Har en lys grå farve. I Mendeleevs periodiske system har den det 74. serienummer. Det kemiske grundstof er ildfast. Den indeholder 5 stabile isotoper.
Kemiske egenskaber af wolfram
Den kemiske modstand af wolfram i luft og vand er ret høj. Når det opvarmes, er det modtageligt for oxidation. Jo højere temperatur, jo højere oxidationshastighed af det kemiske element. Ved temperaturer over 1000°C begynder wolfram at fordampe. Ved stuetemperatur kan salt-, svovl-, flus- og salpetersyre ikke have nogen effekt på wolfram. En blanding af salpetersyre og flussyre opløser wolfram. Hverken i flydende eller fast tilstand blandes wolfram med guld, sølv, natrium eller lithium. Der er heller ingen interaktion med zink, magnesium, calcium eller kviksølv. Wolfram er opløseligt i tantal og niobium, og med chrom og molybdæn kan det danne opløsninger i både fast og flydende tilstand.
Anvendelser af wolfram
Wolfram bruges i moderne industri både i ren form og i legeringer. Wolfram er et slidbestandigt metal. Legeringer, der indeholder wolfram, bruges ofte til fremstilling af turbineblade og flymotorventiler. Også dette kemiske element har fundet sin anvendelse til fremstilling af forskellige dele inden for røntgenteknik og radioelektronik. Wolfram bruges til elektriske lampetråde.
Kemiske forbindelser af wolfram har for nylig fundet deres praktiske anvendelse. Fosfor-wolframheteropolysyre anvendes til fremstilling af lyse malinger og lakker, der er stabile i lys. Tungstater af sjældne jordarters grundstoffer, jordalkalimetaller og cadmium bruges til fremstilling af lysende maling og produktion af lasere.
I dag er traditionelle guldvielsesringe begyndt at blive erstattet med produkter fremstillet af andre metaller. Vielsesringe lavet af wolframcarbid er blevet populære. Sådanne produkter er meget holdbare. Ringens spejlpolering falmer ikke over tid. Produktet vil bevare sin originale stand i hele brugsperioden.
Wolfram bruges som legeringsadditiv til stål. Dette giver stålet styrke og hårdhed ved høje temperaturer. Værktøjer fremstillet af wolframstål har således evnen til at modstå meget intensive metalbearbejdningsprocesser.
DEFINITION
Wolfram- 74. element i det periodiske system. Betegnelse - W fra det latinske "wolframium". Beliggende i den sjette periode, VIB-gruppen. Henviser til metaller. Kerneladningen er 74.
Med hensyn til overflod i jordskorpen er wolfram ringere end chrom, men overlegen i forhold til molybdæn. Naturlige wolframforbindelser er i de fleste tilfælde wolframater - salte af wolframsyre H 2 WO 4. Den vigtigste wolframmalm - wolframit - består således af wolframater af jern og mangan. Mineralet scheelite CaWO 4 findes også ofte.
Wolfram er et tungt hvidt metal (fig. 1) med en densitet på 19,3 g/cm 3 . Dens smeltepunkt (ca. 3400 o C) er højere end smeltepunktet for alle andre metaller. Wolfram kan svejses og trækkes i tynde tråde.
Ris. 1. Wolfram. Udseende.
Atom- og molekylvægt af wolfram
DEFINITION
Relativ molekylvægt af stoffet (Mr) er et tal, der viser, hvor mange gange massen af et givet molekyle er større end 1/12 massen af et kulstofatom, og relativ atommasse af et grundstof (A r)— hvor mange gange den gennemsnitlige masse af atomer i et kemisk grundstof er større end 1/12 af massen af et kulstofatom.
Da wolfram i den frie tilstand eksisterer i form af monoatomiske molekyler W, falder værdierne af dets atom- og molekylmasser sammen. De er lig med 183,84.
Wolfram isotoper
Det er kendt, at wolfram i naturen kan findes i form af fem stabile isotoper 180 W, 182 W, 183 W, 184 W og 186 W. Deres massetal er henholdsvis 180, 182, 183, 184 og 186. Kernen i et atom af wolframisotopen 180 W indeholder fireoghalvfjerds protoner og et hundrede og seks neutroner, og resten adskiller sig kun fra det i antallet af neutroner.
Der er kunstige ustabile isotoper af wolfram med massetal fra 158 til 192, såvel som elleve isomere tilstande af kerner.
Wolfram ioner
Det ydre energiniveau af et wolframatom har seks elektroner, som er valenselektroner:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 4 6s 2 .
Som et resultat af kemisk interaktion opgiver wolfram sine valenselektroner, dvs. er deres donor og bliver til en positivt ladet ion:
Wo-2e → W2+;
Wo-3e → W3+;
Wo-4e → W4+;
Wo-5e → W5+;
Wo-6e → W6+.
Wolfram molekyle og atom
I den frie tilstand eksisterer wolfram i form af monoatomiske W-molekyler. Her er nogle egenskaber, der karakteriserer wolframatomet og molekylet:
Wolfram legeringer
Det meste af det udvundne wolfram bruges i metallurgi til fremstilling af specialstål og legeringer. Højhastighedsværktøjsstål indeholder op til 20 % wolfram og har evnen til at hærde sig selv. Sådant stål mister ikke sin hårdhed, selv når det opvarmes rødglødende.
Ud over højhastighedsstål er andre wolfram- og krom-wolframstål meget brugt. For eksempel bruges stål indeholdende fra 1 til 6% wolfram og op til 2% krom til fremstilling af save, fræsere og matricer.
Som det mest ildfaste metal er wolfram en del af en række varmebestandige legeringer. Især dens legeringer med kobolt og krom - stellitter - har høj hårdhed, slidstyrke og varmebestandighed. Wolfram-kobberlegeringer kombinerer høj elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og slidstyrke. De bruges til fremstilling af arbejdsdele til knivafbrydere, kontakter og elektroder til punktsvejsning.
Eksempler på problemløsning
EKSEMPEL 1
Wolfram er et kemisk grundstof i Mendeleevs periodiske system, som tilhører gruppe VI. I naturen forekommer wolfram som en blanding af fem isotoper. I sin almindelige form og under almindelige forhold er det et hårdt metal med en sølvgrå farve. Det er også det mest ildfaste af alle metaller.
Grundlæggende egenskaber af wolfram
Wolfram er et metal med bemærkelsesværdige fysiske og kemiske egenskaber. Wolfram bruges i næsten alle grene af moderne produktion. Dens formel er normalt udtrykt i form af metaloxidsymbolet - WO 3. Wolfram anses for at være det mest ildfaste af metaller. Det antages, at kun seaborgium kan være endnu mere ildfast. Men det kan ikke fastslås med sikkerhed endnu, da seaborgium har en meget kort levetid.
Dette metal har særlige fysiske og kemiske egenskaber. Wolfram har en massefylde på 19300 kg/m3, dens smeltepunkt er 3410 °C. Med hensyn til denne parameter er den nummer to efter kulstof - grafit eller diamant. I naturen forekommer wolfram i form af fem stabile isotoper. Deres massetal varierer fra 180 til 186. Wolfram har en valens på 6, og i forbindelser kan den være 0, 2, 3, 4 og 5. Metallet har også et ret højt niveau af varmeledningsevne. For wolfram er dette tal 163 W/(m*deg). Med hensyn til denne egenskab overstiger den selv sådanne forbindelser som aluminiumslegeringer. Massen af wolfram bestemmes af dens massefylde, som er 19 kg/m 3. Wolframs oxidationstilstand varierer fra +2 til +6. Ved højere oxidationsgrader har metallet sure egenskaber, og i lavere tilstande har det basiske egenskaber.
I dette tilfælde betragtes legeringer af lavere wolframforbindelser som ustabile. De mest modstandsdygtige er forbindelser med grad +6. De udviser også de mest karakteristiske kemiske egenskaber af et metal. Wolfram har den egenskab, at den let danner komplekser. Men wolframmetal er normalt meget modstandsdygtigt. Det begynder kun at interagere med ilt ved en temperatur på +400 °C. Wolfram krystalgitteret er af den kropscentrerede kubiske type.
Interaktion med andre kemikalier
Hvis wolfram blandes med tørt fluor, kan man få en forbindelse kaldet hexafluorid, som smelter ved en temperatur på 2,5°C og koger ved 19,5°C. Et lignende stof opnås ved at kombinere wolfram med klor. Men en sådan reaktion kræver en ret høj temperatur - omkring 600 °C. Stoffet modstår dog let vandets ødelæggende virkning og er praktisk talt ikke udsat for ændringer i kulden. Wolfram er et metal, der uden ilt ikke opløses i alkalier. Det opløses dog let i en blanding af HNO 3 og HF. De vigtigste kemiske forbindelser af wolfram er dets trioxid WO 3, H 2 WO 4 - wolframsyre, såvel som dets derivater - wolframsalte.
Vi kan se på nogle af wolframs kemiske egenskaber med reaktionsligninger. For eksempel er formlen WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O. I den reduceres metallet wolfram fra oxidet, og dets evne til at interagere med hydrogen manifesteres. Denne ligning afspejler processen med at opnå wolfram fra dets trioxid. Følgende formel betegner en sådan egenskab som den praktiske uopløselighed af wolfram i syrer: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Et af de mest bemærkelsesværdige stoffer, der indeholder wolfram, er carbonyl. Det producerer tætte og ultratynde belægninger af ren wolfram.
Opdagelseshistorie
Wolfram er et metal, der har fået sit navn fra det latinske sprog. Oversat betyder dette ord "ulveskum." Dette usædvanlige navn dukkede op på grund af metalets opførsel. Som følge af den udvundne tinmalm forstyrrede wolfram frigivelsen af tin. På grund af det blev der kun dannet slagger under smeltningsprocessen. Det blev sagt om dette metal, at det "spiser tin, som en ulv spiser et får." Mange mennesker spekulerer på, hvem der opdagede det kemiske grundstof wolfram?
Denne videnskabelige opdagelse blev gjort samtidigt to steder af forskellige videnskabsmænd, uafhængigt af hinanden. I 1781 opnåede den svenske kemiker Scheele den såkaldte "tunge sten" ved at udføre forsøg med salpetersyre og scheelite. I 1783 rapporterede kemikerbrødre fra Spanien ved navn Eluard også opdagelsen af et nyt grundstof. Mere præcist opdagede de wolframoxid, som opløstes i ammoniak.
Legeringer med andre metaller
I øjeblikket skelnes der mellem enkeltfasede og flerfasede wolframlegeringer. De indeholder et eller flere fremmede elementer. Den mest berømte forbindelse er en legering af wolfram og molybdæn. Tilsætningen af molybdæn giver wolfram dens trækstyrke. Også inkluderet i kategorien af enfasede legeringer er forbindelser af wolfram med titanium, hafnium og zirconium. Rhenium giver wolfram den største duktilitet. Imidlertid er praktisk anvendelse af en sådan legering en ret arbejdskrævende proces, da rhenium er meget vanskeligt at opnå.
Da wolfram er et af de mest ildfaste materialer, er det ikke en let opgave at fremstille wolframlegeringer. Når dette metal lige begynder at koge, bliver andre allerede til en væske- eller gastilstand. Men moderne videnskabsmænd ved, hvordan man fremstiller legeringer ved hjælp af elektrolyseprocessen. Legeringer indeholdende wolfram, nikkel og kobolt bruges til at påføre et beskyttende lag på skrøbelige materialer.
I den moderne metallurgiske industri fremstilles legeringer også ved hjælp af wolframpulver. For at skabe det kræves særlige forhold, herunder skabelsen af et vakuummiljø. På grund af nogle træk ved interaktionen af wolfram med andre elementer foretrækker metallurger at skabe legeringer ikke med tofasede egenskaber, men med brug af 3, 4 eller flere komponenter. Disse legeringer er særligt stærke, men med streng overholdelse af formlerne. Ved de mindste afvigelser i procentdelen af komponenterne kan legeringen blive skør og ubrugelig.
Wolfram er et element, der bruges i teknologi
Glødetrådene i almindelige pærer er lavet af dette metal. Samt rør til røntgenmaskiner, komponenter til vakuumovne, der skal bruges ved ekstremt høje temperaturer. Stål, som indeholder wolfram, har en meget høj styrke. Sådanne legeringer bruges til at fremstille værktøjer inden for en lang række områder: brøndboring, medicin og maskinteknik.
Den største fordel ved at forbinde stål og wolfram er slidstyrke og sandsynligheden for beskadigelse. Den mest berømte wolframlegering i byggeriet kaldes "win". Dette element er også meget udbredt i den kemiske industri. Med dens tilføjelse skabes maling og pigmenter. Wolframoxid 6 er særligt udbredt i dette område. Det bruges til fremstilling af wolframcarbider og halogenider. Et andet navn for dette stof er wolframtrioxid. 6 anvendes som gult pigment i keramik- og glasmalinger.
Hvad er tunge legeringer?
Alle wolfram-baserede legeringer, der har en høj densitet, kaldes tunge. De opnås kun ved hjælp af pulvermetallurgimetoder. Wolfram er altid grundlaget for tunge legeringer, hvor indholdet kan være op til 98%. Ud over dette metal tilsættes nikkel, kobber og jern til tunge legeringer. De kan dog også omfatte chrom, sølv, kobolt og molybdæn. De mest populære legeringer er VMF (wolfram - nikkel - jern) og VNM (wolfram - nikkel - kobber). Det høje tæthedsniveau af sådanne legeringer gør det muligt for dem at absorbere farlig gammastråling. Hjul svinghjul, elektriske kontakter og rotorer til gyroskoper er lavet af dem.
Wolfram-carbid
Omkring halvdelen af alt wolfram bruges til at fremstille stærke metaller, især wolframcarbid, som har et smeltepunkt på 2770 C. Wolframcarbid er en kemisk forbindelse, der indeholder lige mange kulstof- og wolframatomer. Denne legering har særlige kemiske egenskaber. Wolfram giver den en sådan styrke, at den er dobbelt så stærk som stål.
Wolframcarbid er meget udbredt i industrien. Skæregenstande er lavet af det, som skal være meget modstandsdygtigt over for høje temperaturer og slid. Også lavet af dette element:
- Flydele, bilmotorer.
- Dele til rumskibe.
- Medicinske kirurgiske instrumenter, der anvendes inden for abdominal kirurgi. Sådanne instrumenter er dyrere end konventionelt medicinsk stål, men de er mere produktive.
- Smykker, især vielsesringe. Populariteten af wolfram er forbundet med dens holdbarhed, som for dem, der bliver gift, symboliserer styrken af forholdet såvel som dets udseende. Karakteristikaene for wolfram i poleret form er sådan, at det bevarer et spejlagtigt, skinnende udseende i meget lang tid.
- Kugler til luksuskuglepenne.
Vil vinde - wolframlegering
Omkring anden halvdel af 1920'erne begyndte mange lande at producere legeringer til skærende værktøjer, som blev fremstillet af wolframcarbider og koboltmetal. I Tyskland blev en sådan legering kaldt Vidia, i staterne - carbola. I Sovjetunionen blev en sådan legering kaldt "vind". Disse legeringer har vist sig at være fremragende til bearbejdning af støbejernsprodukter. Pobedit er en metal-keramisk legering med en ekstrem høj styrke. Det er lavet i form af plader i forskellige former og størrelser.
Processen med at lave en pobedit kommer ned til følgende: wolframcarbidpulver, fint nikkel eller koboltpulver tages, og alt blandes og presses i specielle former. De på denne måde pressede plader udsættes for yderligere varmebehandling. Dette giver en meget hård legering. Disse skær bruges ikke kun til skæring af støbejern, men også til fremstilling af boreværktøj. Pobedite plader loddes på boreudstyr ved hjælp af kobber.
Forekomst af wolfram i naturen
Dette metal er meget sjældent i miljøet. Efter alle elementerne rangerer den 57. og findes i form af clarke wolfram. Metallet danner også mineraler - scheelite og wolframit. Wolfram vandrer til grundvandet enten som sin egen ion eller i form af forskellige forbindelser. Men dens højeste koncentration i grundvandet er ubetydelig. Det svarer til hundrededele af mg/l og ændrer praktisk talt ikke deres kemiske egenskaber. Wolfram kan også trænge ind i naturlige vandområder fra spildevand fra fabrikker og fabrikker.
Effekt på den menneskelige krop
Wolfram kommer praktisk talt ikke ind i kroppen med vand eller mad. Der kan være risiko for at indånde wolframpartikler i luften under arbejdet. Men på trods af at det tilhører kategorien tungmetaller, er wolfram ikke giftigt. Wolframforgiftning forekommer kun blandt dem, der er forbundet med wolframproduktion. Samtidig varierer graden af metallets indflydelse på kroppen. For eksempel kan wolframpulver, wolframcarbid og et stof som wolframanhydrit forårsage lungeskader. Dens vigtigste symptomer er generel utilpashed og feber. Mere alvorlige symptomer opstår ved forgiftning fra wolframlegeringer. Dette sker ved indånding af legeringsstøv og fører til bronkitis og pneumosklerose.
Metal wolfram, der kommer ind i den menneskelige krop, absorberes ikke i tarmene og udskilles gradvist. Wolframforbindelser, som er klassificeret som opløselige, kan udgøre en stor fare. De aflejres i milten, knoglerne og huden. Ved længere tids eksponering for wolframforbindelser kan der opstå symptomer som skøre negle, afskalning af hud og forskellige former for dermatitis.
Wolframreserver i forskellige lande
De største wolframressourcer findes i Rusland, Canada og Kina. Ifølge videnskabsmænds prognoser er omkring 943 tusinde tons af dette metal placeret i indenlandske territorier. Hvis vi tror på disse skøn, er langt de fleste reserver placeret i det sydlige Sibirien og Fjernøsten. Andelen af udforskede ressourcer er meget lille - den er kun omkring 7%.
Med hensyn til antallet af udforskede wolframforekomster er Rusland kun næst efter Kina. De fleste af dem er placeret i regionerne Kabardino-Balkaria og Buryatia. Men i disse aflejringer er det ikke ren wolfram, der udvindes, men dens malme, som også indeholder molybdæn, guld, vismut, tellur, scandium og andre stoffer. To tredjedele af de mængder wolfram, der er opnået fra udforskede kilder, er indeholdt i malme, der er svære at bearbejde, hvor det vigtigste wolframholdige mineral er scheelite. Andelen af letforarbejdede malme udgør kun en tredjedel af al produktion. Karakteristikaene for wolfram udvundet i Rusland er lavere end i udlandet. Malmene indeholder en høj procentdel af wolframtrioxid. Der er meget få metalaflejringer i Rusland. Wolframsand er også af lav kvalitet, med mange oxider.
Wolfram i økonomi
Global wolframproduktion begyndte sin vækst omkring 2009, hvor den asiatiske industri begyndte at komme sig. Kina er fortsat den største wolframproducent. For eksempel udgjorde dette lands produktion i 2013 81 % af det globale udbud. Omkring 12 % af efterspørgslen efter wolfram kommer fra belysningsindustrien. Ifølge eksperter vil brugen af wolfram i dette område falde på baggrund af brugen af LED- og lysstofrør både under hjemlige forhold og i produktionen.
Det menes, at efterspørgslen efter wolfram i elektronikindustrien vil stige. Wolframs høje slidstyrke og evne til at modstå elektricitet gør det til det mest velegnede metal til fremstilling af spændingsregulatorer. Men i forhold til volumen er denne efterspørgsel stadig ret ubetydelig, og det antages, at den i 2018 kun vil vokse med 2%. Men ifølge forskernes prognoser skulle der i den nærmeste fremtid være en stigning i efterspørgslen efter cementeret carbid. Dette skyldes væksten i bilproduktionen i USA, Kina, Europa samt stigningen i mineindustrien. Det anslås, at efterspørgslen efter wolfram i 2018 vil stige med 3,6 %.
Wolfram er et kemisk grundstof i den 4. gruppe, der har atomnummer 74 i det periodiske system af Dmitri Ivanovich Mendeleev, betegnet W (Wolframium). Metallet blev opdaget og isoleret af to spanske kemikere, brødrene d'Eluyard, i 1783. Selve navnet "Wolframium" blev overført til grundstoffet fra det tidligere kendte mineral wolframit, som var kendt tilbage i 1500-tallet, det hed dengang "ulveskum", eller "Spuma lupi" på latin, på tysk lyder denne sætning som "Ulv Rahm" (Wolfram). Navnet skyldtes, at wolfram, når det fulgte med tinmalme, væsentligt forstyrrede smeltningen af tin, fordi omdannet tin til slaggeskum (de begyndte at sige om denne proces: "Blikken fortærer tin som en ulv fortærer et får!"). I øjeblikket, i USA, Frankrig, Storbritannien og nogle andre lande, bruges navnet "wolfram" (fra det svenske tungsten, som oversættes som "tung sten") til at navngive wolfram.
Wolfram er et hårdt, gråt overgangsmetal. Den primære anvendelse af wolfram er som base i ildfaste materialer i metallurgi. Wolfram er ekstremt ildfast under normale forhold, metallet er kemisk modstandsdygtigt.
Wolfram adskiller sig fra alle andre metaller ved sin usædvanlige hårdhed, tyngde og ildfasthed. Siden oldtiden har folk brugt udtrykket "tung som bly" eller "tyngre end bly", "bly øjenlåg" osv. Men det ville være mere korrekt at bruge ordet "wolfram" i disse allegorier. Tætheden af dette metal er næsten dobbelt så stor som bly, 1,7 gange for at være præcis. Med alt dette er atommassen af wolfram lavere og har en værdi på 184 mod 207 for bly.
Wolfram er et lysegråt metal; smelte- og kogepunkterne for dette metal er de højeste. På grund af wolframs duktilitet og ildfasthed kan den bruges som filamenter til belysningsanordninger, i billedrør såvel som i andre vakuumrør.
Tyve wolframmineraler er kendt. De mest almindelige: mineraler af scheelite-wolframit-gruppen, som er af industriel betydning. Mindre almindeligt forekommende er wolframitsulfid, dvs. wolframsit (WS2) og oxidlignende forbindelser - ferro - og cuprotungstit, wolframit, hydrotungstit. Vadas, psilomelans med et højt wolframindhold, er udbredt.
Afhængigt af betingelserne for forekomst, morfologi og type af wolframaflejringer bruges åbne grube, underjordiske og kombinerede metoder i deres udvikling.
Der er i øjeblikket ingen metoder til at opnå wolfram direkte fra koncentrater. I denne henseende isoleres først mellemforbindelser fra koncentratet, og derefter opnås metalwolfram fra dem. Isoleringen af wolfram omfatter: nedbrydning af koncentrater, derefter overgangen af metallet til forbindelser, hvorfra det adskilles fra resten af de elementer, der ledsager det. Frigivelse af wolframsyre, dvs. ren kemisk forbindelse wolfram, fortsætter med den efterfølgende produktion af wolfram i metallisk form.
Wolfram anvendes til fremstilling af maskiner og udstyr til metalbearbejdnings-, bygge- og mineindustrien, til fremstilling af belysningsarmaturer og lamper, i transport- og elektronikindustrien, i den kemiske industri og andre områder.
Fremstillet af wolframstål, er værktøjet i stand til at modstå de enorme hastigheder af de mest intense metalbearbejdningsprocesser. Skærehastighed ved hjælp af et sådant værktøj måles normalt i titusvis af meter i sekundet.
Wolfram er ret sjælden i naturen. Metalindholdet i jordskorpen efter masse er omkring 1,3·10−4%. De vigtigste wolframholdige mineraler er de naturligt forekommende wolframater: scheelite, oprindeligt kaldet wolfram, og wolframit.
Biologiske egenskaber
Wolframs biologiske rolle er ubetydelig. Wolfram minder meget om molybdæn i egenskaber, men i modsætning til sidstnævnte er wolfram ikke et væsentligt element. På trods af dette faktum er wolfram ganske i stand til at erstatte molybdæn i dyr og planter som en del af bakterier, mens det hæmmer aktiviteten af Mo-afhængige enzymer, for eksempel xanthinoxidase. På grund af ophobningen af wolframsalte hos dyr falder urinsyreniveauerne, og niveauerne af hypoxanthin og xanthin stiger. Wolframstøv irriterer ligesom andet metalstøv luftvejene.
I gennemsnit modtager den menneskelige krop cirka 0,001-0,015 milligram wolfram om dagen med mad. Fordøjeligheden af selve grundstoffet, såvel som wolframsalte, i den menneskelige mave-tarmkanal er 1-10%, af let opløselige wolframsyrer - op til 20%. Wolfram ophobes hovedsageligt i knoglevæv og nyrer. Knogler indeholder cirka 0,00025 mg/kg, og menneskeblod indeholder cirka 0,001 mg/l wolfram. Metallet udskilles normalt fra kroppen naturligt gennem urin. Men 75 % af den radioaktive wolframisotop 185W udskilles i afføringen.
Fødevarekilder til wolfram, såvel som dets daglige behov, er endnu ikke blevet undersøgt. En giftig dosis for den menneskelige krop er endnu ikke blevet identificeret. Dødeligt udfald hos rotter opstår fra lidt mere end 30 mg af stoffet. Inden for medicin menes det, at wolfram ikke har metaboliske, kræftfremkaldende eller teratogene virkninger på mennesker og dyr.
Indikator for den elementære status af wolfram i den menneskelige krop: urin, fuldblod. Der er ingen data om et fald i niveauet af wolfram i blodet.
Øgede niveauer af wolfram i kroppen forekommer oftest hos arbejdere i metallurgiske anlæg, der er involveret i produktion af ildfaste og varmebestandige materialer, legeret stål såvel som hos mennesker, der er kommet i kontakt med wolframcarbid.
Klinisk syndrom "heavy metal disease" eller pneumokoniose kan skyldes kronisk eksponering for wolframstøv. Tegn kan omfatte udseendet af en hoste, vejrtrækningsproblemer, udvikling af atopisk astma og ændringer inde i lungerne. Ovenstående syndromer aftager normalt efter en lang hvile, og simpelthen i mangel af direkte kontakt med vanadium. I de mest alvorlige tilfælde, når sygdommen diagnosticeres for sent, udvikler patologien "cor pulmonale", emfysem og lungefibrose.
"Tungmetalsygdomme" og forudsætningerne for dets forekomst opstår normalt som følge af eksponering for flere typer metaller og salte (for eksempel kobolt, wolfram osv.). Det er blevet fastslået, at den kombinerede virkning af wolfram og kobolt på den menneskelige krop øger den destruktive effekt på lungesystemet. Kombination af wolfram- og koboltcarbider kan forårsage lokal betændelse og kontakteksem.
På det nuværende stadium af udviklingen af medicin er der ingen effektive måder at fremskynde stofskiftet eller eliminere en gruppe metalforbindelser, der kan fremkalde forekomsten af "tungmetalsygdom". Derfor er det så vigtigt hele tiden at udføre forebyggende foranstaltninger og straks identificere personer med høj følsomhed over for tungmetaller og udføre diagnose i den indledende fase af sygdommen. Alle disse faktorer bestemmer de yderligere chancer for succes med at behandle patologien. Men i nogle tilfælde anvendes kompleksdannende middel og symptomatisk behandling om nødvendigt.
Mere end halvdelen (58 % for at være præcis) af al produceret wolfram bruges til produktion af wolframcarbid, og næsten en fjerdedel (23 % for at være præcis) bruges til produktion af forskellige stål og legeringer. Fremstillingen af wolfram "valsede" produkter (dette omfatter glødelamper, elektriske kontakter osv.) tegner sig for ca. 8% af det wolfram, der forbruges i verden, og de resterende 9% bruges til at fremstille katalysatorer og pigmenter.
Wolframtråd, som har fundet anvendelse i elektriske lamper, har for nylig fået en ny profil: det er blevet foreslået at bruge det som et skæreværktøj ved bearbejdning af sprøde materialer.
Wolframs høje styrke og gode duktilitet gør det muligt at lave unikke genstande af det. For eksempel kan en ledning trækkes fra dette metal så tynd, at 100 km af denne ledning vil have en masse på kun 250 kg.
Smeltet flydende wolfram kunne forblive i denne tilstand selv nær selve solens overflade, fordi metallets kogepunkt er over 5500 °C.
Mange ved, at bronze består af kobber, zink og tin. Men den såkaldte wolframbronze er ikke kun per definition ikke bronze, fordi... indeholder ikke nogen af de ovennævnte metaller det er slet ikke en legering, fordi der er ingen rent metalliske forbindelser i det, og natrium og wolfram oxideres.
At få ferskenmaling var meget svært og ofte helt umuligt. Dette er hverken rødt eller pink, men en slags mellemfarve, og endda med en grønlig farvetone. Legenden siger, at det tog mere end 8.000 forsøg at få denne maling. I det 17. århundrede blev kun de dyreste porcelænsprodukter dekoreret med ferskenfarve til den daværende kinesiske kejser på en særlig fabrik i Shanxi-provinsen. Men da man efter nogen tid opdagede hemmeligheden bag den sjældne maling, viste det sig, at den ikke var baseret på andet end wolframoxid.
Dette skete i 1911. En elev kom til Yunnan-provinsen fra Beijing, hans navn var Li. Dag efter dag forsvandt han i bjergene og forsøgte at finde en sten, som han forklarede, var det en bliksten. Men intet virkede for ham. Ejeren af huset, hvor eleven Li slog sig ned, boede sammen med en ung datter ved navn Xiao-mi. Pigen var meget ked af den uheldige elev og om aftenen, under middagen, fortalte hun ham simple historier. En historie fortalte om en usædvanlig komfur, der var bygget af nogle mørke sten, der blev revet direkte fra klippen og placeret i baghaven til deres hus. Denne komfur viste sig at være ret vellykket, og vigtigst af alt holdbar, den tjente sine ejere godt i mange år. Den unge Xiao-mi gav endda eleven en sådan sten som gave. Det var en rullet, blytung brun sten. Senere viste det sig, at denne sten var ren wolframit...
I 1900, ved åbningen af World Metallurgical Exhibition i Paris, blev helt nye eksempler på højhastighedsstål (en legering af stål og wolfram) demonstreret for første gang. Bogstaveligt talt umiddelbart efter dette begyndte wolfram at blive meget brugt i den metallurgiske industri i alle højt udviklede lande. Men der er et ret interessant faktum: wolframstål blev først opfundet i Rusland tilbage i 1865 på Motovilikha-fabrikken i Ural.
I begyndelsen af 2010 faldt en interessant artefakt i hænderne på Perm-ufologer. Det menes at være et stykke rumfartøj. En analyse af fragmentet viste, at genstanden næsten udelukkende består af ren wolfram. Kun 0,1% af sammensætningen består af sjældne urenheder. Ifølge videnskabsmænd er raketdyser lavet af ren wolfram. Men ét faktum kan endnu ikke forklares. I luft oxiderer wolfram hurtigt og ruster. Men af en eller anden grund korroderer dette fragment ikke.
Historie
Selve ordet "wolfram" er af tysk oprindelse. Tidligere hed wolfram ikke selve metallet, men dets hovedmineral, dvs. til wolframit. Nogle tyder på, at ordet dengang blev brugt nærmest som et bandeord. Fra begyndelsen af det 16. århundrede til anden halvdel af det 17. århundrede blev wolfram betragtet som et tinmineral. Selvom det ret ofte ledsager tinmalme. Men fra malme, der omfattede wolframit, blev der smeltet meget mindre tin. Det var som om nogen eller noget "spiste" den nyttige dåse. Det er her navnet på det nye element kommer fra. På tysk betyder Ulv ulv, og Ram betyder vædder på oldtidens tysk. De der. udtrykket "tin spiser tin som en ulv spiser et lam" blev navnet på metallet.
Det velkendte kemiske abstrakte tidsskrift fra USA eller referencepublikationer om alle kemiske grundstoffer af Mellor (England) og Pascal (Frankrig) indeholder ikke engang en omtale af et sådant grundstof som wolfram. Det kemiske grundstof nummer 74 kaldes wolfram. Symbolet W, som står for wolfram, er først blevet udbredt i de sidste par år. I Frankrig og Italien blev grundstoffet indtil for ganske nylig betegnet med bogstaverne Tu, dvs. de første bogstaver i ordet wolfram.
Grundlaget for en sådan forvirring ligger i historien om grundstoffets opdagelse. I 1783 rapporterede spanske kemikere, brødrene Eluard, at de havde opdaget et nyt kemisk grundstof. I processen med nedbrydning af det saksiske mineral "wolfram" med salpetersyre lykkedes det dem at opnå "sur jord", dvs. et gult bundfald af oxid af et ukendt metal viste sig at være opløseligt i ammoniak. I kildematerialet var dette oxid til stede sammen med oxider af mangan og jern. Eluard-brødrene kaldte dette grundstof wolfram og mineralet, hvorfra metallet blev udvundet wolframit.
Men Eluard-brødrene kan ikke 100% kaldes for opdagerne af wolfram. Selvfølgelig var de de første til at rapportere deres opdagelse på tryk, men... I 1781, to år før brødrenes opdagelse, fandt den berømte svenske kemiker Carl Wilhelm Scheele nøjagtig den samme "gule jord", mens han behandlede et andet mineral med salpeter syre. Videnskabsmanden kaldte det simpelthen "wolfram" (oversat fra svensk tung - tung, sten - sten, dvs. "tung sten"). Karl Wilhelm Scheele fandt ud af, at "gul jord" adskilte sig i sin farve, såvel som i andre egenskaber, fra lignende molybdænjord. Videnskabsmanden erfarede også, at det i selve mineralet var bundet med calciumoxid. Til ære for Scheele blev navnet på mineralet "wolfram" ændret til "scheelite". Det er interessant, at en af brødrene Eluard var elev af Scheele i 1781, han arbejdede i lærerens laboratorium. Hverken Scheele eller Eluard-brødrene delte opdagelsen. Scheele gjorde simpelthen ikke krav på denne opdagelse, og Eluard-brødrene insisterede ikke på prioriteringen af deres forrang.
Mange mennesker har hørt om de såkaldte "wolframbronzer". Disse er meget smukke metaller i udseende. Blå wolframbronze har følgende sammensætning Na2O · WO2 ·, og gylden – 4WO3Na2O · WO2 · WO3; violet og lilla-rød indtager en mellemposition, i dem er forholdet mellem WO3 og WO2 mindre end fire og mere end én. Som formlerne viser, indeholder disse stoffer hverken tin, kobber eller zink. Disse er ikke bronze, og slet ikke legeringer, fordi... de indeholder ikke engang metalforbindelser, og her oxideres natrium og wolfram. Sådanne "bronzer" ligner ægte bronze ikke kun i udseende, men også i deres egenskaber: hårdhed, modstand mod kemiske reagenser og høj elektrisk ledningsevne.
I oldtiden var ferskenfarve en af de sjældneste, det blev sagt, at der skulle udføres 8.000 eksperimenter for at opnå den. I det 17. århundrede blev den kinesiske kejsers dyreste porcelæn malet fersken. Men efter at have afsløret hemmeligheden bag denne maling, viste det sig uventet, at den var baseret på wolframoxid.
At være i naturen
Wolfram er dårligt fordelt i naturen, metalindholdet i jordskorpen er 1,3·10 -4 vægtprocent. Wolfram findes hovedsageligt i komplekse oxiderede forbindelser, som dannes af wolframtrioxid WO3, samt oxider af jern og calcium eller mangan, nogle gange kobber, bly, thorium og forskellige sjældne jordarters grundstoffer. Det mest almindelige mineral, wolframit, er en fast opløsning af wolframater, dvs. salte af wolframsyre, mangan og jern (nMnWO 4 mFeWO 4). Opløsningen fremstår som hårde og tunge krystaller af sort eller brun farve, afhængigt af overvægten af forskellige forbindelser i opløsningen. Hvis der er flere manganforbindelser (Hübnerite), vil krystallerne være sorte, men hvis jernforbindelser dominerer (ferberit), bliver opløsningen brun. Wolframite er en fremragende leder af elektricitet og er paramagnetisk.
Som for andre wolframmineraler er scheelite af industriel betydning, dvs. calciumwolframat (formel CaWO 4). Mineralet danner skinnende krystaller af lysegule og nogle gange næsten hvide farver. Scheelite er slet ikke magnetisk, men den har en anden egenskab - evnen til at luminescere. Efter ultraviolet belysning i mørke vil det fluorescere med en klar blå farve. Tilstedeværelsen af molybdæn urenheder ændrer farven på gløden, den ændrer sig til lyseblå, nogle gange til creme. Takket være denne egenskab kan geologiske aflejringer af mineralet let påvises.
Typisk er aflejringer af wolframmalm forbundet med området med granit. Store krystaller af scheelite eller wolframit er meget sjældne. Normalt er mineraler simpelthen indlejret i granitklipper. Det er ret svært at udvinde wolfram fra granit, fordi... dens koncentration er normalt ikke mere end 2%. I alt kendes ikke mere end 20 wolframmineraler. Blandt dem kan vi skelne stolzit og rasoit, som er to forskellige krystallinske modifikationer af bly wolframat PbWO 4. De resterende mineraler er nedbrydningsprodukter eller sekundære former for almindelige mineraler, for eksempel scheelite og wolframit (hydrowolframit, som er hydreret wolframoxid, dannet af wolframit; wolfram okker), Rousselite, et mineral indeholdende oxider af wolfram og vismut. Det eneste ikke-oxiderede wolframmineral er wolframit (WS 2), og dets vigtigste reserver er placeret i USA. Typisk er wolframindholdet i området fra 0,3 % til 1,0 % WO3.
Alle wolframaflejringer er af hydrotermisk eller magmatisk oprindelse. Scheelit og wolframit findes ganske ofte i form af årer, på steder hvor magma er trængt ind i revner i jordskorpen. Hovedparten af wolframaflejringer er koncentreret i områder med unge bjergkæder - Alperne, Himalaya og Stillehavsbæltet. De største forekomster af wolframit og scheelite findes i Kina, Burma, USA, Rusland (Ural, Transbaikalia og Kaukasus), Portugal og Bolivia. Den årlige produktion af wolframmalm i verden er cirka 5,95 104 tons metal, hvoraf 49,5 104 tons (eller 83%) udvindes i Kina. I Rusland udvindes omkring 3.400 tons om året, i Canada - 3.000 tons om året.
Kina spiller rollen som den globale leder i udviklingen af wolframråmaterialer (Jianshi-forekomsten tegner sig for 60 procent af den kinesiske produktion, Hunan - 20 procent, Yunnan - 8 procent, Guandong - 6 procent, Indre Mongoliet og Guanzhi - 2% hver , der er andre). I Rusland er de største forekomster af wolframmalm placeret i 2 regioner: i Nordkaukasus (Tyrnyauz, Kabardino-Balkaria) og i Fjernøsten. Nalchik-anlægget behandler wolframmalm til ammoniumparawolframat og wolframoxid.
Den største forbruger af wolfram er Vesteuropa (30%). USA og Kina - 25% hver, 12%-13% - Japan. Omkring 3000 tons metal forbruges årligt i SNG.
Ansøgning
I alt producerer verden cirka 30 tusinde tons wolfram om året. Wolframstål og andre legeringer indeholdende wolfram og dets karbider bruges til fremstilling af tankpanser, granater og torpedoer, de vigtigste dele af fly og forbrændingsmotorer.
De bedste typer værktøjsstål indeholder bestemt wolfram. Metallurgi absorberer generelt omkring 95% af al produceret wolfram. Hvad der er typisk for metallurgi, bruges ikke kun ren wolfram, der bruges hovedsageligt billigere wolfram - ferrotungsten, dvs. en legering indeholdende omkring 80 % wolfram og omkring 20 % jern. Det produceres i lysbueovne.
Wolframlegeringer har en række bemærkelsesværdige egenskaber. En legering af wolfram, kobber og nikkel, som det også kaldes et "tungt" metal, er et råmateriale i fremstillingen af beholdere til opbevaring af radioaktive stoffer. Den beskyttende effekt af en sådan legering er 40% større end bly. Denne legering bruges også i strålebehandling, fordi skærmens relativt lille tykkelse giver tilstrækkelig beskyttelse.
En legering af wolframcarbid og 16 procent kobolt har en sådan hårdhed, at den delvist erstatter diamant i borebrønde. Wolfram pseudo-legeringer med sølv og kobber er et fremragende materiale til kontakter og kontakter under høje elektriske spændingsforhold. Sådanne produkter holder 6 gange længere end konventionelle kobberkontakter.
Anvendelsen af ren wolfram eller legeringer indeholdende wolfram er i vid udstrækning baseret på deres hårdhed, ildfasthed og kemiske resistens. Wolfram i sin rene form anvendes i vid udstrækning til fremstilling af glødetråde til elektriske glødelamper, såvel som katodestrålerør, der anvendes til fremstilling af digler med det formål at fordampe metaller, der anvendes i kontakter til biltændingsfordelere, der anvendes i mål for røntgenrør; bruges som viklinger og varmeelementer i elektriske ovne, samt som et strukturelt materiale til rum og fly, der opererer ved høje temperaturer.
Wolfram er en del af legeringerne af højhastighedsstål (wolframindhold 17,5 - 18,5%), stellitter (fremstillet af kobolt med tilsætning af Cr, C, W), hastaloy (Ni-baseret rustfrit stål) samt mange andre legeringer . Wolfram bruges som base i fremstillingen af varmebestandige og værktøjslegeringer, nemlig ferrotungsten (W 68–86%, Mo og jern op til 7%), som let opnås ved direkte reduktion af scheelite eller wolframit koncentrat. Wolfram bruges i produktionen af pobedit. Dette er en superhård legering indeholdende 80-85% wolfram, 7-14% kobolt, 5-6% kulstof. Pobedit er simpelthen uerstattelig i metalforarbejdningsprocessen såvel som i olie- og mineindustrien.
Magnesium- og calciumwolframater er meget udbredt i fluorescerende enheder. Andre wolframsalte bruges i garvnings- og kemiske industrier. Wolframdisulfid er et tørt højtemperatursmøremiddel, stabilt ved temperaturer op til 500 ° C. Tungsten bronzer, såvel som andre wolframforbindelser, bruges til fremstilling af maling. En hel del wolframforbindelser er fremragende katalysatorer.
Ved produktion af elektriske lamper er wolfram uundværlig, fordi det ikke kun er usædvanligt ildfast, men også ret duktilt. 1 kg wolfram tjener som råmateriale til fremstilling af 3,5 km tråd. De der. Fra 1 kg wolfram kan du lave glødetråde til 23 tusind 60-watt lamper. Alene takket være denne egenskab forbruger den elektriske industri over hele verden omkring hundrede tons wolfram om året.
Produktion
Det første trin i at opnå wolfram er malmberigelse, dvs. adskillelse af værdifulde komponenter fra hovedmalmmassen, gang. De anvendte beneficieringsmetoder er de samme som for andre tungmetalmalme: formaling og flotation, efterfulgt af magnetisk separation (wolframmalme) og oxidativ ristning. Koncentratet opnået ved denne metode brændes sædvanligvis med et overskud af sodavand, hvorved wolfram bringes i en opløselig tilstand, dvs. i natriumwolframit.
En anden metode til at opnå dette stof er udvaskning. Wolfram ekstraheres ved hjælp af en sodaopløsning ved forhøjet temperatur og under tryk, efterfulgt af neutralisering og udfældning af calciumwolframat, dvs. scheelitis. Scheelit opnås, fordi det er ret nemt at udvinde renset wolframoxid.
CaWO 4 → H 2 WO 4 eller (NH 4) 2 WO 4 → WO 3
Wolframoxid opnås også gennem chlorider. Wolframkoncentratet behandles med klorgas ved forhøjede temperaturer. I dette tilfælde dannes wolframchlorider, som let adskilles fra andre chlorider ved sublimering. Det resulterende chlorid kan bruges til at fremstille oxid eller metal kan ekstraheres direkte fra det.
I næste trin omdannes oxiderne og chloriderne til wolframmetal. Den bedste måde at reducere wolframoxid på er at bruge brint. Med denne reduktion er metallet det reneste. Reduktionen af oxidet foregår i en speciel rørformet ovn, hvor "båden" af WO 3 bevæger sig gennem flere temperaturzoner. Tør brint strømmer mod "båden Reduktion af oxidet sker i varme (450-600°C) og kolde zoner (750-1100°C). I kolde zoner sker reduktion til WO 2 og derefter til metal. Som tiden går gennem den varme zone, ændrer korn af wolframpulver deres størrelse.
Reduktion kan ikke kun finde sted, når der tilføres brint. Kul bruges ofte. På grund af det faste reduktionsmiddel er produktionen forenklet, men temperaturen skal i dette tilfælde nå 1300°C. Kul selv og de urenheder, som det altid indeholder, reagerer med wolfram, danner carbider af andre forbindelser. Som et resultat bliver metallet forurenet. Men i den elektriske industri bruges kun wolfram af høj kvalitet. Selv 0,1% jern urenhed gør wolfram til produktion af den tyndeste tråd, fordi det bliver meget mere skrøbeligt.
Adskillelsen af wolfram fra chlorider er baseret på pyrolyse. Wolfram og klor danner nogle forbindelser. Overskydende klor gør det muligt for dem alle at blive omdannet til WCl6, som igen nedbrydes ved en temperatur på 1600°C til klor og wolfram. Hvis der er brint til stede, begynder processen ved 1000°C.
Sådan opnås wolfram i pulverform, som derefter presses ved høj temperatur i en brintstrøm. Det første presningstrin (opvarmning til ca. 1100-1300°C) producerer en skør, porøs barre. Derefter fortsætter presningen, og temperaturen begynder at stige næsten til wolframs smeltepunkt. I et sådant miljø begynder metallet at blive solidt og får gradvist sine kvaliteter og egenskaber.
I gennemsnit er 30 % af wolfram produceret i industrien wolfram fra genbrugsmaterialer. Wolframskrot, savsmuld, spåner og pulver oxideres og omdannes til ammoniumparawolframat. Skrotstål bortskaffes som udgangspunkt hos en virksomhed, der producerer samme stål. Skrot fra elektroder, glødelamper og kemiske reagenser genbruges næsten aldrig.
I Den Russiske Føderation produceres wolframprodukter på: Skopino Hydrometallurgical Plant "Metallurg", Vladikavkaz Plant "Pobedit", Nalchik Hydrometallurgical Plant, Kirovgrad Hard Alloy Plant, Elektrostal, Chelyabinsk Electrometallurgical Plant.
Fysiske egenskaber
Wolfram er et lysegråt metal. Det har det højeste smeltepunkt af ethvert kendt grundstof undtagen kulstof. Værdien af denne indikator er cirka fra 3387 til 3422 grader Celsius. Wolfram har fremragende mekaniske egenskaber, når det når høje temperaturer, blandt alle metaller har wolfram den laveste værdi af en sådan indikator som ekspansionskoefficienten.
Wolfram er et af de tungeste metaller, dens massefylde er 19250 kg/m3. Metallet har et kubisk kropscentreret gitter med parameter a = 0,31589 nm. Ved en temperatur på 0 grader Celsius er den elektriske ledningsevne af wolfram kun 28% af værdien af den samme indikator for sølv (sølv leder strømmen bedre end noget andet metal). Ren wolfram er meget let at bearbejde, men den findes sjældent i sin rene form oftere, den har urenheder af kulstof og ilt, på grund af hvilke den får sin velkendte hårdhed. Metallets elektriske modstand ved en temperatur på 20 grader Celsius er 5,5 * 10 -4, ved en temperatur på 2700 grader Celsius - 90,4 * 10 -4.
Wolfram adskiller sig fra alle andre metaller i sin særlige ildfasthed, tyngde og hårdhed. Tætheden af dette metal er næsten det dobbelte af det samme bly, eller mere præcist 1,7 gange. Men grundstoffets atommasse er tværtimod lavere og er 184 mod 207.
Wolfram har usædvanlig høje træk- og trykmodulværdier, enorm modstand mod temperaturkrybning, og metallet har høj elektrisk og termisk ledningsevne. Wolfram har en ret høj elektronemissionskoefficient, som kan forbedres væsentligt ved at legere grundstoffet med oxider af nogle andre metaller.
Farven på den resulterende wolfram afhænger i vid udstrækning af produktionsmetoden. Fused wolfram er et skinnende, gråt metal, der ligner platin meget. Wolframpulver kan være gråt, mørkegrå og endda sort: Jo mindre korn af pulveret er, jo mørkere bliver det.
Wolfram er meget modstandsdygtig: ved stuetemperatur ændres det ikke i luften; Når temperaturen når rød varme, begynder metallet langsomt at oxidere og frigive wolframanhydrid. Wolfram er næsten uopløseligt i svovlsyre, flussyre og saltsyre. I aqua regia og salpetersyre oxideres metallet fra overfladen. Når det er i en blanding af flussyre og salpetersyre, opløses wolfram og danner derved wolframsyre. Af alle wolframforbindelser er de største praktiske fordele: wolframanhydrid eller wolframtrioxid, peroxider med den generelle formel ME2WOX, wolframater, forbindelser med kulstof, svovl og halogener.
Wolfram, der findes i naturen, består af 5 stabile isotoper, hvis massetal er 186,184, 183, 182, 181. Den mest almindelige isotop med massenummer 184, dens andel er 30,64%. Af den relative række af kunstige radioaktive isotoper af grundstof nummer 74 er kun tre af praktisk betydning: wolfram-181 (dens halveringstid er 145 dage), wolfram-185 (dens halveringstid er 74,5 dage), wolfram-187 ( dens halveringstid er halveringstid er 23,85 timer). Alle disse isotoper dannes inde i atomreaktorer i færd med at bombardere wolframisotoper med neutroner fra en naturlig blanding.
Valensen af wolfram er variabel - fra 2 til 6, den mest stabile er hexavalent wolfram; Radius af et wolframatom er 0,141 nm.
Wolfram Clarke af jordskorpen ifølge Vinogradov er 0,00013 g/t. Dets gennemsnitlige indhold i sten, gram/ton: ultrabasisk - 0,00001, basisk - 0,00007, mellem - 0,00012, sur - 0,00019.
Kemiske egenskaber
Wolfram påvirkes ikke af: aqua regia, svovlsyre, saltsyre, flussyre og salpetersyre, en vandig opløsning af natriumhydroxid, kviksølv, kviksølvdamp, ammoniak (op til 700 ° C), luft og oxygen (op til 400 ° C), brint, vand, hydrogenchlorid (op til 600°C), kulilte (op til 800°C), nitrogen.
Efter blot lidt opvarmning begynder tør fluor at kombineres med fintmalet wolfram. Som et resultat dannes hexafluorid (formel WF 6) - dette er et meget interessant stof, der har et smeltepunkt på 2,5 ° C og et kogepunkt på 19,5 ° C. Efter reaktion med klor dannes en lignende forbindelse, men reaktion er kun mulig ved en temperatur på 600°C. WC16, stålblå krystaller, begynder at smelte ved en temperatur på 275°C og koge, når den når 347°C. Wolfram danner svagt stabile forbindelser med jod og brom: tetra- og diiodid, penta- og dibromid.
Ved høje temperaturer kan wolfram kombineres med selen, svovl, nitrogen, bor, tellur, silicium og kulstof. Nogle af disse forbindelser er kendetegnet ved en fantastisk hårdhed, såvel som andre fremragende kvaliteter.
Af særlig interesse er carbonyl (formel W(CO)6). Wolfram her kombineres med kulilte og har derfor nul valens. Wolframcarbonyl fremstilles under særlige forhold, pga han er ekstremt ustabil. Ved en temperatur på 0° frigives det fra en speciel opløsning i form af farveløse krystaller efter at have nået 50°C, carbonyl nedbrydes fuldstændigt ved 100°C. Men det er netop takket være denne forbindelse, at tætte og hårde wolframbelægninger (fra ren wolfram) kan opnås. Mange wolframforbindelser, som wolfram selv, er meget aktive. For eksempel har wolframoxid wolframoxid WO3 evnen til at polymerisere. I dette tilfælde dannes såkaldte heteropolyforbindelser (deres molekyler kan indeholde mere end 50 atomer) og isopolyforbindelser.
Wolframoxid (VI)WO 3 er et krystallinsk stof med en lysegul farve, der bliver orange ved opvarmning. Oxidet har et smeltepunkt på 1473 °C og et kogepunkt på 1800 °C. Wolframsyre, der svarer til det, er ikke stabil i en vandopløsning, dihydratet udfælder, og det mister et molekyle vand ved temperaturer fra 70 til 100 ° C, og det andet molekyle ved temperaturer fra 180 til 350 ° C.
Wolframsyreanioner har tendens til at danne polyforbindelser. Som et resultat af reaktionen med koncentrerede syrer dannes blandede anhydrider:
12WO3 + H3PO4 = H3.
Reaktionen af wolframoxid og natriummetal producerer ikke-støkiometrisk natriumwolframat, som kaldes "wolframbronze":
WO3 + xNa = Na x WO3.
I processen med reduktion af wolframoxid med brint opnås under adskillelse hydratiserede oxider, der har en blandet oxidationstilstand, de kaldes "wolframblå":
WO3-n(OH)n, n = 0,5-0,1.
WO 3 + Zn + HCl = ("blå"), W 2 O 5 (OH) (brun)
Wolfram (VI) oxid er et mellemprodukt i produktionsprocessen af wolfram og dets forbindelser. Det er en komponent i udvalgte keramiske pigmenter og industrielt vigtige hydrogeneringskatalysatorer.
WCl 6 - Højere wolframchlorid, dannet som et resultat af interaktionen mellem metalwolfram eller wolframoxid med klor, fluor eller carbontetrachlorid. Efter reduktion af wolframchlorid med aluminium dannes wolframcarbonyl sammen med kulilte:
WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (i ether)