Les propriétés chimiques de tungstène. Les caractéristiques et applications de tungstène

Tungstène – est un élément chimique dans la table périodique, qui appartient au groupe VI. Dans la nature tungstène se produit comme un mélange de cinq isotopes. De manière classique, dans des conditions classiques, il est d'une couleur gris-argent métal solide. Il est aussi le plus réfractaire de tous les métaux.

Propriétés de base de tungstène

Tungstène – un métal ayant des propriétés physiques et chimiques remarquables. Dans presque toutes les branches de la production moderne est utilisé tungstène. La formule habituellement elle est exprimée en tant que désignations d'oxyde métallique – WO _3. Le tungstène est le métal le plus réfractaire. On suppose que seul seaborgium peut être encore plus tugoplavok. Mais aussi longtemps qu'il ne peut affirmer, comme seaborgium a une durée de vie très courte.

Ce métal a des propriétés physiques et chimiques spécifiques. Le tungstène a une masse volumique de 19300 kg / m ^3, sa température de fusion est 3410 ° C Par ce paramètre, il est le deuxième au carbone – graphite ou diamant. Dans la nature tungstène se produit en cinq isotopes stables. Leurs nombres de masse dans la gamme de 180 à 186. Le tungstène a une valence de 6 minutes, et les composés, il peut être égal à 0, 2, 3, 4 et 5. Le métal a également un niveau suffisamment élevé de conductivité thermique. Pour le tungstène, le chiffre est de 163 W / (m * deg). Selon cette propriété, même si elle est supérieure à des composés tels que les alliages d'aluminium. tungstène masse en raison de sa densité qui est égale à 19 kg / m ^3. Le degré d'oxydation du tungstène varie de 2 à 6. métal possède des propriétés acides, et inférieur au plus haut degré de son oxydation – base.

Ainsi, les alliages de composés de tungstène inférieurs sont considérés comme instables. Les composés sont les plus résistants ayant un degré de six. Ils présentent les propriétés les plus caractéristiques et chimiques du métal. Le tungstène a tendance à former facilement des complexes. Mais le tungstène métallique est généralement très résistant. Il commence à interagir avec l'oxygène seulement à une température de 400 ° C Le réseau cristallin de tungstène concerne le type cubique centrée.

Interactions avec d'autres produits chimiques

Si le tungstène est mélangé avec un fluor sec, le composé peut être obtenu sous la dénomination « hexafluorure », qui fond à une température de 2,5 ° C et bout à 19,5 ° C On obtient un matériau similaire, lorsque le composé de tungstène avec du chlore. Mais pour cette réaction nécessite la température assez élevée – environ 600 ° C Cependant, la substance résiste facilement l'action destructrice de l'eau et le sujet pratiquement pas changer dans le froid. Tungstène – métal, ce qui ne va pas sans réaction de l'oxygène produit de dissolution dans les alcalis. Cependant, il est facilement dissous dans un mélange de HNO ₃ et HF. La plupart des composés chimiques importants de tungstène – est son trioxyde WO _3, H ₂ WO ₄ – l' acide tungstique et ses dérivés – les sels de tungstates.

On peut considérer certaines des propriétés chimiques du tungstène à partir d'équations de réaction. Par exemple, la formule WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Il est récupéré à partir d' oxyde de métal de tungstène manifeste sa propriété d'interagir avec l' hydrogène. Cette équation traduit le processus d'obtention de trioxyde de tungstène. À la suite de formule représente une telle propriété comme insolubilité pratique de tungstène dans les acides: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. L'une des substances les plus remarquables contenant considérés comme carbonyle de tungstène. Et recevoir de celui-ci revêtement ultramince dense de tungstène pur.

Histoire de la découverte

Tungstène – un métal qui tire son nom de la langue latine. Traduit, cela signifie « écume de loup ». Ce nom inhabituel est apparu en raison du comportement du métal. l'étain du minerai extrait d'accompagnement, le tungstène, l'étain sélection brouillé. En raison de dans le processus de laitier de fusion formé uniquement. Ce métal est dit qu'il « mange l'étain comme un loup manger les moutons. » Beaucoup se demandent qui a découvert le tungstène élément chimique?

Cette découverte scientifique a été faite simultanément à deux endroits différents par les scientifiques, indépendamment les uns des autres. En 1781, le chimiste suédois Scheele a reçu un soi-disant « lourde pierre », mener des expériences avec de l'acide nitrique et scheelite. En 1783, les frères chimistes de l'Espagne, le nom Éluard ont également rapporté la découverte d'un nouvel élément. Plus précisément, ils ont été ouverts oxyde de tungstène dissous dans de l' ammoniac.

Les alliages avec d'autres métaux

Actuellement distinguer une seule phase et des alliages de tungstène à plusieurs phases. Ils contiennent un ou plusieurs éléments étrangers. composé le plus connu – est un alliage de tungstène et de molybdène. Ajout de tungstène de molybdène confère une résistance en traction. Toujours dans la catégorie des alliages de tungstène monophasées partie des composés avec du titane, du hafnium, du zirconium. La plus grande plasticité de tungstène fixé rhénium. Cependant, dans la pratique appliquer un alliage – un processus assez de temps, comme rhénium est très difficile à obtenir.

Etant donné que le tungstène est l'un des matériaux les plus réfractaires, les recevant alliages de tungstène – pas une tâche facile. Lorsque ce métal commence à bouillir, d'autres sont déjà en mouvement dans un état liquide ou gazeux. Mais les scientifiques modernes sont capables d'obtenir des alliages par électrolyse. Les alliages contenant du tungstène, le nickel et le cobalt, sont utilisés pour appliquer la couche de protection sur les matériaux fragiles.

Dans l'industrie de la métallurgie moderne a également préparé des alliages en utilisant la poudre de tungstène. Pour créer les conditions particulières nécessaires, y compris la création d'un environnement sous vide. Étant donné que certaines caractéristiques de l'interaction de tungstène avec d'autres éléments sidérurgistes préfèrent les alliages ne créent pas une caractéristique à deux phases et en utilisant 3, 4 ou plusieurs composants. Ces alliages sont particulièrement durables, mais avec des formules de conformité claires. Au moindre composants d'alliage pourcentage d'écart peut tourner fragile et inutilisable.

Tungstène – élément, qui est utilisé dans l'art

De ce métal fait ampoules ordinaires à incandescence. En outre, un appareil de tube à rayons X comprenant le four à vide pour être utilisé à des températures extrêmement élevées. L'acier, qui comprend le tungstène a un niveau de résistance très élevé. Ces alliages sont utilisés pour la fabrication d'outils dans divers domaines: pour le forage, la médecine, l'ingénierie.

Le principal avantage de ces composés, et de l'acier au tungstène – résistance à l'usure des dommages invraisemblance. Le bâtiment le plus célèbre dans l'alliage de tungstène est appelé « gagner ». Aussi cet élément est largement utilisé dans l'industrie chimique. Avec ses pigments de peinture créés addition. En particulier, largement utilisé dans ce domaine, obtenu l'oxyde de tungstène 6. Il est utilisé pour la production de carbures de tungstène et les halogénures. Un autre nom pour ce matériau – trioxyde de tungstène. 6 oxyde de tungstène est utilisé comme pigment jaune dans les peintures pour des céramiques et des produits en verre.

Quels sont les métaux lourds?

Tous les alliages à base de tungstène qui ont un indice de haute densité, appelé lourd. Ils ne sont produits que par les méthodes de la métallurgie des poudres. Le tungstène est toujours à la base de l'alliage lourd, dans lequel la teneur peut aller jusqu'à 98%. Aussi ce métal est ajouté aux métaux lourds de nickel, de cuivre et de fer. Cependant, ils peuvent entrer et le chrome, l'argent, le cobalt, le molybdène. La plus grande popularité acquise alliages de résidence temporaire (tungstène – nickel – fer) et XIP (tungstène – nickel – cuivre). Un niveau élevé de densité de ces alliages leur permet d'absorber le rayonnement gamma dangereux. Parmi ces volants d'inertie sont en roues, contacts électriques, des rotors pour gyroscopique.

carbure de tungstène

Environ la moitié du tungstène utilisé pour la production de métaux durables, en particulier du carbure de tungstène, qui a une température de fusion de 2770 ° C au carbure de tungstène est un composé chimique, qui contient un nombre égal d'atomes de carbone et de tungstène. Cet alliage a des propriétés chimiques spécifiques. Le tungstène lui donne une force telle qu'elle dépasse cet acier indicateur doublé.

Le carbure de tungstène est largement utilisé dans l'industrie. Parce qu'il est fabriqué des objets de coupe très résistant aux hautes températures et à l'abrasion. Aussi en raison de cet élément est fait:

• Pièces d'aéronefs, les moteurs de voitures.
• Détails pour vaisseaux spatiaux.
• instruments médicaux et chirurgicaux, qui sont utilisés dans la chirurgie abdominale. De tels outils sont plus chers que l'acier médical conventionnel, mais ils sont plus productifs.
• Bijoux, en particulier bagues de fiançailles. Un tel tungstène popularité liée à sa force, pour le couple marié qui symbolise les relations de force, ainsi que l'apparence. Caractéristiques polies tungstène sous la forme de telle sorte que pour un temps très long conserve miroir, aspect brillant.
• Billes pour stylos à bille de luxe.

Win – alliage de tungstène

Approximativement dans la seconde moitié des années 1920, de nombreux pays ont commencé alliages produits pour outils de coupe, qui sont préparés à partir de carbure de tungstène et de cobalt métallique. En Allemagne, un tel alliage appelé Vidya, aux États-Unis – Karbolit. En Union soviétique, un tel alliage est appelé « gagnant ». Ces alliages ont été excellents pour le traitement des produits en fonte. Win est un alliage céramique-métal avec un niveau de sécurité extrêmement élevé. Il est fait sous la forme de plaques de différentes formes et tailles.

Procédé de fabrication Pobedita est la suivante: prendre une poudre de carbure de tungstène, une poudre fine de nickel ou de cobalt, et tout est mélangé et pressé dans des moules spéciaux. La plaque pressée ainsi soumis à un traitement thermique supplémentaire. Cela donne un alliage très dur. Ces plaques ne sont pas utilisés que pour la coupe de fonte, mais aussi pour la fabrication d'outils de forage. Plaques de pobedita soudé sur l'équipement de forage en utilisant du cuivre.

La prévalence du tungstène dans la nature

Ce métal est très peu répandue dans l'environnement. Une fois que tous les éléments 57, il a lieu et est présente comme clark tungstène. En outre, le métal est minéraux – scheelite et wolframite. Tungsten migre dans les eaux souterraines ou sous forme d'ions possèdent ou sous la forme de divers composés. Mais la plus grande concentration est négligeable dans les eaux souterraines. Il est à quelques centièmes de mg / l et pratiquement ne modifie pas leurs propriétés chimiques. Le tungstène peut également être libéré dans les plans d'eau naturels de plantes d'eaux usées et des usines.

L'effet sur le corps humain

Le tungstène est à peine en contact avec de l'eau ou de la nourriture. Il peut y avoir un risque d'inhalation de particules de tungstène ainsi que l'air dans le lieu de travail. Toutefois, en dépit appartenant à la catégorie des métaux lourds, le tungstène est non toxique. intoxication tungstène se produit que chez ceux qui sont liés à la production de tungstène. Le degré d'effet métallique sur le corps peut être différent. Par exemple, la poudre de tungstène, le carbure de tungstène, et une telle substance que l'acide tungstique anhydrite, peut provoquer des lésions pulmonaires. Ses principaux symptômes – malaise, fièvre. Des symptômes plus graves surviennent lorsque empoisonnés alliages de tungstène. Cela se produit par inhalation d'alliages de poussière et conduit à la bronchite, la fibrose pulmonaire.

tungstène métallique, tombant à l'intérieur du corps humain, n'est pas absorbée dans l'intestin et progressivement affiché. Peut représenter un composé de tungstène grand danger appartenant à la forme soluble. Ils sont déposés dans la rate, les os et la peau. Une exposition prolongée de composés du tungstène peut se produire des symptômes tels que les ongles cassants, desquamation de la peau, divers types de dermatite.

Les stocks de tungstène dans divers pays

Les plus grandes ressources de tungstène sont en Russie, le Canada et la Chine. Les scientifiques prédisent que sur le territoire national situé à environ 943 000 tonnes de ce métal. Si nous croyons que ces estimations, la grande majorité des réserves situées en Sibérie du Sud et l'Extrême-Orient. On sait très peu fraction des ressources – il est seulement d'environ 7%.

Par le nombre de dépôts de tungstène éprouvés la Russie est la deuxième à la Chine. La plupart d'entre eux sont situés dans des zones de Kabardino-Balkarie et Bouriatie. Mais dans ces domaines ne produit tungstène pur et son minerai contenant également le molybdène, l'or, le bismuth, le tellure, le scandium, et d'autres substances. Les deux tiers du volume du tungstène explorées sources résultant encastrées dans les minerais réfractaires, où le principal minéral volframosoderzhaschim est scheelite. Les comptes de minerai de part legkoobogatimyh pour seulement un tiers de la production. Caractéristiques du tungstène produit en Russie est inférieure à l'étranger. Ores contiennent un grand pourcentage de trioxyde de tungstène. En Russie, très peu alluvions métalliques. sables de tungstène sont également de mauvaise qualité avec beaucoup d'oxydes.

Tungstène dans l'économie

La production mondiale de tungstène a commencé à croître d'environ 2009, quand j'ai commencé à récupérer l'industrie asiatique. Le plus grand producteur de tungstène est la Chine. Par exemple, en 2013, la part du secteur manufacturier dans ce pays ont représenté 81% de l'offre mondiale. Environ 12% de la demande de tungstène associée à la production d'appareils d'éclairage. Selon les experts, l'utilisation de tungstène dans ce domaine sera réduite au cours du traitement avec des lampes LED et fluorescentes dans l'environnement domestique et le lieu de travail.

On croit qu'il y aura une demande croissante de tungstène dans la production d'équipements électroniques. Résistance à l'usure du tungstène et sa capacité à maintenir l'électricité en font le métal le plus approprié pour la production de régulateurs de tension. Toutefois, en termes de la demande est encore assez faible, et on estime que d'ici 2018, il augmentera de 2% seulement. Cependant, selon les scientifiques prédisent que dans un proche avenir devrait se produire une demande accrue de carbure cémenté. Cela est dû à la croissance de la production automobile aux États-Unis, la Chine, l'Europe, et une augmentation de l'industrie minière. On croit que d'ici 2018, la demande de tungstène augmentera de 3,6%.