Вобласць ужывання, формула і ўласцівасці вальфраму

Што ўяўляе сабой вальфрам? Асноўныя ўласцівасці дадзенага элемента грунтуюцца на асаблівасцях яго хімічнага будынка. Улічваючы запатрабаванасць вальфраму, неабходна дэталёва разабраць яго будова.

Становішча ў табліцы Мендзялеева

Разглядаючы асноўныя ўласцівасці вальфраму, пачнем з таго, што ён мае 74-й парадкавы нумар. Пры нармальных умовах ён сабой уяўляе пераходны метал, які мае шэра-серабрысты колер. Вальфрам цвёрды, валодае металічным бляскам. Гэта самы тугаплаўкі элемент, большай тэмпературай плаўлення валодае толькі вуглярод. ² 5p ⁶ 5d ⁴ 6s ² , E _ион (Ме => Ме ⁺ + e) = 7,98 э В. Электронная формула: KLMN5s ² 5p ⁶ 5d ⁴ 6s ^2, E _іён (Ме => Ме ⁺ + e) = 7,98 э В.

Гісторыя паходжання

Свайму незвычайнаму назве дадзены метал абавязаны мінералы вольфрамиту. «Волчья пена» вядомая з 16 стагоддзя. Такое незвычайнае найменне мінерала тлумачыцца наяўнасцю ў ім алавяных руд. Вальфрам перашкаджаў выплаўляць волава, перакладаў яго ў пену з дзындраў. Якія фізічныя ўласцівасці вальфраму сталі асновай яго шырокага прымянення ў прамысловасці? У ЗША дадзены метал называлі «цяжкім каменем».

У канцы 18 стагоддзя швед Шэель пры апрацоўцы мінерала азотнай кіслатой атрымаў Шэель, атрымаўшы триоксид вальфраму. Крыху пазней братам Элиар ўдалося атрымаць вокіс вальфраму з саксонскага вольфрамита. Менавіта гэтымі хімікамі былі выяўлены некаторыя хімічныя ўласцівасці вальфраму.

Знаходжанне ў прыродзе

Ці ёсць у прыродзе ў чыстым выглядзе вальфрам? Хімічныя ўласцівасці дадзенага металу мяркуюць яго прысутнасць у зямной кары па большай частцы ў выглядзе злучэнняў. Напрыклад, ёсць сумесь аксідаў марганца, жалеза, вальфраму. Для прамысловага прымянення выбіраюць злучэння Фербер і гюбнерит. У іх акрамя вальфраму прысутнічаюць жалеза і марганец. Фізічныя ўласцівасці вальфраму дазваляюць выдзяляць метал і з вальфрамавай мінералаў. У іх яго канцэнтрацыя не перавышае двух адсоткаў. Сярод найбуйнейшых радовішчаў вальфраму адзначым Кітай, ЗША, Казахстан. Акрамя таго, выяўленыя і істотныя запасы руд дадзенага металу ў Паўднёвай Карэі, Балівіі, Расіі, Партугаліі. Выдатныя фізічныя ўласцівасці вальфраму мяркуюць яго істотнае прамысловая вытворчасць. У свеце штогод вырабляюць каля 50 тысяч тон гэтага тугаплаўкага элемента. Галоўнымі экспарцёрамі вальфраму лічаць Паўднёвую Карэю, Кітай, Аўстрыю. Сярод імпарцёраў тугаплаўкага металу пальма лідэрства належыць Вялікабрытаніі, Японіі, ЗША, Германіі.

асаблівасці вытворчасці

Атрыманне вальфраму ажыццяўляецца праз прамежкавую стадыю, разумелую вылучэнне з руднага канцэнтрату триоксида вальфраму. Далей ажыццяўляецца аднаўленне яго да парашкападобнага металу. Падобны этап адбываецца пры тэмпературы каля 700 градусаў Цэльсія. Якія фізічныя ўласцівасці вальфраму ляжаць у аснове дадзенай тэхналогіі? Высокая тэмпература яго плаўлення дазваляе з дапамогай парашкападобныя металургіі падвяргаць парашок прасаванню, спяканню ў атмасферы вадароду пры тэмпературы каля 1300 градусаў Цэльсія. Далей праз атрыманы вальфрам прапускаюць электрычны ток. Пры награванні металу да тэмпературы ў 3000 градусаў назіраецца маналітны матэрыял. Шляхам зоннай плаўкі ажыццяўляецца наступная ачыстка і атрыманне монакрышталічнага металу.

ўласцівасці

Якія характарыстыкі мае вальфрам? Хімічныя ўласцівасці яго грунтуюцца на высокай тэмпературы плаўлення. Элемент праяўляе валентнасці ад 2 да 6. Самым ўстойлівым з'яўляецца вальфрам з валентнасці шэсць. Метал характарызуецца падвышанай каразійнай устойлівасцю. Ён не акісляецца на паветры пры пакаёвай тэмпературы. У аксід вальфраму ён ператвараецца толькі пры дасягненні тэмпературы белага калені. У электрахімічных шэрагу высілкаў металаў дадзены элемент размяшчаецца пасля вадароду, таму ён не раствараецца ў разведзенай плавікавай і сернай кіслотах. Вальфрам здольны растварацца ў пераксіду вадароду, а таксама ў сумесі плавікавай і азотнай кіслот.

Пры наяўнасці акісляльнікаў дадзены метал здольны рэагаваць з расплаўленым шчолачамі. Спачатку ўзаемадзеянне працякае дастаткова павольна, але пасля дасягнення тэмпературы 400 градусаў назіраецца самаадвольнае разаграванне металу, якое паскарае рэакцыю. Вальфрам ў сумесі плавікавай і азотнай кіслот ўтварае гексафторвольфрамовую кіслату. У максімальным колькасці ў прамысловасці ўжываюць вальфрамавы ангідрыд. У вольфроматов ёсць здольнасць да стварэння палімерных аніёнаў. Гэты метал з'яўляецца асновай тугаплаўкіх матэрыялаў у сучаснай металургіі.

сферы ўжывання

Як можна выкарыстоўваць карбід вальфраму? Ўласцівасці дадзенага злучэння дазваляюць вылучаць з яго чысты вальфрам. Пластычнасць і тугаплаўкія металу зрабілі яго асновай пры стварэнні нітак напальвання ў шматлікіх асвятляльных прыборах. Акрамя таго, вальфрам выкарыстоўваюць у вакуумных трубках і кінескопах. Так як у гэтага элемента высокая шчыльнасць, ён стаў базай для вытворчасці цяжкіх сплаваў. Яны незаменныя пры стварэнні проціваг, подкалиберных і бранябойных сардэчнікаў, звышхуткасных ротараў гіраскопаў для стварэння балістычных ракет. У вялікіх аб'ёмах вальфрам ўжываюць пры аргонового-дуговой зварцы як электрод. Сплавы, якія ў сваім складзе ўтрымліваюць вальфрам, маюць высокую гарачатрывалага, кісластойкай, яны ўстойлівыя да механічных дэфармацыях. Падобныя характарыстыкі дазваляюць ужываць іх для вытворчасці хірургічных інструментаў, броні танкаў, рухавікоў самалётаў, кантэйнераў для размяшчэння радыеактыўных рэчываў. Менавіта вальфрам з'яўляецца важным кампанентам для вырабу высакаякасных марак сталей.

Ўжываюць яго і ў высокатэмпературных вакуумных печах ў выглядзе награвальнага элемента. У сплаве з караўся з яго ствараюць тэрмапары для падобных печаў.

заключэнне

Менавіта дзякуючы высокай шчыльнасці вальфраму метал зручны для абароны паверхні ад іанізуючага выпраменьвання. Падвышаная цвёрдасць і тугаплаўкія металу ствараюць істотныя складанасці з яго апрацоўкай. Для вырашэння праблемы ўводзяць у склад нікель, медзь, жалеза. Стойкасць вальфраму зрабіла яго запатрабаваным пры вырабе канструкцыйных матэрыялаў у сучасным машынабудаванні.

Ён неабходны пры фрэзераванні, дзяўбленні, тачэнні, свідраванні свідравін. Напрыклад, пераможа складаецца з карбіду вальфраму. Гэтая сумесь наносіцца на свердзела, якія прымяняюцца пры стварэнні адтулін у бетоне. Сульфід вальфраму выступае ў якасці высокатэмпературнай змазкі. Ён запатрабаваны ў вытворчасці. Частка злучэнняў вальфраму выкарыстоўваецца ў выглядзе пігментаў і каталізатараў. Ўжываюць злучэння дадзенага металу і як легіруючых элементаў у сплавах і сталі на базе жалеза. Біялагічнай каштоўнасці металічны вальфрам не мае.