Las propiedades químicas de tungsteno. Características y aplicaciones de tungsteno

Tungsteno – es un elemento químico en la tabla periódica, que pertenece al Grupo VI. En la naturaleza de tungsteno se produce como una mezcla de cinco isótopos. De una manera convencional y en condiciones convencionales, que es un color gris plateado de metal sólido. También es el más refractario de todos los metales.

Propiedades básicas de tungsteno

Tungsteno – un metal que tiene notables propiedades físicas y químicas. En casi todas las ramas de la producción moderna se utiliza tungsteno. La fórmula general se expresa como designaciones de óxido de metal – WO _3. El tungsteno es el metal más refractario. Se supone que sólo seaborgio puede ser aún más tugoplavok. Pero con tal de que no se puede afirmar, como seaborgio tiene una vida muy corta.

Este metal tiene propiedades físicas y químicas específicas. El tungsteno tiene una densidad de 19300 kg / m ^3, su temperatura de fusión es 3410 ° C. Por este parámetro es segunda sólo al carbono – grafito o diamante. En la naturaleza de tungsteno se produce como cinco isótopos estables. Sus números de masa en el intervalo de 180 a 186. El tungsteno tiene una valencia de 6 minutos, y los compuestos que pueden ser 0, 2, 3, 4 y 5. El metal también tiene un nivel suficientemente alto de conductividad térmica. Para tungsteno, la cifra es de 163 W / (m * deg). De acuerdo a esta propiedad, incluso excede de compuestos tales como aleaciones de aluminio. tungsteno masa debido a su densidad que es igual a 19 kg / m ^3. El grado de oxidación del tungsteno oscila 2-6. metal tiene propiedades ácidas, y más baja en el grado más alto de su oxidación – básico.

Así aleaciones de compuestos de tungsteno más bajos se consideran inestables. El más resistentes son compuestos que tienen un grado de seis. Ellos exhiben las propiedades más características y químicas del metal. Tungsteno tiende a formar fácilmente complejos. Sin embargo, el metal de tungsteno es generalmente muy resistente. Se comienza a interactuar con el oxígeno solamente a una temperatura de 400 ° C. La red cristalina de tungsteno se refiere a tipo cúbica centrada en el cuerpo.

Interacción con otros productos químicos

Si tungsteno se mezcla con un átomo de flúor seco, el compuesto se puede obtener bajo el nombre de "hexafluoruro", que se funde a una temperatura de 2,5 ° C y hierve a 19,5 ° C. Se obtiene un material similar cuando el compuesto de tungsteno con cloro. Pero para esta reacción requiere bastante alta temperatura – aproximadamente 600 ° C. Sin embargo, la sustancia fácilmente resiste la acción destructiva del agua y prácticamente no sujeto a cambios en el frío. Tungsteno – metal, que no es sin reacción oxígeno produce la disolución en álcalis. Sin embargo, se disuelve fácilmente en una mezcla de HNO ₃ y HF. La mayoría de los principales compuestos químicos de tungsteno – es su trióxido de WO _3, H ₂ WO ₄ – ácido túngstico y sus derivados – sales tungstatos.

Uno puede considerar algunas de las propiedades químicas de tungsteno a partir de ecuaciones de reacción. Por ejemplo, la fórmula WO ₃ + 3H ₂ = W + 3H ₂ O. Se recuperó de óxido de metal de tungsteno manifiesta su propiedad de interactuar con hidrógeno. Esta ecuación refleja el proceso de su obtención a partir de trióxido de tungsteno. Siguiente fórmula denota una propiedad tal como tungsteno insolubilidad práctica en ácidos: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Una de las sustancias más notables que contiene carbonilo de tungsteno considerado. Del mismo y recibir recubrimiento ultrafino densa de tungsteno puro.

Historia del descubrimiento

Tungsteno – un metal que recibe su nombre de la lengua latina. Traducido significa "espuma de lobo". Este nombre inusual apareció debido al comportamiento del metal. Acompañando estaño mineral extraído, tungsteno, estaño interfirió selección. Debido a que en el proceso de la escoria de fundición formado solamente. Este metal se dice que "se come el estaño como un lobo de comer a las ovejas." Muchos se preguntan que descubrió el elemento químico de tungsteno?

Este descubrimiento científico se hizo simultáneamente en dos lugares por diferentes científicos, independientemente el uno del otro. En 1781 el químico Scheele de Suecia recibió una llamada "piedra pesada", la realización de experimentos con ácido nítrico y scheelita. En 1783, los hermanos químicos de nombre de España, Eluard también reportaron el descubrimiento de un nuevo elemento. Más precisamente, se han abierto óxido de tungsteno disuelto en amoníaco.

Las aleaciones con otros metales

Actualmente distinguir de una sola fase y aleaciones de tungsteno de fases múltiples. Contienen uno o más elementos extraños. compuesto más conocido – es una aleación de tungsteno y molibdeno. Adición de tungsteno molibdeno imparte fuerza bajo tensión. También en la categoría de las aleaciones de tungsteno monofásicos pertenecer compuestos con titanio, hafnio, circonio. El mayor plasticidad de tungsteno unido renio. Sin embargo, en la práctica aplicar una aleación – un proceso bastante lento, como renio es muy difícil de obtener.

Desde tungsteno es uno de los materiales más refractarios, las aleaciones de tungsteno que reciben – no es una tarea fácil. Cuando este metal está empezando a hervir, otros ya se están moviendo en un estado líquido o gas. Pero los científicos modernos son capaces de obtener aleaciones por medio de la electrólisis. Las aleaciones que contienen tungsteno, níquel y cobalto, se utilizan para aplicar la capa protectora en los materiales frágiles.

En la industria de la metalurgia moderna también preparado aleaciones utilizando polvo de tungsteno. Para crear las condiciones especiales necesarias, incluyendo la creación de un ambiente de vacío. Debido a que algunas de las características de interacción de tungsteno con otros elementos productores de acero prefieren aleaciones no crean una características de dos fases, y el uso de 3, 4 o más componentes. Estas aleaciones son especialmente duraderos, pero con fórmulas de cumplimiento claros. En el porcentaje de desviación mínima componentes de aleación pueden convertir frágil y inutilizable.

Tungsteno – elemento, que se utiliza en la técnica

De este metal hecha de filamentos de las bombillas normales. Además, aparato de tubo de rayos X que comprende el horno de vacío para ser utilizado a temperaturas extremadamente altas. Acero, que incluye tungsteno tiene un nivel muy alto de fuerza. Tales aleaciones se utilizan para la fabricación de herramientas en diversas áreas: para la perforación, la medicina, la ingeniería.

La principal ventaja de los compuestos, y de acero de tungsteno – desgaste daño improbabilidad resistencia. El edificio más famoso de la aleación de tungsteno se llama "ganar". También este elemento se utiliza ampliamente en la industria química. Con su adición creada pigmentos de la pintura. Especialmente ampliamente utilizados en este campo obtenido de óxido de tungsteno 6. Se utiliza para la producción de carburos de tungsteno y haluros. Otro nombre para este material – trióxido de tungsteno. 6 óxido de tungsteno se utiliza como un pigmento amarillo en pinturas para cerámica y productos de vidrio.

¿Cuáles son los metales pesados?

Todas las aleaciones con base de tungsteno que tienen un índice de alta densidad, llamado pesado. Se producen sólo por los métodos de la metalurgia del polvo. El tungsteno es siempre la base para la aleación pesada, en el que el contenido puede ser de hasta 98%. También se añade este metal a los metales pesados níquel, cobre y hierro. Sin embargo, pueden entrar y cromo, plata, cobalto, molibdeno. El mayor popularidad adquirida aleaciones temporales de residencia (tungsteno – níquel – hierro) y XIP (tungsteno – níquel – cobre). Un alto nivel de densidad de estas aleaciones les permite absorber la radiación gamma peligroso. De estos volantes están hechos de ruedas, contactos eléctricos, rotores para giroscopio.

carburo de tungsteno

Aproximadamente la mitad de la de tungsteno utilizado para la producción de metales duraderos, carburo de tungsteno en particular, que tiene una temperatura de fusión de 2.770 C. carburo de tungsteno es un compuesto químico, que contiene un número igual de átomos de carbono y tungsteno. Esta aleación tiene propiedades químicas específicas. Tungsteno le da una resistencia tal que exceda este acero indicador se duplicó.

El carburo de tungsteno se utiliza ampliamente en la industria. Debido a que se fabrica objetos de corte a ser muy resistente a las altas temperaturas y a la abrasión. También debido a este elemento está hecho:

• piezas de aviones, motores de automóviles.
• Los detalles de las naves espaciales.
• Los instrumentos médicos y quirúrgicos, que se utilizan en la cirugía abdominal. Estas herramientas son más caros que el acero médico convencional, pero son más productivos.
• Joyería, especialmente los anillos de compromiso. Tal tungsteno popularidad ligada a su fuerza, para la pareja casada que simboliza las relaciones de fuerza, así como la apariencia. Características pulido de tungsteno en forma tal que durante mucho tiempo preserva espejo, aspecto brillante.
• Bolas para el lujo de bolígrafos.

Win – aleación de tungsteno

Aproximadamente en la segunda mitad de la década de 1920, muchos países han comenzado aleaciones producidos para herramientas, que se preparan a partir de carburo de tungsteno y cobalto metálico de corte. En Alemania, una aleación tal llamado Vidya, en los Estados Unidos – Karbolit. En la Unión Soviética, una aleación tal se llama "ganar". Estas aleaciones fueron excelentes para el tratamiento de productos de hierro fundido. Win es una aleación cerámica-metal con un nivel extremadamente alto de seguridad. Se hace en forma de placas de diferentes formas y tamaños.

proceso de fabricación Pobedita es el siguiente: tomar un polvo de carburo de tungsteno, polvo fino de níquel o cobalto, y todo se mezcla y prensado en moldes especiales. La placa de prensado de este modo se somete a tratamiento térmico adicional. Esto da una aleación muy dura. Estas placas no sólo se utilizan para el corte de hierro fundido, pero también para la fabricación de herramientas de perforación. Placas de pobedita sueldan en equipos de perforación utilizando cobre.

Prevalencia de tungsteno en la naturaleza

Este metal es muy poco difundida en el medio ambiente. Después de que todos los elementos 57 se lleva a cabo y está presente como clark tungsteno. Además, el metal es minerales – scheelita y wolframita. Tungsteno migra en las aguas subterráneas o como ion solo o en forma de diversos compuestos. Pero la concentración más grande es insignificante en las aguas subterráneas. Es unas pocas centésimas de mg / l y prácticamente no cambia sus propiedades químicas. Tungsteno también puede ser liberado en cuerpos de agua naturales de plantas de aguas residuales y fábricas.

El efecto sobre el cuerpo humano

Tungsteno casi no entra en contacto con el agua o los alimentos. Puede haber un riesgo de inhalación de partículas de tungsteno junto con el aire en el lugar de trabajo. Sin embargo, a pesar de pertenecer a la categoría de los metales pesados, el tungsteno no es tóxico. envenenamiento de tungsteno se producen sólo en aquellos que están relacionados con la producción de tungsteno. El grado de efecto del metal en el cuerpo puede ser diferente. Por ejemplo, polvo de tungsteno, carburo de tungsteno, y una sustancia, tal como ácido túngstico anhidrita, puede causar daño pulmonar. Sus principales síntomas – malestar general, fiebre. surgen síntomas más graves cuando envenenado aleaciones de tungsteno. Esto se produce por la inhalación de aleaciones de polvo y conduce a la bronquitis, fibrosis pulmonar.

metálicas de tungsteno, cayendo dentro del cuerpo humano, no se absorbe en el intestino y se visualiza gradualmente. Puede representar un gran peligro compuestos de tungsteno pertenecientes a soluble. Se depositan en el bazo, huesos y piel. La exposición prolongada de los compuestos de tungsteno se puede producir síntomas tales como uñas quebradizas, descamación de la piel, diversos tipos de dermatitis.

Las existencias de tungsteno en varios países

Los recursos de tungsteno son más grandes en Rusia, Canadá y China. Los científicos predicen que en el territorio nacional situado a unos mil 943 toneladas de este metal. Si creemos que estas estimaciones, la gran mayoría de las reservas ubicadas en el sur de Siberia y el Lejano Oriente. Se sabe muy poco fracción recursos – es sólo el 7%.

Por el número de depósitos probados de tungsteno Rusia es el segundo después de China. La mayoría de ellos están ubicados en áreas de Kabardino-Balkaria y Buriatia. Pero en estos campos no producido tungsteno puro y su mineral también contiene molibdeno, oro, bismuto, telurio, escandio, y otras sustancias. Dos tercios del volumen del tungsteno resultante exploraron fuentes encajonadas en minerales refractarios, donde el principal mineral volframosoderzhaschim es scheelita. Las cuentas de mineral de cuota de legkoobogatimyh para sólo un tercio de la producción. Características de tungsteno producido en Rusia es más bajo que en el extranjero. Minerales contienen un gran porcentaje de la trióxido de tungsteno. En Rusia, muy pocos depósitos aluviales de metal. arenas de tungsteno también son de mala calidad con una gran cantidad de óxidos.

El tungsteno en la economía

La producción mundial de tungsteno comenzó a crecer desde alrededor de 2009, cuando empecé a recuperar la industria asiática. El mayor productor de tungsteno es China. Por ejemplo, en 2013 la proporción de fabricación en este país representaron el 81% de la oferta mundial. Alrededor del 12% de la demanda de tungsteno asociado con la producción de accesorios de iluminación. Según los expertos, el uso de tungsteno en esta área se reducirá durante el tratamiento con lámparas LED y fluorescentes en el entorno doméstico y el lugar de trabajo.

Se cree que habrá creciente demanda de tungsteno en la producción de equipos electrónicos. Alta resistencia al desgaste de tungsteno y su capacidad para mantener la electricidad hacen de este el metal más adecuado para la producción de reguladores de tensión. Sin embargo, en términos de la demanda sigue siendo bastante pequeña, y se estima que en 2018 crecerá sólo un 2%. Sin embargo, de acuerdo con los científicos predicen que en un futuro próximo debería ocurrir una mayor demanda de carburo cementado. Esto se debe al crecimiento de la producción de automóviles en los EE.UU., China, Europa, y un aumento en la industria minera. Se cree que para el año 2018, la demanda de tungsteno se incrementará en un 3,6%.