Falens twngsten. Priodweddau a chymhwyso twngsten

Bydd mwy o erthyglau yn caniatáu i gael gyfarwydd â'r ffisegol a chemegol phriodweddau twngsten, gweler y manylion ei arhosiad yn y natur, y man cynhyrchu, agoriad y stori, a mwy.

Twngsten (W)

Twngsten - yn elfen o'r Tabl Cyfnodol Mendeleev Mae 74eg rhif atomig yn cyfateb i'r W. gymeriad Lladin Yn yr amodau arferol mae ganddo liw llwyd-arian, sgleiniog, caled. O'r holl twngsten fetel yw'r mwyaf anhydrin. Yn uwch nag un W, y pwynt toddi yn unig anfetel - carbon. Mae ganddo gwrthiant cemegol uchel. Valence o twngsten - amrywiol.

Hanes o ddarganfod

Gallai fferyllydd Swedish Carl Wilhelm Scheele ym 1781, sy'n ymwneud â phrosesu o asid nitrig scheelite, cynhyrchu trioxide twngsten - "carreg trwm" melyn. Dwy flynedd yn ddiweddarach, sydd eisoes yn 1783-m, dau frawd Eluard, fferyllwyr wreiddiol o Sbaen, hysbyswyd y cyhoedd y gallent ei gael gan fetel newydd wolframite ac ocsid - twngsten.

Modern Unol Daleithiau, Ffrainc a Phrydain defnyddio enw twngsten am twngsten, sy'n cyfieithu o Sweden fel "carreg trwm". Yn wreiddiol, y gair yn golygu wolframite mwynau wolframium. Yn ddiweddarach fe'i trosglwyddwyd i'r metel ei hun.

Twngsten o ran eu natur

Yn ôl cyfrifiadau Vinogradova, crwst rhif Clarke twngsten ddaear yw tua 1.3 g / t. Mae'r cynnwys ar gyfartaledd o'r ystodau creigiau mynydd, r / t: creigiau asidig - 1.9, ar gyfartaledd - 1.2, mae'r sylfaenol - 0.7 ultrabasic - 0.1.

Mae cronfeydd wrth gefn mwyaf o fetel hwn ei grynhoi yn Tsieina, yr Unol Daleithiau, Canada a Kazakhstan, gwledydd fel Bolifia, Portiwgal, Uzbekistan, Rwsia a De Corea yn cael bach o gymharu â'r stociau Unol uchod. Yn y flwyddyn yn cynhyrchu tua 49-50,000,000 tunnell, y mae 41 gynhyrchwyd gan Tsieina, Rwsia gyfran yn cyfateb i 3.5 tunnell, Kazakhstan - 0.7, ac Awstralia - 0.5 tunnell.

Mewn diwydiant, mae'r prif rôl yn cael ei roi i wolframite a scheelite. Mwynau wolframite canolbwyntio yn aml mewn creigiau granitic a'u crynodiad cyfartalog yn cyfateb i un neu ddau y cant. Mae'r rhan fwyaf o wledydd sy'n cynhyrchu allforio twngsten. . Mae pris y metel hwn yn braidd yn uchel a gall amrywio yn dibynnu ar y brand a'r math y mae'n ei werthu (2,172-6,250,560 rhwbio.). Y prif allforwyr o twngsten ei ystyried yn y DU, Tsieina ac Awstralia. Fewnforir mewn symiau mawr yr Unol Daleithiau, yr Almaen, Lloegr a Japan.

Dulliau ar gyfer paratoi

Paratoi twngsten - proses sy'n cynnwys nifer o gamau cynyddol. trioxide ynysig Cyntaf WO ₃ o fwyn yn canolbwyntio ar y broses adfer ar ôl mynd i'r powdwr metel gyda hydrogen dan amodau o tua 700 ° C. Oherwydd y ffordd orau ymdoddbwynt uchel iawn er mwyn cael metel hwn yn fodd meteleg powdwr. Yn y cam cyntaf y powdwr twngsten cael ei bwyso, yna ei roi mewn awyrgylch hydrogen a sintered dan amodau tua 1200-1300 ° C. destun pellach i cerrynt trydanol ac mae'r tymheredd gwresogi yn cael ei ddistyllu i dair mil o raddau, mae'r broses hon yn cyd-fynd sintro, ac y metel troi i mewn i monolith. paratoi dilynol twngsten a'i puro o'r deunyddiau monolithig arwain digwydd mewn amodau toddi parth. Fodd bynnag, powdwr twngsten - nid yw hyn yn unig fath o baratoi y metel. Wrth baratoi'r W o pyrolysis o gloridau ellir ei gael eisoes ar ffurf metelaidd, ond nid mewn compact a phowdr.

Nodweddion ansawdd cemegol

Twngsten yw falens cymeriad amrywiol, o ddau i chwech. Y ffurf fwyaf sefydlog yn cymryd o falens dosbarth. ffurfiau di- a trivalent o'r cyfansoddion yn ansefydlog ac nid oes ganddynt arwyddocâd arbennig, yn ymarferol na chaiff ei ddefnyddio. Twngsten yn hynod gwrthsefyll cyrydu o fetelau. dymheredd ystafell yn caniatáu iddo gynnal sefyllfa gyson heb fod yn ddarostyngedig i cyrydiad; yn cyrraedd tymheredd incandescence dechrau oxidize, gan ffurfio ocsid twngsten (VI). Yw'r ail mewn cyfres o straen a chost y tu ôl i hydrogen. Yn ymarferol anhydawdd mewn hydrofflworig a gwanedig asid sylffwrig. asid nitrig a dŵr achosi regia broses ocsideiddio wyneb. Diddymu bosibl hydrogen perocsid.

Mae cymysgedd o asid hydrofflẅorig a nitrig hydoddi twngsten yn dda:

2W + 4HNO ₃ + 10HF à WF ₆ + WOF ₄ + 4 safle (esblygiad nwy) + 7H ₂ O.

Ym mhresenoldeb ocsidyddion y gellir ymateb gyda alcali tawdd:

2W + 4NaOH ₃ + 3o ₂ à 2Na ₂ WO ₄ + 2H ₂ O.

Mae'r enghreifftiau uchod adweithiau symud ymlaen yn araf iawn, ond ar ôl cyrraedd y lefel o 400 ° C a twngsten hunan-gwresogi o'r broses adwaith yn cyflymu, ar yr un pryd yn ffurfio llawer iawn o wres. Adweithiau sy'n cynnwys galw am ocsigen yn cyrraedd y marc 500 ° C, i fetel ei ben ei hun dechreuodd i gynhesu i fyny.

Toddi mewn cymysgedd o asidau hydrofflẅorig a nitrig yn arwain at yr asid geksaftorvolframovoy ffurfio - H ₂ [WF _6]. O'r holl cyfansoddion twngsten hysbys yn cael eu hystyried trioxide pwysicaf twngsten anhydrid neu twngsten, Tungstate, cyfansoddyn peroxy gyda Me ₂ WO _X, sylwedd sy'n deillio o S, C, a grŵp halogen elfennau.

Mae'r eiddo o natur gorfforol

Twngsten yn metel gloyw llwyd golau. tymheredd twngsten yn ystod ymdoddi a berwi yn cyrraedd y drychiadau uchaf Celsius o gymharu â metelau eraill. Mae dyfalu bod Seaborgiwm Mae hyd yn oed fwy ymdoddbwyntiau perfformiad a berwi, ond oherwydd y ffaith ei fod "bywyd" yn fach iawn, nid oes modd dweud gyda sicrwydd, gan nad yw'n cael ei brofi gan arbrofi. Twngsten yn dechrau i doddi ar 3695 K, tra berwi, gan gyrraedd 5828 dwysedd K. W Net yn agos at aur - 19.25 gram y centimetr ciwbig. Mae'n cael ei nodweddu gan nodweddion paramagnetic. Yn unol â'r paramedrau mesur Brinell caledwch yw 488 kg / mm ^2. Ar ugain gradd Celsius mae gwrthedd o 55 × 10 ^-9 Ohm * m, ond yn yr amodau tymheredd o 2700 ° C mynegai gwrthedd yn cynyddu hyd at 904 x 10 ^-9 Ohm * m. Mae'r sain yn adlewyrchu o symud twngsten ar gyflymder o 4290 m / c.

Un o'r metelau trwm gyda caledwch uchel a ymdoddbwynt o twngsten ystyriol enfawr. Mae'r eiddo sy'n gynhenid ynddo, penderfynu ar ei werth ar y farchnad fyd-eang ac yn galluogi defnydd eang. Mae'r gallu i wrthsefyll tymheredd uwch yn caniatáu twngsten defnyddio ar raddfa fawr. Wire, taflenni a llawer mwy yn eich galluogi i greu mecanweithiau sy'n gwasanaethu llawer, lawer o flynyddoedd. Yn allanol yn debyg i blatinwm. Yn y cyflwr pur pan fydd gynhesu i 1600 ° C yn dda yn cael ei feithrin.

Mae'r defnydd o fetel pur

Y dull sylfaenol o ddefnyddio twngsten - y sylfaen fel deunydd gwresrwystrol yn y diwydiant metelegol.

eiddo plastig a anhydrin - mae hyn yn beth yn adnabyddus am twngsten. Wire metel hwn yn anhepgor mewn dyfeisiau a fwriedir ar gyfer goleuo. tiwbiau llun a thiwbiau eraill sydd â gwactod hefyd yn cael ei defnyddio yn eang W.

Ni all weldio arc Argon wneud heb yr electrodau a wnaed gyda twngsten. ffwrnais gwrthiant gwactod hefyd yn ei defnyddio fel elfen gwresogi, ac mae hyn aloi metel yn cael ei ddefnyddio fel y thermocouple rheniwm.

Mae'r dwysedd uchel yn caniatáu ei ddefnyddio fel sail ar gyfer aloi math trwm ddefnyddio fel gwrthbwysau ar gyfer yr sabot craidd arfwisg-tyllu a projectile cregyn magnelau sagittal, craidd ar gyfer ffrwydron arfwisg-tyllu a hyd yn oed Gyro sefydlogi hedfan taflegryn ballistic.

Gall Twngsten wasanaethu fel dull ardderchog o fath ïoneiddio o ymbelydredd. Er ei fod ganddo ddwysedd uwch ac, yn enwedig o'i gymharu â'r awenau confensiynol, yn ôl pwysau o lefel gyfartal darparu dillad gwarchod neu gyfarpar a leolir gyda'i ddefnydd yn haws. priodweddau Infusibility a caledwch cymhlethu'r prosesu, ac felly mewn achosion o'r fath yn aml yn cael eu aloion o twngsten a nicel, yn ogystal â haearn, copr a metelau eraill.

Yn y diwydiant er mwyn creu amrywiaeth o gynnyrch solet gan ddefnyddio twngsten. Dalen, powdr twngsten, a gwialen-electrodau - un o'r mathau mwyaf cyffredin o allbwn W.

Defnydd o'r cyfansoddion

Peiriannu o wahanol fetelau, yn ogystal â deunyddiau sy'n rhan o'r natur anfetelig o gystrawennau peirianneg, drilio a phroses mwyngloddio gan ddefnyddio aloion cryf a deunyddiau math cyfansawdd yn seiliedig ar twngsten, cymysgedd o carbide titaniwm, carbid tantalum a carbide twngsten. Stampiau twngsten gwneud o ddeunyddiau hyn yn cael eu rhannu yn T30K4, T5K10, VK25, VK8, VC 15 T15K4, BK2, a VK6 VK4. Stampiau grŵp TT ei ddefnyddio dim ond ar gyfer cyflyrau peiriannu anodd iawn yn cynyddu cymhlethdod. Gall enghraifft dda wasanaethu fel sioc-proses perforator drilio cylchdro neu ddeunydd gwydn gweithgynhyrchu greu dur gyda gwrthiant gwres uchel. W yn cael ei ddefnyddio fel elfen alloying gyfer dur ac aloion seiliedig ar haearn. "Cyflymder uchel" dur llythrennau label gan ddechrau gyda P, yn fwy na 90% o'r gyfran cynnwys twngsten.

Weithiau cyfansoddion twngsten gwahanol yn cael eu defnyddio fel catalyddion neu pigments, iraid tymheredd uchel ar gyfer trosglwyddo ynni gwres i mewn i ffurf trydanol.

Twngsten a bioleg

Ni ystyrir metel Twngsten yn sylweddol mewn bioleg, ond mae rhai bacteria ac archaea fel rhan o'u ensymau yn cael y gydran hon, sydd yn y safle actif. Ffynonellau Tua dwfn fath hydrothermol archaebacteria byw-hyperthermophiles, yn cael eu hystyried yn dibynnu ar twngsten obligately. Mae presenoldeb y metel hwn yn y cyfansoddiad ensym yn cael ei ystyried fel crair o'r cyfnod Archean cynnar, mewn geiriau eraill, gall fforddio i gymryd yn ganiataol bod ymddangosiad cynnar o fywyd ar y ddaear ddigwyddodd gyda chyfranogiad W.

Fel prif ran metelau eraill, llwch twngsten yn achosi llid y organau anadlol.

ffurflenni isotopau

¹⁸² W (26,41 %), ¹⁸³ W (14,4 %), ¹⁸⁴ W (30,64 %) и ¹⁸⁶ W (28,41 %) . Twngsten darddiad naturiol yn cynnwys cymysgedd o bum gwahanol fathau o isotopau, sef: ¹⁸⁰ W (0135 wt%.), ¹⁸² W (26,41%), ¹⁸³ W (14,4%), ¹⁸⁴ W (30,64%) a ¹⁸⁶ W (28,41%). Falens newidyn twngsten, a bob amser yn cyfateb i nifer y 2 i 6, ar unrhyw ffurf y isotop.

Erbyn 2016 mae eisoes yn hysbys tri deg chwech ffurfiau artiffisial a wnaed gan ddyn o radioniwclidau twngsten a nodwyd gyda rhifau màs 157 ... 179, 181, 185, 187 ... 197. twngsten Agored digwydd yn naturiol ymbelydredd oedd yn 2003, ond mae ei gyfradd yn isel iawn, sy'n cyfateb i tua dau disintegrations fesul gram y flwyddyn, ac mae cyflwr pydredd hwn yw metel α-weithgaredd.

I gloi

Mae'r rhan fwyaf o'r metel anhydrin presennol yn cael ei twngsten. Eiddo cynhenid, yn ein galluogi i ddod o hyd i le mewn ystod eang o weithgareddau dynol diwydiannol, o beirianneg ac yn gorffen gyda amddiffyn rhag ymbelydredd. Metel Agorwyd tua dwywaith, dwy flynedd ar wahân, ond nid Scheele na'r brodyr Eluard ddim wir honni teilyngdod er anrhydedd i'w darganfod. Mae falens twngsten yn amrywiol ac yn cymryd gwerth o ddau i chwech, ond, fel y trafodwyd yn gynharach, mae gan y ffurf fwyaf sefydlog chwe falens. Mae'n hynod gwrthsefyll cyrydu, yn gallu adweithio gyda alcali a'i ddiddymu mewn cymysgedd o asidau hydrofflworig a nitrig.

Stampiau twngsten rhannu'n nifer enfawr o rywogaethau yn ôl y dull cyflawni, y ffurf y mae'r metel, ac mae ei maes gais. Mae llawer o fathau o'i isotop, a'r elfen o ran eu natur yn cael ei farcio eiddo ymbelydrol wael ac yn araf iawn yn ymddatod. Y sail ar gyfer lluosogrwydd o rannau a rhannau sbâr, ystod eang o ddyfeisiau a chyfarpar a ddefnyddir gan ddyn, mae'n twngsten. Hyd yn oed pris fesul cilogram metel yn eithaf uchel, ond serch hynny, nid yw'n lleihau'r galw am hynny, oherwydd ei ansawdd yn cyfateb i'r gwerth fod gofyn amdano.