Tlenek wolframu jest uważany za jeden z najbardziej ogniotrwałych w tej klasie substancji nieorganicznych. Aby scharakteryzować metal, przeanalizujmy właściwości samego metalu.
Cechy wolframu
Aby zrozumieć praktyczne znaczenie tlenku wolframu, zauważamy, że sam metal ma opór elektryczny, współczynnik rozszerzalności liniowej i wysoką temperaturę topnienia.
Czysty wolfram ma wysoką ciągliwość. Metal rozpuści się w kwasie tylko po podgrzaniu do temperatury 5000 oC. Reaguje z węglem, tworząc jako produkt reakcji węglik wolframu. Powstałe połączenie jest bardzo trwałe.
Najczęstszym tlenkiem wolframu jest bezwodnik wolframu. Główną zaletą związku chemicznego jest zdolność do redukcji proszku do metalu, tworząc niższe tlenki jako produkty uboczne.
Metal charakteryzuje się dużą gęstością, kruchością i zdolnością do tworzenia tlenku wolframu w niskich temperaturach.
Stopy wolframu
Naukowcy identyfikują jednofazowe rodzaje stopów, które obejmująistnieje jeden lub więcej elementów. Najbardziej znany związek wolframu z molibdenem. Stopowanie stopu molibdenem zwiększa wytrzymałość na rozciąganie wolframu.
Stopy jednofazowe to związki: wolfram - cyrkon, wolfram - hafn, wolfram - niob. Ren nadaje wolframowi maksymalną plastyczność. Jego dodatek nie wpływa na właściwości metalu ogniotrwałego.
Pozyskiwanie metalu
Nie można uzyskać stopów żaroodpornych wolframu w tradycyjny sposób: po osiągnięciu temperatury topnienia metal natychmiast przechodzi w postać gazową. Główną opcją uzyskania czystego metalu jest elektroliza. W ilościach przemysłowych do otrzymywania stopów wolframu stosuje się metalurgię proszków. Aby to zrobić, stwórz specjalne warunki technologiczne za pomocą próżni.
Przebywanie na łonie natury
Tlenek wolframu, którego wzór to WO3, jest nazywany najwyższym związkiem. Nie występuje w naturze w czystej postaci, ale jest częścią rud wolframu. Proces wydobycia i obróbki metalu ogniotrwałego składa się z kilku etapów.
Wyższy tlenek wolframu jest izolowany z masy rudy. Następnie związek jest wzbogacany, a po obróbce wyodrębnia się czysty metal.
W procesie wytwarzania cienkiego drutu wolframowego należy zadbać o całkowite usunięcie zanieczyszczeń. W przeciwnym razie specyfikacje gotowego produktu ulegną znacznemu zmniejszeniu.
Sfery zastosowania wolframu
Jak przywrócić tlenek wolframu? Oddziaływanie wodoru z tym związkiem pomaga uzyskać czysty metal. Niezbędna do produkcji włókien, lamp rentgenowskich, grzałek i ekranów pieców próżniowych, które są przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach.
Stal, w której wolfram jest pierwiastkiem stopowym, ma wysokie właściwości wytrzymałościowe. Produkty wykonane z takiego stopu są wykorzystywane do produkcji instrumentów medycznych, płyt tnących do wiercenia studni. Główną zaletą połączenia jest odporność na odkształcenia mechaniczne.
Prawdopodobieństwo wystąpienia pęknięć i odprysków podczas pracy gotowych produktów jest raczej niskie. Uznaje się, że najpopularniejszy gatunek stali, w tym wolfram, wygrywa.
Złom tego rzadkiego metalu jest używany do produkcji wysokiej jakości katalizatorów, wszelkiego rodzaju farb, specjalnych pigmentów itp. We współczesnym przemyśle jądrowym szeroko stosowane są tygle wolframowe i pojemniki na odpady radioaktywne.
Ogniotrwałość metalu odgrywa szczególną rolę w spawaniu łukowym. Ponieważ wolfram w czystej postaci jest uważany za dość rzadki metal, w celu jego uzyskania przeprowadza się procedurę wzbogacania i przetwarzania rudy wolframu. W czystej postaci ma jasnoszary kolor z charakterystycznym metalicznym połyskiem. Standardowe stopy wolframu, zwane stellitami, zawierają również kob alt i chrom. Głównym składnikiem takich związków jest kob alt. Stopyposzukiwany w inżynierii mechanicznej.
Tlenki wolframu
Jakie są właściwości tlenku wolframu (6), którego wzór to WO3? Metal może wykazywać różne stopnie utlenienia: maksymalna stabilność ma opcje z wartościowością metalu (4) i (6). Pierwszy związek typu WO2 należy do tlenków kwasowych i ma następujące właściwości: wysoką temperaturę topnienia i specjalną gęstość. Ten związek chemiczny jest prawie nierozpuszczalny w wodzie, ale po podgrzaniu może rozpuszczać się w kwasach i zasadach. W przemyśle chemicznym jest używany jako katalizator w niektórych reakcjach. Na przykład związek WO2 jest używany do produkcji wyrobów ceramicznych.
Tlenek wolframu, mający wartościowość (6), również wykazuje charakterystyczne właściwości kwasowe. Związek ten reaguje z alkaliami, ale nie jest w stanie rozpuścić się w wodzie. Biorąc pod uwagę, że związek ma wysoką temperaturę topnienia, stosuje się go jedynie jako przyspieszacz procesów chemicznych.
Wniosek
W trakcie chemii nieorganicznej szczególną uwagę przywiązuje się do badania tlenków, analizy ich właściwości i specyfiki ich zastosowania w przemyśle. Na przykład na egzaminie końcowym dziewiątym klasom oferuje się zadanie o następującej treści: „Sporządź formuły dla tlenków miedzi, żelaza, wolframu, a także określ ich podstawowe właściwości chemiczne”.
Aby skutecznie poradzić sobie z tym zadaniem, konieczne jest posiadanie wyobrażenia o właściwościach tlenków. Takie jakrozważmy związki binarne, w których drugim pierwiastkiem jest tlen. Wszystkie tlenki dzieli się zwykle na trzy grupy: zasadowe, kwasowe, amfoteryczne.
Żelazo i miedź są elementami podgrupy drugorzędowej, dlatego mogą wykazywać zmienne wartościowości. W przypadku miedzi można zapisać tylko dwa warianty tlenków, które wykazują podstawowe właściwości - Cu2O i CuO.
Żelazo nie znajduje się w głównej podgrupie pierwiastków chemicznych, dlatego zachodzą stany utlenienia +2 i +3. W takich przypadkach powstają tlenki następujących typów - FeO i Fe2O3.
Wolfram w związkach binarnych z tlenem najczęściej wykazuje wartościowości (4) i (6). Oba tlenki tego metalu wykazują właściwości kwasowe, dlatego są wykorzystywane w przemyśle jako przyspieszacze procesów chemicznych.
Głównym celem wszystkich tlenków wolframu jest izolowanie z nich czystego metalu, który jest poszukiwany w przemyśle chemicznym i metalurgicznym.
