התכונות הכימיות של טונגסטן. מאפיינים ויישומים של טונגסטן

טונגסטן - הוא יסוד כימי בטבלה המחזורית, השייכת הקבוצה VI. בטבע טונגסטן מתרחש כתערובת של חמישה איזוטופים. באופן קונבנציונלי בתנאים קונבנציונליים, זה צבע אפור כסוף מתכתי מוצק. כמו כן הוא עקשן ביותר של כל המתכות.

תכונות בסיסיות של טונגסטן

טונגסטן - מתכת בעלי תכונות פיזיקליות וכימיות מדהימות. כמעט בכל ענפי הייצור המודרני משמש טונגסטן. הנוסחא בדרך כלל זה מבוטא ייעודי תחמוצת מתכת - WO _3. טונגסטן הוא המתכת העקשנית ביותר. ההנחה היא כי רק סיבורגיום יכול להיות אפילו יותר tugoplavok. אבל רק כל עוד זה לא יכול להיות טען, כפי סיבורגיום יש תוחלת חיים קצרה מאוד.

יש מתכת זו יש תכונות פיסיקליות וכימיות ספציפיות. טונגסטן יש צפיפות של 19,300 ק"ג / מ ^'3, טמפרטורת ההתכה שלו היא 3410 ° C. על פרמטר זה הוא שני רק פחמן - גרפיט או יהלום. בטבע טונגסטן מתרחש חמישה איזוטופים יציבים. מספרי המסה שלהם בטווח שבין 180 ל 186. יש טונגסטן ערכי של 6 דקות, ואת התרכובות ייתכן 0, 2, 3, 4 ו 5. המתכת יש גם רמה גבוהה מספיק של מוליכות תרמית. עבור טונגסטן, הנתון הוא 163 W / (מעלות * m). לדברי נכס זה, אפילו שזה עולה תרכובות כגון סגסוגות אלומיניום. טונגסטן המוני בשל הצפיפות שלה אשר שווה 19kg / m ^3. מידת החמצון של טונגסטן נע בין 2 כדי 6. יש מתכת מאפיינים חומצי, ונמוך ב בדרגה הגבוהה ביותר של החמצון שלה - הבסיסית.

כך סגסוגות של תרכובות טונגסטן נמוכות נחשבים יציב. העמיד ביותר הם תרכובות שיש מידה מסוימת של שש. הם מפגינים את התכונות האופייניות והכימיות ביותר של המתכת. טונגסטן נוטה ליצירת קומפלקסים בקלות. אך טונגסטן המתכת הוא בדרך כלל מאוד עמיד. זה מתחיל אינטראקציה עם חמצן רק בטמפרטורה של 400 מעלות צלסיוס בסריג הגבישי של טונגסטן מתייחס לסוג מעוקב מרוכז בגוף.

אינטראקציה עם כימיקלים אחרים

אם טונגסטן הוא מעורבב עם פלואור יבש, במתחם ניתן להשיג תחת השם "hexafluoride", אשר נמס בטמפרטורה של 2,5 ° C ו שחין 19,5 ° C. חומר דומה מתקבל כאשר המתחם של טונגסטן עם כלור. אבל עבור התגובה הזו דורשת טמפרטורה גבוהה למדי - כ 600 ° C. עם זאת, החומר בקלות מתנגד לפעולה הרסנית של מים כמעט לא ניתן לשינוי בקור. טונגסטן - מתכת, אשר אינה נטול תגובת חמצן מייצרת פירוק ב אלקליות. עם זאת, הוא מומס בקלות תערובת של HNO ₃ ו HF. רוב התרכובות הכימיות הגדולות של טונגסטן - הוא trioxide שלה WO _3, H ₂ WO ₄ - חומצת tungstic ונגזרותיו - מלחי טונגסטטים.

אפשר לשקול כמה מן התכונות הכימיות של טונגסטן מ משוואות תגובה. לדוגמה, הנוסחה WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. הוא התאושש תחמוצת טונגסטן מתכת מבטאת רכושה כדי אינטראקציה עם מימן. משוואה זו משקפת את תהליך קבלת אותו trioxide טונגסטן. בעקבות הנוסחה מציין מאפיין כגון insolubility טונגסטן מעשית בחומצות: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. אחד החומרים הכי מדהים המכיל קרבוניל טונגסטן נחשב. מהן ולקבל ציפוי Ultrathin צפופה של טונגסטן טהור.

היסטוריה של גילוי

טונגסטן - מתכת כי קיבל את שמו מהשפה הלטינית. תורגם זה אומר "של קצף זאב". שם יוצא דופן זה הופיע בשל ההתנהגות של המתכת. ליווי ממוקש עפרות בדיל, טונגסטן, בדיל הפריע בחירה. בגלל זה בתהליך של סיגים להתכה נוצר רק. מתכת זו הוא אמר כי הוא "אוכל פח כמו זאב אכילת הכבשים." רבים תוהים מי גילה את טונגסטן היסוד הכימי?

תגלית מדעית זו נעשתה בו זמנית בשני מקומות על ידי מדענים שונים, בנפרד זה מזה. בשנת 1781 הכימאי Scheele של שוודיה קיבלה "אבן כבדה" כביכול, אשר מבצעים ניסויים עם חומצה חנקתית ו scheelite. בשנת 1783, כימאי האחים מספרד, שם אלוארד גם דיווחו על הגילוי של אלמנט חדש. ליתר דיוק, הם כבר פתחו תחמוצת טונגסטן המומסים אמוניה.

סגסוגות עם מתכות אחרות

נכון לעכשיו להבחין חד פאזיים וסגסוגות טונגסטן רב-שלב. הם מכילים אלמנטים אחת או יותר זרים. רוב המתחם הידוע - הוא נתך של טונגסטן מוליבדן. הוספת טונגסטן מוליבדן מקנה כוח תחת מתח. כמו כן בקטגוריה של סגסוגות טונגסטן חד פאזיים שייכים תרכובות עם טיטניום, הפניום, זירקוניום. הפלסטיות הגדולה של טונגסטן רניום מצורף. עם זאת, בפועל להחיל סגסוגת - תהליך די זמן רב, כפי רניום הוא קשה מאוד להשיג.

מאז טונגסטן הוא אחד החומרים העקשנים ביותר, סגסוגות טונגסטן קבלה - לא משימה קלה. כאשר המתכת הזה רק מתחיל לרתוח, ואחרים כבר עוברים במצב נוזלי או גז. אבל מדענים מודרניים מסוגלים להשיג סגסוגות באמצעות אלקטרוליזה. סגסוגות המכילות טונגסטן, ניקל וקובלט, משמשים להחלת שכבת מגן על חומרים שבירים.

בענף המתכות המודרני גם הכין סגסוגות באמצעות אבקת טונגסטן. כדי ליצור את התנאים מיוחדים הדרושים, ובכלל זה יצירת סביבת ואקום. מכיוון שתכונות מסוימות של אינטראקציה טונגסטן עם יצרני הפלדה אלמנטים אחרים מעדיפים סגסוגות לא ליצור מאפיינים דו-פאזי, ושימוש 3, 4 או יותר רכיבים. סגסוגות אלו הן עמידות במיוחד, אך עם נוסחות עמידות ברורות. באותו אחוז הסטייה הקלה רכיבים סגסוגת יכול להפוך שבירות ו שמיש.

טונגסטן - אלמנט, אשר משמש באמנות

מ נורות רגילות נימה מתכת עשה זאת. כמו כן, מנגנון שפופרת רנטגן המרכיב את תנור הוואקום לשמש בטמפרטורות גבוהות במיוחד. פלדה, הכוללת טונגסטן יש רמה מאוד גבוהה של כוח. סגסוגות אלו משמשות לייצור כלים בתחומים שונים: עבור קידוח, רפואה, הנדסה.

היתרון העיקרי של התרכובות, ופלדת טונגסטן - ללבוש ניזק התנגדות סבירות. הבניין המפורסם ביותר מסגסוגת טונגסטן נקרא "לנצח." כמו כן אלמנט זה נעשה שימוש נרחב בתעשייה הכימית. עם פיגמנטים צבע שנוצרו בנוסף שלה. במיוחד בשימוש נרחב תחמוצת טונגסטן שהושג בתחום זה 6. הוא משמש לייצור קרבידים ו הלידים טונגסטן. שם נוסף עבור החומר הזה - trioxide טונגסטן. תחמוצת 6 טונגסטן משמש פיגמנט צהוב צבעים לקרמיקה ומוצרי זכוכית.

מה הן מתכות כבדות?

כל סגסוגות מבוססות טונגסטן אשר יש מדד צפיפות גבוה, שנקראו כבד. הם מיוצרים רק על ידי שיטות אבקת מתכות. טונגסטן הוא תמיד הבסיס סגסוגת כבד, שבה התוכן יכול להיות עד 98%. כמו כן מתכת זו מתווספת מתכות כבדות ניקל, נחושת וברזל. עם זאת, הם יכולים להיכנס כרום, כסף, קובלט, מוליבדן. הפופולריות הגדולה צבר סגסוגות מגורים זמניים (טונגסטן - ניקל - ברזל) ו XIP (טונגסטן - ניקל - נחושת). רמה גבוהה של צפיפות של סגסוגות אלה מאפשרת להם לספוג קרינת גמא מסוכנת. מבין גלגלי תנופה אלה עשויים גלגלים, מגעים חשמליים, הרוטורים גירוסקופ עבור.

טונגסטן קרביד

כמחצית טונגסטן משמש לייצור מתכות עמידות, טונגסטן קרביד במיוחד, בעלת טמפרטורת התכה של 2770 קרביד ג טונגסטן היא תרכובת כימית, אשר מכילה מספר שווה של אטומי פחמן טונגסטן. יש סגסוגת זו תכונות כימיות ספציפיות. טונגסטן נותן לו כוח כזה שהוא עולה הוכפלה פלדת אינדיקטור זה.

טונגסטן קרביד הוא בשימוש נרחב בתעשייה. כי זה מיוצר חפצי חיתוך להיות עמיד מאוד לטמפרטורות שחיקה גבוהות. כמו כן בגלל האלמנט הזה הוא עשה:

• חלקי מטוסים, מנועים של מכוניות.
• פרטים על חלליות.
• רפואי כירורגי, אשר משמשים בניתוחי בטן. כלים כאלה הם יקרים יותר מאשר פלדה רפואית קונבנציונלית, אבל הם יותר פרודוקטיביים.
• תכשיטים, במיוחד טבעות אירוסין. טונגסטן פופולריות כזה קשור לחוסן שלה, עבור הזוג הנשוי אשר מסמל יחסים חוזק, כמו גם מראה. תכונות מלוטשות טונגסטן בצורה כזו כי זה במשך זמן רב מאוד שמר במראה, מראה מבריק.
• כדורי יוקרה עטים כדוריים.

Win - סגסוגת טונגסטן

כ במחצית השנייה של 1920, מדינות רבות החלו סגסוגות מיוצרות עבור כלי חיתוך, אשר מוכן קרביד טונגסטן מתכת קובלט. בגרמניה, כגון נתך שנקרא Vidya, בארצות הברית - Karbolit. בברית המועצות, תערובת כזאת נקראת "לנצח." סגסוגות אלו היו מצוינים לטיפול מוצרי ברזל יצוק. Win היא סגסוגת קרמי מתכת עם רמה גבוהה ביותר של בטיחות. זה נעשה בצורה של לוחות של צורות וגדלים שונים.

תהליך ייצור Pobedita הוא כדלקמן: לקחת אבקת טונגסטן קרביד, אבקת קנס של ניקל או קובלט, והכל מעורבב ולחץ בתבניות מיוחדות. הצלחת לחוץ ובכך נתון טיפול בחום נוסף. זה נותן סגסוגת קשה מאוד. צלחות אלה אינם משמשים רק לחיתוך ברזל יצוק, אלא גם לייצור של כלי קידוח. צלחות של pobedita מולחמים על ציוד קידוח באמצעות נחושת.

השכיחות של טונגסטן בטבע

מתכת זו היא התפשטות מעט מאוד בסביבה. לאחר כל האלמנטים 57 זה מתרחש והיא נוכחת כמו טונגסטן קלארק. כמו כן, המתכת היא ומינרלים - scheelite ו wolframite. טונגסטן נודד לתוך תהום או כמו יון הבעלים או בצורה של תרכובות שונות. אבל הריכוז הגדול ביותר הוא זניח תהום. זה כמה מאית מ"ג / ליטר כמעט אינו משתנה תכונותיהם הכימיות. טונגסטן ניתן לשחרר גם לתוך גופי מים טבעיים מצמחים שפכים ובתי חרושת.

ההשפעה על הגוף האנושי

טונגסטן בקושי בא במגע עם מים או מזון. יתכנו סיכון של שאיפה של חלקיקי טונגסטן יחד עם האוויר במקום העבודה. עם זאת, למרות השייכים לקטגוריה של מתכות כבדות, טונגסטן הוא רעיל. הרעלת טונגסטן להתרחש רק מי שקשור לייצור טונגסטן. מידת השפעת מתכת על הגוף יכולה להיות שונה. לדוגמה, אבקת טונגסטן, טונגסטן קרביד, ואת חומר כגון חומצה tungstic גפרית אלמימית, יכול לגרום נזק ריאות. התסמינים העיקריים שלה - מבוכה, קדחת. עוד תסמינים חמורים מתעוררים כאשר מורעל סגסוגות טונגסטן. זו מתרחשת על ידי שאיפה של סגסוגות אבק מוביל ברונכיטיס, פיברוזיס ריאתי.

טונגסטן מתכת, נופל בתוך גוף האדם, הוא לא נספג במעי ומוצג באופן הדרגתי. עשוי לייצג תרכובות טונגסטן סכנה גדולה השייכת מסיסים. הם נפלטים אל הטחול, עצמות ועור. חשיפה ממושכת של תרכובות טונגסטן יכולה להתרחש תופעות כגון ציפורניים שבירות, קילוף עור, סוגים שונים של דרמטיטיס.

מניות של טונגסטן במדינות שונות

משאבי טונגסטן הגדולים נמצאים רוסיה, קנדה וסין. מדענים מעריכים כי בשטח המקומי ממוקם כ 943 אלף טון של מתכת זו. אם אנו מאמינים הערכות אלה, הרוב המכריע של עתודות ממוקם בדרום סיביר והמזרח הרחוק. מעט מאוד ידוע שבריר משאבים - זה רק על 7%.

עד מספר הפיקדונות המוכחים של טונגסטן רוסיה היא שנייה רק לסין. רובם ממוקמים באזורים של קברדינו-בלקריה בוריאטיה. אבל בתחומים האלה לא הפיק טונגסטן טהור עפרות שלה גם המכילה מוליבדן, זהב, ביסמוט, טלור, סקנדיום, וחומרים אחרים. שני שלישי המנפח של טונגסטן וכתוצאה בחנו מקורות עטופי עפרות עקשניות, שבו מינרלי volframosoderzhaschim העיקריים הם scheelite. חשבונות עפרות נתח legkoobogatimyh רק שליש הייצור. מאפייני טונגסטן מיוצר ברוסיה הוא נמוך יותר מאשר בחו"ל. עפרות המכילות אחוז גדול של trioxide טונגסטן. ברוסיה, מעט מאוד משקעי סחף מתכת. חולות טונגסטן הם גם באיכות ירודה עם הרבה תחמוצות.

טונגסטן במשק

ייצור טונגסטן העולמי החל לגדול מכ- 2009, כאשר התחלתי להתאושש תעשיית אסיה. המפיק הגדול ביותר של טונגסטן הוא סין. לדוגמה, בשנת 2013 חלקה של ייצור בארץ היוו 81% מכלל אספקת הנפט בעולם. אודות 12% מהביקוש טונגסטן הקשורים לייצור גופי תאורה. לדברי מומחים, שימוש טונגסטן בתחום זה יופחת במהלך טיפול עם מנורות LED ו פלורסנט בסביבה המקומית במקום העבודה.

הוא האמין כי יהיה ביקוש גובר טונגסטן בייצור של ציוד אלקטרוני. עמידות שחיקה גבוהה של טונגסטן ויכולתה לשמור החשמל לעשות זה המתכת המתאימה ביותר לייצור הרגולטורים מתח. עם זאת, מבחינת הדרישה היא עדיין די קטן, וההערכה היא כי עד 2018 היא צפויה לצמוח ב רק 2%. עם זאת, על פי מדענים צופים כי בעתיד הקרוב אמורים לקרות ביקוש מוגבר קרביד בצר. זאת בשל הצמיחה של ייצור הרכב בארה"ב, סין, אירופה, ועלייה בתעשיית הכרייה. הוא האמין כי על ידי 2018, הביקוש טונגסטן יגדל ב 3.6%.