التكافؤ التنغستن. خصائص وتطبيق التنغستن

ومزيد من المواد تسمح للتعرف على الفيزيائية والكيميائية خصائص التنغستن و الاطلاع على تفاصيل من وجوده في الطبيعة، ومكان الإنتاج، وافتتاح القصة، وأكثر من ذلك.

التنغستن (W)

التنغستن - هو عنصر من عناصر الجدول الدوري للمندليف ديه سبعين العدد الذري الرابع يتوافق مع W. الحروف اللاتينية في الظروف المعتادة لها لون رمادي والفضة، لامعة، من الصعب. جميع التنغستن المعادن هو الأكثر الحرارية. أعلى من W، نقطة انصهار غير المعدنية فقط - الكربون. أنه يحتوي على مادة كيميائية مقاومة عالية. التكافؤ التنغستن - متغير.

تاريخ الاكتشاف

الكيميائي السويدي كارل فيلهلم سكيل في عام 1781، تعمل في مجال تصنيع حمض النيتريك scheelite، يمكن أن تنتج التنغستن ثالث أكسيد - "الحجر الثقيل" الأصفر. بعد ذلك بعامين، وبالفعل في م 1783، شقيقين إلوارد، الكيميائيين في الأصل من اسبانيا، أبلغت الجمهور أن يتمكنوا من الحصول من معدن جديد الولفراميت وأكسيد - التنغستن.

تستخدم الحديثة الولايات المتحدة وفرنسا وبريطانيا اسم التنغستن لالتنغستن، وهو ما يترجم من اللغة السويدية بأنه "الحجر الثقيل". في الأصل، كلمة تعني الولفراميت المعدنية التنغستين. في وقت لاحق أنه تم تمريرها إلى المعدن نفسه.

التنغستن في الطبيعة

ووفقا لحسابات Vinogradova، قشرة عدد كلارك التنغستن الأرض حوالي 1.3 جم / طن. متوسط المحتوى من نطاقات الصخور الجبلية، ص / ر: الصخور الحمضية - 1.9، ومتوسط - 1.2، الأساسي - 0.7 ultrabasic - 0.1.

وتتركز أكبر احتياطي من هذا المعدن في الصين والولايات المتحدة وكندا وكازاخستان ودول مثل بوليفيا والبرتغال وأوزبكستان وروسيا وكوريا الجنوبية لديها صغيرة بالمقارنة مع الأسهم الأمريكية المذكورة آنفا. في ينتج العام حوالي 49 حتي 50000000 طن، منها 41 التي تنتجها الصين، حصة روسيا يتوافق مع 3.5 طن، كازاخستان - 0.7، وأستراليا - 0.5 طن.

في الصناعة، ونظرا للدور الرئيسي لالولفراميت وscheelite. الولفراميت المعادن غالبا ما تتركز في الصخور الجرانيتية ومتوسط تركيزهم يتوافق مع واحد أو اثنين في المائة. معظم الدول المنتجة للتصدير التنغستن. . سعر هذا المعدن مرتفع نوعا ما، ويمكن أن تختلف تبعا لنوع والنوع الذي يباع (2172-6250560 فرك). المصدرين الرئيسيين للالتنغستن تعتبر المملكة المتحدة والصين وأستراليا. المستوردة بكميات كبيرة من الولايات المتحدة والمانيا وانكلترا واليابان.

طرق لإعداد

إعداد التنغستن - وهي عملية تتكون من عدة خطوات تدريجية. ثالث أكسيد معزولة الأول WO ₃ من خام يركز مع عملية الانتعاش بعد الذهاب إلى مسحوق معدني مع الهيدروجين في ظل ظروف حوالي 700 درجة مئوية. ويرجع ذلك إلى عالية للغاية نقطة انصهار أفضل طريقة للحصول على هذا المعدن وسائل مسحوق المعادن. في الخطوة الأولى هي الضغط على مسحوق التنغستن، ثم وضعها في جو الهيدروجين ومتكلس في ظل ظروف من حوالي 1200-1300 درجة مئوية. وعلاوة على ذلك يتعرض للتيار الكهربائي ويقطر درجة حرارة التدفئة إلى ثلاثة آلاف درجة، ويرافق هذه العملية من خلال تلبد، والمعادن يتحول إلى متراصة. إعداد لاحق من التنغستن وتنقية لها من مواد متجانسة مما أدى تحدث في ظروف ذوبان المنطقة. ومع ذلك، ومسحوق التنغستن - ليس هذا هو الشكل الوحيد للإعداد هذا المعدن. في إعداد W من الانحلال الحراري من الكلوريدات يمكن الحصول عليه بالفعل في شكل معدني، ولكن ليس في الاتفاق ومسحوق.

الخصائص النوعية الكيميائية

التنغستن هو التكافؤ للطابع المتغير، من يومين إلى ستة. يأخذ الشكل الأكثر استقرارا في تكافؤ السادس. أشكال المطلقين وثلاثي التكافؤ من المركبات غير مستقرة وليس لها أي أهمية خاصة، في الممارسة العملية لا تستخدم. التنغستن هو مقاومة جدا للتآكل المعادن. درجة حرارة الغرفة يتيح لها الحفاظ على موقف ثابت دون أن تخضع للتآكل. تصل درجة الحرارة اتقاد تبدأ لأكسدة، وتشكيل أكسيد التنجستن (VI). هي الثانية في سلسلة من الضغوط والتكاليف وراء الهيدروجين. غير قابلة للذوبان عمليا في الهيدروفلوريك وتمييع حامض الكبريتيك. حمض النيتريك وأكوا سبب الملكي عملية أكسدة السطح. حل ممكن بيروكسيد الهيدروجين.

مزيج من حمض الهيدروفلوريك والنيتريك يذوب التنغستن جيدا:

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

في ظل وجود تأكسد يمكن أن يتفاعل مع القلويات المنصهرة:

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

الأمثلة أعلاه التفاعلات تتم ببطء شديد، ولكن على الوصول إلى مستوى 400 ° C والتنغستن التدفئة الذاتية من عملية رد فعل وتسارعت، وتشكيل في نفس الوقت كمية كبيرة من الحرارة. ردود الفعل التي تنطوي على الطلب الأكسجين التي تصل إلى حوالي 500 ° C، إلى معدن بدأ وحده لتسخين.

تذوب في خليط من الأحماض الهيدروفلوريك والنيتريك يؤدي إلى حمض تشكيل geksaftorvolframovoy - H ₂ [WF _6]. من تعتبر جميع المركبات التنغستن المعروف أهم ثالث أكسيد التنغستن الخل أو التنغستن، تنغستات، وهو مركب البيروكسي معي ₂ WO _X، وهي مادة مشتقة من S، C، ومجموعة الهالوجين العناصر.

خصائص الطبيعة الفيزيائية

التنغستن هي خفيفة معدنية لامعة رمادية. درجة الحرارة التنغستن خلال الذوبان والغليان تصل إلى أعلى المرتفعات مئوية مقارنة مع معادن أخرى. وهناك تكهنات بأن السيبورجيوم ديه أكبر ذوبان الأداء والغليان، ولكن يرجع ذلك إلى حقيقة أنه "حياة" صغيرة جدا، فمن المستحيل أن نقول على وجه اليقين، لأنه لا ثبت بالتجربة. يبدأ التنغستن لتذوب في 3695 K، في حين يغلي، ليصل إلى 5828 K. W صافي الكثافة قريبة من الذهب - 19.25 غرام لكل سنتيمتر مكعب. يتميز عليه من قبل الصفات ممغطس. وفقا لمعايير قياس صلابة برينل هو 488 كجم / مم ^2. في عشرين درجة مئوية لها مقاومة 55 × 10 ^-9 أوم * م، ولكن في ظروف درجة حرارة 2700 ° C مؤشر المقاومة يزيد ما يصل الى 904 × 10 ^-9 أوم * م. الصوت المنعكس من التحركات التنغستن بسرعة 4290 م / ج.

واحد من المعادن الثقيلة مع صلابة عالية ودرجة انصهار تعتبر التنغستن ضخمة. الخصائص التي هي متأصلة فيه، وتحديد قيمتها في السوق العالمية وتمكين استخدام واسع. القدرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة تسمح كبير استخدام على نطاق والتنغستن. أسلاك وصفائح وغيرها الكثير تسمح لك بإنشاء الآليات التي تخدم سنوات عديدة. تشبه خارجيا لالبلاتين. في حالة نقية عند تسخينها إلى 1600 درجة مئوية قد يكون جيدا مزورة.

استخدام المعدن النقي

الطريقة الأساسية لاستخدام التنغستن - الأساس كمادة الحرارية في الصناعات المعدنية.

خصائص البلاستيكية والحرارية - وهذا هو ما يعرف لالتنغستن. سلك هذا المعدن أمر لا غنى عنه في الأجهزة المعدة للإضاءة. أنابيب صور وأنابيب أخرى مع فراغ كما تستخدم على نطاق واسع W.

الأرجون قوس اللحام لا يمكن الاستغناء الأقطاب المصنوعة من التنغستن. فراغ المقاومة الفرن أيضا استخدامه بمثابة عنصر التدفئة، ويستخدم هذا سبيكة معدنية مثل الحرارية الرنيوم.

يسمح للكثافة عالية لاستخدامه كأساس لسبائك النوع الثقيل تستخدم كثقل موازن للقبقاب الأساسية خارقة للدروع وقذيفة قذائف مدفعية السهمي، الأساسية للذخيرة خارقة للدروع وحتى الدوران استقرار تحلق الصواريخ البالستية.

التنغستن يمكن أن تكون بمثابة وسيلة ممتازة لنوع المؤينة من الإشعاع. وعلى الرغم من أن لديها أعلى كثافة، وخاصة عند مقارنتها مع القيادة التقليدية، وزنا من قدم المساواة توفير ملابس الحماية أو المعدات الموجودة مع استخدامه أسهل. خصائص Infusibility وصلابة تعقيد المعالجة، وبالتالي في مثل هذه الحالات غالبا ما تكون سبائك التنغستن والنيكل، وكذلك الحديد والنحاس والمعادن الأخرى.

في هذه الصناعة لخلق مجموعة متنوعة من منتجات الصلب باستخدام التنغستن. ورقة، ومسحوق التنغستن، وقضيب كهربائي - واحدة من الأشكال الأكثر شيوعا من إخراج جورج

استخدام المركبات

تشكيل المعادن المختلفة، فضلا عن المواد التي تشكل طبيعة غير المعدنية من المنشآت الهندسية والحفر والتعدين عملية باستخدام سبائك قوية ونوع المواد المركبة القائمة على كربيد التنغستن، وهي مزيج من كربيد التيتانيوم وكربيد التنتالوم وكربيد التنغستن. وتنقسم الطوابع التنغستن المصنوعة من هذه المواد إلى T30K4، T5K10، VK25، VK8، VC 15 T15K4، BK2، وVK6 VK4. طوابع مجموعة TT تستخدم إلا لظروف بالقطع صعبة للغاية في التعقيد المتزايد. ومثال على ذلك يمكن أن تكون بمثابة صدمة عملية الحفر الدوراني ثقب أو مواد متينة تصنيع الصلب تزوير مع المقاومة للحرارة العالية. يستخدم W كعنصر صناعة السبائك على الصلب والسبائك على أساس الحديد. "عالية السرعة" الصلب مكتوب عليها تسمية بدءا P، وتضم أكثر من 90٪ من حصة التنغستن.

في بعض الأحيان يتم استخدام مركبات التنغستن مختلفة كحافز أو أصباغ، ومواد التشحيم وارتفاع درجة الحرارة لانتقال الطاقة الحرارية في شكل الكهربائية.

التنغستن والبيولوجيا

لا يعتبر التنغستن المعادن كبيرا في علم الأحياء، ولكن بعض أنواع البكتيريا والعتيقة كجزء من إنزيماتها يكون هذا العنصر، الذي هو في موقع نشط. مصادر عميقة ما يقرب من نوع الهيدروحرارية العتائق-hyperthermophiles الحية، وتعتبر تعتمد على التنغستن obligately. ويعتبر وجود هذه المعادن في تكوين انزيم باعتباره من بقايا الفترة الأركايا في وقت مبكر، وبعبارة أخرى، يمكن أن تحمل لنفترض أن الظهور المبكر للحياة على الأرض وقع بمشاركة W.

كجزء الغالب من المعادن الأخرى، والغبار التنغستن يسبب تهيج في الجهاز التنفسي.

أشكال النظائر

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . التنغستن الأصل الطبيعي يتألف من خليط من خمسة أشكال مختلفة من النظائر، وهي: ¹⁸⁰ W (0135٪ بالوزن)، ¹⁸² W (26،41٪)، و ¹⁸³ W (14،4٪) و ¹⁸⁴ W (30،64٪) و ¹⁸⁶ W (28،41٪). التكافؤ متغير التنغستن، ودائما مساويا لعدد من 2-6، في أي شكل من أشكال النظير.

بحلول عام 2016 كان معروفا بالفعل ستة وثلاثين أشكال مصطنعة من التنغستن تحديد النويدات المشعة من صنع الإنسان مع أرقام كتلة 157 ... 179، 181، 185، 187 ... 197. المفتوحة التنغستن طبيعيا النشاط الإشعاعي كانت في عام 2003، ولكن معدل منخفض للغاية، وهو ما يعادل تقريبا اثنين من التفكك للغرام الواحد في السنة، وحالة من هذا الاضمحلال هو المعدن α النشاط.

وفي الختام

والتنغستن معظم المعادن الحرارية الموجودة. الخصائص الملازمة، تسمح لنا ليجد لنفسه مكانا في مجموعة واسعة من الأنشطة البشرية الصناعية، من الهندسة وتنتهي مع الحماية من الإشعاع. افتتح المعادن تقريبا مرتين، وهما سنة على حدة، ولكن لا سكيل ولا الإخوة إلوارد لا يدعي حقا تستحق تكريما لاكتشافه. التكافؤ التنغستن هو متغير ويأخذ قيمة 2-6، ولكن، كما نوقش في وقت سابق، والشكل الأكثر استقرارا ديه ستة التكافؤ. انها مقاومة جدا للتآكل، يمكن أن تتفاعل مع القلويات وحلت في مزيج من الأحماض الهيدروفلوريك والنيتريك.

طوابع التنغستن مقسمة إلى عدد كبير من الأنواع وفقا لطريقة التنفيذ، وبالشكل الذي المعدن، ومجال تطبيقها. هناك أشكال كثيرة من نظائرها، وعنصر في الطبيعة يتم وضع علامة سيئة خصائص المشعة وببطء شديد يتحلل. الأساس لعدد وافر من أجزاء وقطع الغيار، ومجموعة واسعة من الأجهزة والمعدات التي يستخدمها الإنسان، بل هو التنغستن. حتى سعر الكيلوغرام الواحد معدنية عالية جدا، ولكن مع ذلك لا يقلل من الطلب عليه، نظرا لجودتها تتوافق مع القيمة التي سأل عنها.