Tungsten - apa ini? Tingkat oksidasi tungsten. Bidang aplikasi tungsten

Tungsten - unsur kimia yang nomor atom sama dengan 74. Ini logam berat dari, dimana kekuatan tinggi baja abu-abu menjadi putih, yang membuatnya mudah dalam banyak kasus sangat diperlukan. Titik lebur itu lebih tinggi dari logam lainnya, dan oleh karena itu digunakan sebagai filamen dalam lampu filamen dan elemen pemanas di tanur listrik (misalnya, paduan zirkonium-tungsten). Unsur kimia memungkinkan penggunaannya sebagai katalis. kekerasan ekstrim membuatnya cocok untuk digunakan dalam "HSS", yang memungkinkan untuk memotong bahan dengan kecepatan tinggi dari baja karbon, dan superalloy. Tungsten karbida elemen senyawa karbon adalah salah satu zat yang paling sulit dikenal dan digunakan untuk produksi penggilingan dan alat berputar. Tungstates kalsium dan magnesium yang banyak digunakan dalam lampu neon, dan tungsten oksida - ke tinta dan glasir keramik.

Sejarah penemuan

Asumsi keberadaan unsur ini pertama kali diusulkan pada tahun 1779 oleh Peter Wolf, ketika ia menjelajahi wolframite mineral dan menyimpulkan bahwa itu harus mengandung zat baru. Pada 1781 Carl Wilhelm Scheele dipastikan bahwa asam baru dapat diperoleh dari tungstenita. Thorburn Scheele dan Bergman menyarankan untuk mempertimbangkan mendapatkan logam baru dengan pengurangan asam, disebut tungstenovoy. Pada tahun 1783, dua bersaudara, Jose dan Fausto Elguyar ditemukan dalam asam tungsten, yang identik dengan tungstenovoy. Pada tahun yang sama saudara-saudara berhasil mengisolasi tungsten dari itu, menggunakan arang.

Selama Perang Dunia Kedua, unsur kimia ini telah memainkan peran besar. resistansi logam suhu tinggi, dan paduan tungsten ketangguhan ekstrim membuat bahan baku penting bagi industri militer. pihak yang bertikai menekan Portugal sebagai sumber utama dari wolframite di Eropa.

Berada di alam

Unsur terjadi di wolframite alam (Fewo ₄ / MnWO _4), scheelite (CaWO _4), dan Ferber Gyubnera. deposito penting dari mineral ini ditemukan di Amerika Serikat di California dan Colorado, Bolivia, Cina, Korea Selatan, Rusia dan Portugal. Cina memegang sekitar 75% dari produksi global tungsten. Logam diperoleh dengan mengurangi oksida dengan hidrogen atau karbon.

cadangan dunia diperkirakan 7 juta ton diharapkan bahwa 30% dari mereka -. deposito wolframite dan 70% - scheelite. Pada saat ini, perkembangan mereka secara ekonomis tidak menguntungkan. Pada tingkat konsumsi saat ini cadangan ini akan berlangsung hanya 140 tahun. Sumber lain yang berharga dari tungsten adalah besi tua.

Fitur utama

Tungsten - elemen, yang diklasifikasikan sebagai logam transisi. Its simbol W berasal dari kata Wolframium Latin. Dalam tabel periodik, itu adalah pada kelompok VI antara tantalum dan renium.

Pure tungsten - bahan padat, yang warnanya bervariasi dari baja abu-abu untuk timah putih. Dengan sentuhan logam menjadi rapuh dan sulit untuk bekerja dengan dia, tetapi jika mereka tidak melakukannya, itu dapat dipotong dengan gergaji besi. Selain itu, dapat ditempa, digulung dan ditarik keluar.

Tungsten - unsur kimia, titik leleh yang merupakan tertinggi di antara semua logam (3422 ° C). Juga memiliki tekanan uap terendah. kekuatan tarik pada T> 1650 ° C juga merupakan terbesar. Unsur ini sangat tahan terhadap korosi dan hanya sedikit asam mineral rentan. Setelah kontak dengan udara pada permukaan logam lapisan oksida pelindung terbentuk, tapi benar-benar teroksidasi tungsten pada suhu tinggi. Ketika ditambahkan dalam jumlah kecil untuk baja kekerasannya meningkat tajam.

isotop

Di alam tungsten terdiri dari lima radioisotop, tetapi mereka memiliki panjang paruh, bahwa mereka dapat dianggap stabil. Semua dari mereka jatuh pada hafnium-72 dengan emisi partikel alfa (inti helium yang sesuai-4). Alpha pembusukan diamati hanya ¹⁸⁰ W, yang paling mudah dan paling langka dari isotop tersebut. Rata-rata, 1 g tungsten alam per tahun terjadi dua peluruhan alpha dari ¹⁸⁰ W.

Selanjutnya, 27 dijelaskan tungsten isotop radioaktif buatan. Yang paling stabil dari mereka adalah ¹⁸¹ W dengan waktu paruh 121,2 hari, ¹⁸⁵ W (75,1 hari), ¹⁸⁸ W (69,4 hari) dan ¹⁷⁸ W (21,6 hari). Semua isotop buatan lainnya dari paruh tidak lebih dari satu hari, dan kebanyakan dari mereka - setidaknya 8 menit. Tungsten juga memiliki empat "metastabil" negara, yang paling stabil - ^179m W (6,4 menit).

koneksi

Senyawa-senyawa kimia tungsten bilangan oksidasi perubahan dari 2 sampai 6, yang paling umum adalah enam. Unsur biasanya datang ke dalam kontak dengan oksigen, membentuk trioksida kuning (WO _3), yang larut dalam larutan alkali berair dalam bentuk ion, tungstat (WO ₄ ^2-).

aplikasi

Sejak tungsten memiliki suhu leleh yang sangat tinggi dan ulet (dapat ditarik menjadi kawat), itu secara luas digunakan sebagai lampu filamen dan tabung vakum serta dalam elemen pemanas tanur listrik. Selain itu, material dapat menahan kondisi ekstrim. Salah satu aplikasi yang dikenal - las busur dengan elektroda tungsten di bawah gas pelindung.

Sangat sulit tungsten - komponen paduan senjata berat ideal. Kepadatan tinggi digunakan dalam menimbang masalah, counterweight dan keels ballast untuk kapal pesiar, serta anak panah (80-97%). baja kecepatan tinggi, yang dapat memotong bahan pada kecepatan lebih tinggi dari karbon, berisi hingga 18% dari substansi. Pisau turbin, tahan aus bagian dan coating yang digunakan "superalloy" mengandung tungsten. tahan panas ini penutup paduan yang beroperasi pada suhu yang tinggi.

ekspansi termal dari unsur kimia seperti kaca borosilikat, sehingga digunakan untuk pembuatan kaca-to-metal seal. Komposit yang mengandung tungsten - pengganti yang besar untuk memimpin dalam peluru dan tembakan. Dalam paduan nikel, besi atau kobalt, itu dibuat kerang perkusi. Seperti peluru untuk mencapai target menggunakan energi kinetiknya. Dalam sirkuit terpadu dari senyawa tungsten untuk membuat transistor. Beberapa jenis string untuk instrumen musik yang terbuat dari kawat tungsten.

Penggunaan senyawa

Kekerasan yang luar biasa dari tungsten carbide (W ₂ C, WC) membuat bahan yang paling umum untuk penggilingan dan alat-alat berputar. Hal ini digunakan dalam industri metalurgi, pertambangan, minyak bumi dan konstruksi. Tungsten karbida juga digunakan dalam menciptakan perhiasan karena itu adalah hypoallergenic dan tidak cenderung kehilangan kilau mereka.

Dari oksida membuat icing. Tungsten "perunggu" (disebut demikian karena dari oksida warna) digunakan dalam cat. tungstates kalsium dan magnesium yang digunakan dalam lampu neon. Tungstate detektor sintilasi kristal digunakan dalam kedokteran nuklir dan fisika. Garam yang digunakan dalam industri kimia dan industri kulit. Tungsten disulfida adalah pelumas suhu tinggi, dapat menahan 500 ° C. Beberapa senyawa yang mengandung tungsten, digunakan sebagai katalis dalam kimia.

sifat

Sifat fisik dasar W sebagai berikut:

• Nomor atom 74.
• Berat atom: 183,85.
• Titik lebur: 3410 ° C.
• Titik didih: 5660 ° C.
• Berat: 19,3 g / cm ³ pada 20 ° C
• negara oksidasi +2, +3, +4, 5, 6.
• konfigurasi elektronik: [Xe] 4 d f ^{Mei 14 Juni 4} s ^2.