de sa découverte. La valence du tungstène est variable et prend une valeur de deux à six, mais, comme indiqué précédemment, la forme la plus stable a six valence. Il est très résistant à la corrosion, peut réagir avec un alcali et on le dissout dans un mélange d'acides fluorhydrique et nitrique.

Timbres tungstène divisé en un grand nombre d'espèces en fonction de la méthode d'exécution, la forme dans laquelle le métal, et son champ d'application. Il existe de nombreuses formes de son isotope, et l'élément dans la nature est mal marqué des propriétés radioactives et très désintègre lentement. La base d'une pluralité de pièces et des pièces de rechange, une large gamme de dispositifs et équipements utilisés par l'homme, il est du tungstène. Même prix par métal kg est assez élevé, mais néanmoins il ne réduit pas la demande, à cause de sa qualité correspond à la valeur qu'il a demandé.