Volfram - bu nədir? Volframın oksidləşmə vəziyyəti. Volframın tətbiqi

2024 Müəllif: Angel Austin | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 05:16

Volfram atom nömrəsi 74 olan kimyəvi elementdir. Polad-bozdan ağa qədər olan bu ağır metal yüksək davamlıdır, bu da onu bir çox hallarda sadəcə əvəzolunmaz edir. Onun ərimə nöqtəsi hər hansı digər metaldan daha yüksəkdir və buna görə də közərmə lampalarında filamentlər və elektrik sobalarında qızdırıcı elementlər kimi istifadə olunur (məsələn, sirkonium-volfram ərintisi). Elementin kimyası onu katalizator kimi istifadə etməyə imkan verir. Onun müstəsna sərtliyi onu "yüksək sürətli poladlarda" istifadə üçün əlverişli edir, bu da materialların karbon çeliklərindən daha yüksək sürətlə və yüksək temperatur ərintilərində kəsilməsinə imkan verir. Elementin karbonla birləşməsi olan volfram karbid məlum olan ən sərt maddələrdən biridir və freze və torna alətlərinin hazırlanmasında istifadə olunur. Kalsium və maqnezium volframları flüoresan lampalarda, volfram oksidləri isə boyalarda və keramika şüşələrində geniş istifadə olunur.

Kəşf tarixçəsi

Bu kimyəvi elementin varlığı ilk dəfə 1779-cu ildə Piter Vulf tərəfindən volframit mineralını tədqiq edərkən irəli sürülmüşdür.onun tərkibində yeni maddənin olması ilə bağlı nəticə. 1781-ci ildə Carl Wilhelm Scheele, volframdan yeni bir turşu əldə edə biləcəyini müəyyən etdi. Scheele və Thorburn Bergman volfram turşusu adlanan bu turşunun azaldılması ilə yeni metal əldə etmək imkanını nəzərdən keçirməyi təklif etdilər. 1783-cü ildə iki qardaş Xose və Fausto Elguiar volframitdə volframit turşusu ilə eyni olan bir turşu tapdılar. Elə həmin il qardaşlar kömürdən istifadə edərək volframı ondan təcrid edə bildilər.

İkinci Dünya Müharibəsi zamanı bu kimyəvi element böyük rol oynamışdır. Metalın yüksək temperaturlara davamlılığı, eləcə də ərintilərinin həddindən artıq möhkəmliyi volframı hərbi sənaye üçün ən vacib xammal etdi. Döyüşən tərəflər Avropada volframitin əsas mənbəyi kimi Portuqaliyaya təzyiq göstərdilər.

Təbiətdə olmaq

Təbiətdə element volframitdə (FeWO₄/MnWO₄), şelitdə (CaWO_{4) olur.), ferberit və hübnerit. Bu mineralların mühüm yataqları ABŞ-da Kaliforniya və Koloradoda, Boliviya, Çin, Cənubi Koreya, Rusiya və Portuqaliyada yerləşir. Dünya volfram istehsalının təxminən 75%-i Çində cəmləşib. Metal oksidini hidrogen və ya karbonla reduksiya etməklə əldə edilir.}

Dünya ehtiyatları 7 milyon ton qiymətləndirilir. Onların 30%-nin volframit, 70%-nin isə şelit yataqları olduğu güman edilir. Hazırda onların inkişafı iqtisadi cəhətdən sərfəli deyil. Hazırkı istehlak səviyyəsində bu ehtiyatlar cəmi 140 il davam edəcək. Başqa bir dəyərli mənbəvolfram metal qırıntılarının təkrar emalıdır.

volfram kimyəvi elementinin ərimə nöqtəsi

Əsas Xüsusiyyətlər

Volfram keçid metalı kimi təsnif edilən kimyəvi elementdir. Onun W simvolu latın volframium sözündən gəlir. Dövri cədvəldə tantal və renium arasında VI qrupdadır.

Ən təmiz formada volfram polad bozdan kalaylı ağ rəngə qədər sərt materialdır. Çirkləri ilə metal kövrək olur və işləmək çətinləşir, lakin onlar yoxdursa, o zaman bir mişar ilə kəsilə bilər. Bundan əlavə, o, döyülə, yuvarlana və çəkilə bilər.

Volfram ərimə nöqtəsi bütün metallar arasında ən yüksək olan kimyəvi elementdir (3422 °C). Həm də ən aşağı buxar təzyiqinə malikdir. O, həmçinin T> 1650 °C-də ən yüksək dartılma gücünə malikdir. Element korroziyaya son dərəcə davamlıdır və mineral turşular tərəfindən yalnız bir az hücuma məruz qalır. Hava ilə təmasda metal səthində qoruyucu oksid təbəqəsi əmələ gəlir, lakin yüksək temperaturda volfram tamamilə oksidləşir. Poladın tərkibinə az miqdarda əlavə edildikdə, onun sərtliyi kəskin şəkildə artır.

İzotoplar

Təbiətdə volfram beş radioaktiv izotopdan ibarətdir, lakin onların yarı ömrü o qədər uzundur ki, onları sabit hesab etmək olar. Onların hamısı alfa hissəciklərinin (helium-4 nüvələrinə uyğundur) emissiyası ilə hafnium-72-yə parçalanır. Alfa çürüməsi yalnız ¹⁸⁰W-də müşahidə olunur, bunlardan ən yüngüli və ən nadiriizotoplar. Orta hesabla ildə 1 q təbii volframda iki alfa çürüməsi baş verir ¹⁸⁰W.

Bundan əlavə, volframın 27 süni radioaktiv izotopu təsvir edilmişdir. Bunlardan ən stabili ¹⁸¹W, yarımxaricolma dövrü 121,2 gün, ¹⁸⁵W (75,1 gün), ¹⁸⁸ W (69, 4 gün) və ¹⁷⁸W (21, 6 gün). Bütün digər süni izotopların yarı ömrü bir gündən azdır və onların əksəriyyəti 8 dəqiqədən azdır. Volfram həmçinin dörd "metastabil" vəziyyətə malikdir, bunlardan ən stabili ^179mW (6,4 dəq).

Əlaqələr

Kimyəvi birləşmələrdə volfram oksidləşmə vəziyyəti +2-dən +6-ya dəyişir, bunlardan +6 ən çox yayılmışdır. Element adətən sulu qələvi məhlullarda volfram ionları (WO_{4kimi həll olunan sarı trioksid (WO}3_{) yaratmaq üçün oksigenlə birləşir. 2−}).

Tətbiq

Volfram çox yüksək ərimə nöqtəsinə malik olduğundan və çevik olduğundan (tellə çəkilə bilir) közərmə lampalarının və vakuum lampalarının filamenti kimi, eləcə də elektrik sobalarının qızdırıcı elementlərində geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, material ekstremal şəraitə davamlıdır. Onun məlum tətbiqlərindən biri qazla qorunan volfram qövs qaynağıdır.

Fövqəladə sərt, volfram ağır silah ərintiləri üçün ideal komponentdir. Çaydanlarda yüksək sıxlıq istifadə olunur,yaxtalar üçün əks çəkilər və ballast keellər, həmçinin dartlarda (80-97%). Materialı karbon poladından daha yüksək sürətlə kəsə bilən yüksək sürətli poladda bu maddənin 18%-ə qədəri var. Turbin bıçaqları, köhnəlmiş hissələri və örtüklərində volfram olan "super ərintilər" istifadə olunur. Bunlar yüksək temperaturda işləyən istiliyədavamlı, yüksək davamlı ərintilərdir.

Kimyəvi elementin istilik genişlənməsi borosilikat şüşəyə bənzəyir, ona görə də şüşədən metala möhür hazırlamaq üçün istifadə olunur. Tərkibində volfram olan kompozitlər güllə və güllələrdə qurğuşun üçün əla əvəzdir. Nikel, dəmir və ya kob alt ilə ərintilərdə, ondan zərbə mərmiləri hazırlanır. Bir güllə kimi, onun kinetik enerjisi hədəfi vurmaq üçün istifadə olunur. İnteqral sxemlərdə volfram tranzistorlarla əlaqə yaratmaq üçün istifadə olunur. Musiqi alətinin simlərinin bəzi növləri volfram məftilindən hazırlanır.

Bağlantılardan istifadə

Volfram karbidinin müstəsna sərtliyi (W₂C, WC) onu freze və torna alətləri üçün ən çox yayılmış material edir. Metallurgiya, mədənçıxarma, neft və tikinti sənayesində tətbiq olunur. Volfram karbid hipoalerjenik olduğu və parıltısını itirmədiyi üçün zərgərlik məmulatlarının hazırlanmasında da istifadə olunur.

Glaze onun oksidlərindən hazırlanır. Volfram "bürünc" (oksidlərin rənginə görə belə adlanır) boyalarda istifadə olunur. Maqnezium və kalsium volframları flüoresanda istifadə olunurlampalar. Kristal volfram nüvə təbabətində və fizikada sintillyasiya detektoru kimi xidmət edir. Duzlar kimya və dəri sənayesində istifadə olunur. Volfram disulfidi 500°C-yə tab gətirə bilən yüksək temperaturlu bir yağdır. Tərkibində volfram olan bəzi birləşmələr kimyada katalizator kimi istifadə olunur.