Tungsten valence. Mali na matumizi ya tungsten

Makala zaidi itaruhusu kupata kujua kimwili na kemikali mali ya Tungsten, angalia maelezo ya kukaa kwake katika asili, badala ya uzalishaji, ufunguzi wa hadithi, na zaidi.

Tungsten (W)

Tungsten - ni kipengele cha Upimaji Jedwali la Mendeleev ina 74 idadi ya atomiki inalingana na Amerika ya tabia W. Katika hali ya kawaida ina rangi ya kijivu-fedha, shiny, ngumu. Kabisa tungsten chuma ni kinzani zaidi. Kubwa kuliko ile ya W, hatua ya kiwango ya tu wasio chuma - kaboni. Ina high kemikali upinzani. Valence Tungsten - kutofautiana.

Historia ya ugunduzi

Swedish duka la dawa Carl Wilhelm Scheele katika 1781, kushiriki katika usindikaji wa asidi nitriki scheelite, inaweza kuzalisha tungsten trioksidi - "jiwe nzito" njano. Miaka miwili baadaye, tayari katika 1783-m, ndugu wawili Eluard, maduka ya dawa mwenye asili ya Uhispania, umma na taarifa kwamba wao kupata kutoka wolframite chuma mpya na oksidi - tungsten.

Modern Marekani, Ufaransa na Uingereza alitumia jina la tungsten kwa tungsten, ambayo hutafsiriwa kutoka Swedish kama "jiwe nzito". Awali, neno maana wolframium madini wolframite. Baadaye kupitishwa kwa chuma yenyewe.

Tungsten katika asili

Kulingana na mahesabu Vinogradova, ukoko clarke simu tungsten dunia ni kuhusu 1.3 g / t. maudhui wastani wa miamba ya mlima ni kati, r / t: tindikali miamba - 1.9, wastani - 1.2, msingi - 0.7 ultrabasic - 0.1.

hifadhi kubwa ya chuma hii ni kujilimbikizia katika China, Marekani, Canada na Kazakhstan, nchi kama vile Bolivia, Ureno, Uzbekistan, Urusi na Korea ya Kusini na ndogo kwa kulinganisha na aforementioned States hisa. Katika mwaka inazalisha tani milioni 49-50, ambapo 41 iliyotolewa na China, sehemu Urusi inalingana na tani 3.5, Kazakhstan - 0.7, na Australia - tani 0.5.

Katika sekta ya, jukumu kuu hupewa wolframite na scheelite. Madini wolframite mara nyingi kujilimbikizia katika miamba granitic na umakinifu wao kila inalingana na asilimia moja au mbili kwa. Wengi kuzalisha nchi kusafirisha nje Tungsten. . bei ya chuma hii ni badala ya juu na inaweza kutofautiana kulingana na bidhaa na aina ambayo huuzwa (2172-6250560 kusugua.). wauzaji kuu ya tungsten kuchukuliwa Uingereza, China na Australia. Zilizoingizwa kwa wingi Marekani, Ujerumani, Uingereza na Japan.

Mbinu kwa maandalizi

Maandalizi ya tungsten - mchakato yenye hatua kadhaa Unaozidi. Kwanza wametengwa trioksidi WO ₃ kutoka madini huzingatia na mchakato wa kufufua baada ya kwenda unga chuma na hidrojeni chini ya hali ya 700 ° C. Kutokana na juu sana kiwango uhakika Njia bora ya kupata chuma hii ni njia ya madini poda. Katika hatua ya kwanza tungsten unga ni taabu, basi kuwekwa katika hali hidrojeni na sintered chini ya hali ya juu ya 1200-1300 ° C. Zaidi ya hayo wanakabiliwa na sasa umeme na joto joto ni distilled digrii elfu tatu, mchakato huu huambatana na sintering, na chuma anarudi katika monolith. Baadae maandalizi ya Tungsten na utakaso wake kutoka kusababisha vifaa monolithic kutokea katika hali ya ukanda wa kiwango. Hata hivyo, tungsten unga - hii sio namna pekee ya maandalizi ambayo chuma. Katika maandalizi ya W kutoka pyrolysis ya kloridi inaweza kupatikana tayari katika mfumo metali, lakini si katika kompakt na unga.

tabia Chemical quality

Tungsten ni Valence ya tabia hutofautiana, kuanzia wawili hadi sita. aina imara zaidi inachukua katika valency ya sita. Di- na trivalenti aina ya misombo ni imara na hawana umuhimu maalum, katika mazoezi si kutumika. Tungsten ni sugu sana kwa kutu ya metali. Chumba joto inairuhusu kudumisha msimamo wa mara kwa mara bila kuwa chini ya kutu, fika incandescence joto huanza oxidize, na kutengeneza oxide tungsten (VI). Ni ya pili katika mfululizo wa matatizo na gharama nyuma hidrojeni. Kivitendo hakuna katika hidrofloriki na kuondokana na asidi sulfuriki. asidi nitriki na aqua regia sababu mchakato uso oxidation. Kuvunjwa kwa uwezekano peroksidi hidrojeni.

mchanganyiko wa asidi hidrofloriki na nitriki dissolves vizuri tungsten:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + WOF ₄ + 4NO (gesi mageuzi) + 7H ₂ O.

Mbele ya vioksidishaji inaweza ilijibu kwa alkali kusubu

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

mifano ya hapo juu athari kuendelea polepole sana, lakini kwa kufikia kiwango cha 400 ° C na tungsten binafsi joto ya mchakato mmenyuko kasi, wakati huo huo na kutengeneza kiasi kikubwa cha joto. Reactions kuwashirikisha mahitaji ya oksijeni kufikia alama 500 ° C, na chuma peke alianza joto up.

Hakuna katika mchanganyiko wa asidi hidrofloriki na nitriki husababisha asidi malezi geksaftorvolframovoy - H ₂ [WF _6]. Ya inayojulikana misombo kila tungsten wanaochukuliwa muhimu anhidridi tungsten trioksidi au Tungsten, tungstate, peroxy kiwanja nami ₂ WO _X, Dutu inayotokana na S, C, na halogen kundi vipengele.

mali ya asili ya kimwili

Tungsten ni mwanga kijivu shiny chuma. Tungsten joto wakati wa kiwango na mchemko fika ya juu mwinuko Celsius ikilinganishwa na metali nyingine. Kuna uvumi kwamba seaborgium ina hata zaidi utendaji ya kiwango na mchemko pointi, lakini kutokana na ukweli kwamba "maisha" ni ndogo sana, ni vigumu kusema kwa uhakika, kwa kuwa si kuthibitika kwa jaribio. Tungsten kuanza kuyeyuka katika 3695 K, wakati kuchemsha, na kufikia 5828 K. W Net uzito ni karibu na dhahabu - gramu 19.25 kwa sentimita za ujazo. Yeye ni sifa ya sifa paramagnetic. Kwa mujibu wa kipimo vigezo Brinell ugumu ni 488 kg / mm ^2. Wakati digrii ishirini Celsius ina resistivity ya 55 × 10 ^-9 Ohm * m, lakini katika hali ya joto la 2700 ° C resistivity index kuongezeka hadi 904 x 10 ^-9 Ohm * m. sauti yalijitokeza kutoka hatua tungsten kwa kasi ya 4290 m / c.

Moja ya metali nzito na ugumu juu na hatua ya kiwango ya kubwa aliichukulia tungsten. mali ambayo ni asili ndani yake, kuamua thamani yake katika soko la dunia na kuwezesha matumizi kote. uwezo wa kuhimili joto la juu inaruhusu kubwa ya matumizi wadogo tungsten. Wire, karatasi na wengi zaidi kuruhusu kuunda mifumo ambayo itasaidia miaka mingi, mingi. Nje sawa na platinum. Katika hali halisi wakati moto na 1600 ° C huweza kuwa za kughushi.

matumizi ya chuma safi

Mbinu za msingi za kutumia tungsten - msingi kama nyenzo refractory katika sekta metallurgiska.

Plastiki na kinzani mali - hii ni kile kinachoitwa kwa tungsten. Wire ya chuma hii ni muhimu katika vifaa lengo kwa mwanga. Picha ya neli na mirija mingine na utupu pia sana kutumika W.

Argon arc kulehemu hawezi kufanya bila electrodes kufanywa na tungsten. Vacuum upinzani tanuri pia kuitumia kama kipengele joto, na hii Aloi chuma hutumika kama rhenium thermocouple.

msongamano mkubwa wa inaruhusu matumizi yake kama msingi kwa ajili ya aina nzito alloy kutumika kama kupingana kwa silaha kutoboa Sabot msingi na projectile artillery shells sagittal, msingi kwa silaha kutoboa risasi na hata gyro kuleta utulivu flying ballistiska kombora.

Tungsten inaweza kutumika kama njia bora ya aina ionizing ya mionzi. Pamoja na kuwa na msongamano wa juu na, hasa ikilinganishwa na risasi za kisasa, na uzito wa ngazi sawa kutoa ulinzi nguo au vifaa ziko kwa matumizi yake rahisi. Infusibility mali na ugumu magumu usindikaji, na kwa hiyo katika hali kama hizo mara nyingi ni aloi ya Tungsten na nikeli, pamoja na chuma, shaba na madini mengine.

Katika sekta ya kujenga aina ya bidhaa imara kwa kutumia tungsten. Karatasi, unga tungsten, na fimbo electrodes - moja ya aina ya kawaida ya pato la W.

Matumizi ya misombo

Machining ya madini mbalimbali, ikiwa ni pamoja na vifaa vya kwamba kufanya juu ya asili isiyo metali ya ujenzi uhandisi, kuchimba visima na mchakato madini kwa kutumia aloi nguvu na vifaa Composite aina kulingana na CARBIDE Tungsten, mchanganyiko wa titanium CARBIDE, tantalum CARBIDE na CARBIDE Tungsten. Mihuri tungsten alifanya kutoka vifaa hivi ni umegawanyika katika T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, na VK6 VK4. Mihuri TT kundi pekee kutumika kwa hali ngumu sana machining kuongezeka utata. mkuu mfano inaweza kutumika kama mshtuko mchakato Rotary kuchimba visima perforator au kutengeneza vifaa viwanda kubuni chuma na high joto upinzani. W ni kutumika kama kipengele alloying kwa chuma na aloi misingi ya chuma. "High kasi" chuma lettered studio kuanzia P, zaidi ya 90% ya hisa inajumuisha tungsten.

Wakati mwingine tungsten misombo mbalimbali hutumiwa kama vichocheo au rangi, high-joto lubricant kwa mpito ya nishati joto katika fomu ya umeme.

Tungsten na baiolojia

Tungsten chuma haichukuliwi kubwa la biolojia, lakini baadhi ya bakteria na akea kama sehemu ya Enzymes yao na sehemu hii, ambayo ni katika tovuti ya kazi. vyanzo Takriban kina hydrothermal aina Akeabakteria live-hyperthermophiles, huchukuliwa tegemezi tungsten obligately. uwepo wa chuma hii katika enzyme utungaji huchukuliwa kama Masalio ya mapema Archean kipindi, kwa maneno mengine, inaweza kumudu kudhani kwamba kuonekana za mwanzo za maisha duniani yalifanyika kwa kushirikiana na W.

Kama sehemu predominant ya madini mengine, tungsten vumbi sababu kuwasha ya viungo vya kupumua.

aina isotopu

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Tungsten asili ya kiasili inajumuisha mchanganyiko wa aina tano tofauti isotopu, yaani: ¹⁸⁰ W (0135 wt%.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14.4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) na ¹⁸⁶ W (28,41%). Valency tungsten variable, na mara zote sambamba na idadi ya 2 hadi 6, katika hali yoyote ya isotopu.

By 2016 ilikuwa tayari anajulikana thelathini na sita na mwanadamu bandia aina ya tungsten kutambuliwa radionuclides na idadi ya molekuli 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. Open tungsten kawaida kutokea mionzi ilikuwa mwaka 2003, lakini kiwango cha wake ni mdogo mno, ambayo sambamba na takriban disintegrations mbili kwa gramu kwa mwaka, na hali ya kuoza huu ni chuma α-shughuli.

kwa kumalizia

Zaidi ya chuma refractory zilizopo ni Tungsten. Mali asili, kuruhusu sisi kupata nafasi katika shughuli mbalimbali za viwanda binadamu, kutoka uhandisi na kumalizia na ulinzi kutoka mionzi. Chuma ilifunguliwa takribani mara mbili, baada ya miaka miwili mbali, lakini hakuna Scheele wala ndugu Eluard kweli wanadai usahihi kwa heshima ya ugunduzi wake. Valence Tungsten zinatofautiana na inachukua thamani ya wawili hadi sita, lakini, kama kujadiliwa mapema, aina imara zaidi ina sita valence. Ni sugu sana kwa kutu, inaweza kuathiriwa na alkali na kufutwa katika mchanganyiko wa asidi hidrofloriki na nitriki.

Mihuri Tungsten kugawanywa katika idadi kubwa ya aina kulingana na utaratibu wa utekelezaji, aina ambayo chuma, na shamba lake la maombi. Kuna aina nyingi za isotopu yake, na kipengele katika asili ni hafifu alama mali mionzi na polepole sana disintegrates. msingi wa wingi wa sehemu na vipuri, mbalimbali ya vifaa na vifaa vya kutumiwa na mtu, ni tungsten. Hata bei kwa kila kilo ya chuma ni kikubwa mno, lakini hata hivyo haina kupunguza mahitaji kwa ajili yake, kwa sababu ya ubora wake uhusiano na thamani ambayo aliuliza kwa.