Το οξείδιο του βολφραμίου θεωρείται ένα από τα πιο πυρίμαχα σε αυτήν την κατηγορία ανόργανων ουσιών. Για να χαρακτηρίσουμε το μέταλλο, ας αναλύσουμε τις ιδιότητες του ίδιου του μετάλλου.
Χαρακτηριστικά του βολφραμίου
Για να κατανοήσουμε την πρακτική σημασία του οξειδίου του βολφραμίου, σημειώνουμε ότι το ίδιο το μέταλλο έχει ηλεκτρική αντίσταση, συντελεστή γραμμικής διαστολής και υψηλό σημείο τήξης.
Το καθαρό βολφράμιο έχει υψηλή ολκιμότητα. Το μέταλλο θα διαλυθεί σε οξύ μόνο όταν θερμανθεί σε θερμοκρασία 5000 oC. Αντιδρά με τον άνθρακα, σχηματίζοντας καρβίδιο βολφραμίου ως προϊόν αντίδρασης. Ο σύνδεσμος που προκύπτει είναι εξαιρετικά ανθεκτικός.
Το πιο κοινό οξείδιο του βολφραμίου είναι ο ανυδρίτης του βολφραμίου. Το κύριο πλεονέκτημα της χημικής ένωσης είναι η ικανότητα να μειώνει τη σκόνη σε μέταλλο, σχηματίζοντας χαμηλότερα οξείδια ως υποπροϊόντα.
Το μέταλλο χαρακτηρίζεται από υψηλή πυκνότητα, ευθραυστότητα και την ικανότητα να σχηματίζει οξείδιο του βολφραμίου σε χαμηλές θερμοκρασίες.
κράματα βολφραμίου
Οι επιστήμονες εντοπίζουν μονοφασικούς τύπους κραμάτων, στους οποίους περιλαμβάνονταιυπάρχουν ένα ή περισσότερα στοιχεία. Η πιο γνωστή ένωση βολφραμίου με μολυβδαίνιο. Η κράμα του κράματος με μολυβδαίνιο αυξάνει την αντοχή σε εφελκυσμό του βολφραμίου.
Τα μονοφασικά κράματα είναι ενώσεις: βολφράμιο - ζιρκόνιο, βολφράμιο - άφνιο, βολφράμιο - νιόβιο. Το ρήνιο δίνει τη μέγιστη πλαστικότητα στο βολφράμιο. Η προσθήκη του δεν επηρεάζει την απόδοση του πυρίμαχου μετάλλου.
Λήψη μετάλλου
Είναι αδύνατο να ληφθούν κράματα πυρίμαχου βολφραμίου με τον παραδοσιακό τρόπο: φτάνοντας στο σημείο τήξης, το μέταλλο περνά αμέσως σε αέρια μορφή. Η κύρια επιλογή για τη λήψη καθαρού μετάλλου είναι η ηλεκτρόλυση. Σε βιομηχανικούς όγκους, η μεταλλουργία σκόνης χρησιμοποιείται για τη λήψη κραμάτων βολφραμίου. Για να το κάνετε αυτό, δημιουργήστε ειδικές τεχνολογικές συνθήκες χρησιμοποιώντας το κενό.
Όντας στη φύση
Το
Οξείδιο του βολφραμίου, του οποίου ο τύπος είναι WO3, ονομάζεται η υψηλότερη ένωση. Δεν απαντάται στη φύση στην καθαρή του μορφή, αλλά αποτελεί μέρος των μεταλλευμάτων βολφραμίου. Η διαδικασία εξαγωγής και επεξεργασίας πυρίμαχου μετάλλου περιλαμβάνει διάφορα στάδια.
Απομονώνεται υψηλότερο οξείδιο του βολφραμίου από τη μάζα του μεταλλεύματος. Στη συνέχεια, η ένωση εμπλουτίζεται και μετά την επεξεργασία, απομονώνεται καθαρό μέταλλο.
Στη διαδικασία κατασκευής λεπτού σύρματος βολφραμίου, πρέπει να ληφθεί μέριμνα ώστε να αφαιρεθούν πλήρως οι ακαθαρσίες. Διαφορετικά, οι προδιαγραφές του τελικού προϊόντος θα μειωθούν σημαντικά.
Σφαίρες χρήσης βολφραμίου
Πώς να αποκαταστήσετε το οξείδιο του βολφραμίου; Η αλληλεπίδραση του υδρογόνου με αυτή την ένωση βοηθά στη λήψη ενός καθαρού μετάλλου. Είναι απαραίτητο για την κατασκευή νημάτων, σωλήνων ακτίνων Χ, θερμαντήρων και οθονών κλιβάνων κενού, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες.
Ο χάλυβας, στον οποίο το βολφράμιο είναι στοιχείο κράματος, έχει ιδιότητες υψηλής αντοχής. Τα προϊόντα που κατασκευάζονται από ένα τέτοιο κράμα χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ιατρικών οργάνων, πλάκες κοπής για διάνοιξη φρεατίων. Το κύριο πλεονέκτημα της σύνδεσης είναι η αντοχή στη μηχανική παραμόρφωση.
Η πιθανότητα να εμφανιστούν ρωγμές και ρινίσματα κατά τη λειτουργία των τελικών προϊόντων είναι μάλλον χαμηλή. Η πιο δημοφιλής ποιότητα χάλυβα, η οποία περιλαμβάνει βολφράμιο, θεωρείται ότι κερδίζει.
Το θραύσμα αυτού του σπάνιου μετάλλου χρησιμοποιείται για την παραγωγή καταλυτών υψηλής ποιότητας, όλων των ειδών χρωμάτων, ειδικών χρωστικών κ.λπ. Στη σύγχρονη πυρηνική βιομηχανία, χωνευτήρια βολφραμίου και δοχεία για ραδιενεργά απόβλητα χρησιμοποιούνται ευρέως.
Η ανθεκτικότητα του μετάλλου παίζει ιδιαίτερο ρόλο στη συγκόλληση με τόξο. Δεδομένου ότι το βολφράμιο στην καθαρή του μορφή θεωρείται ένα μάλλον σπάνιο μέταλλο, για την απόκτησή του, πραγματοποιείται η διαδικασία εμπλουτισμού και επεξεργασίας μεταλλεύματος βολφραμίου. Στην καθαρή του μορφή έχει ανοιχτό γκρι χρώμα με χαρακτηριστική μεταλλική γυαλάδα. Τα τυπικά κράματα βολφραμίου, που αναφέρονται ως stellites, περιλαμβάνουν επίσης κοβάλτιο και χρώμιο. Το κύριο συστατικό σε τέτοιες ενώσεις είναι το κοβάλτιο. Κράματασε ζήτηση στη μηχανολογία.
Οξείδια βολφραμίου
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του οξειδίου του βολφραμίου (6), ο τύπος του οποίου είναι WO3; Το μέταλλο μπορεί να παρουσιάσει διαφορετικούς βαθμούς οξείδωσης: η μέγιστη σταθερότητα έχει επιλογές με μεταλλικό σθένος (4) και (6). Η πρώτη ένωση του τύπου WO2 ανήκει σε όξινα οξείδια και έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: υψηλό σημείο τήξης και ειδική πυκνότητα. Αυτή η χημική ένωση είναι σχεδόν αδιάλυτη στο νερό, αλλά όταν θερμαίνεται, μπορεί να διαλυθεί σε οξέα και αλκάλια. Στη χημική βιομηχανία, χρησιμοποιείται ως καταλύτης σε ορισμένες αντιδράσεις. Για παράδειγμα, η ένωση WO2 χρησιμοποιείται στην παραγωγή κεραμικών προϊόντων.
Το οξείδιο του βολφραμίου, με σθένος (6), παρουσιάζει επίσης χαρακτηριστικές όξινες ιδιότητες. Αυτή η ένωση αντιδρά με αλκάλια, αλλά δεν μπορεί να διαλυθεί στο νερό. Δεδομένου ότι η ένωση έχει υψηλό σημείο τήξης, χρησιμοποιείται μόνο ως επιταχυντής χημικών διεργασιών.
Συμπέρασμα
Στο μάθημα της ανόργανης χημείας δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στη μελέτη των οξειδίων, στην ανάλυση των ιδιοτήτων τους και στις ιδιαιτερότητες της εφαρμογής τους στη βιομηχανία. Για παράδειγμα, στην τελική εξέταση, στους μαθητές της ένατης τάξης προσφέρεται η εργασία με το ακόλουθο περιεχόμενο: "Φτιάξτε τύπους για οξείδια χαλκού, σιδήρου, βολφραμίου και προσδιορίστε επίσης τις βασικές χημικές τους ιδιότητες."
Για να αντιμετωπίσετε με επιτυχία την εργασία, είναι απαραίτητο να έχετε μια ιδέα για τα χαρακτηριστικά των οξειδίων. Ως τέτοιαθεωρήστε δυαδικές ενώσεις στις οποίες το δεύτερο στοιχείο είναι το οξυγόνο. Όλα τα οξείδια ταξινομούνται συνήθως σε τρεις ομάδες: βασικά, όξινα, αμφοτερικά.
Ο σίδηρος και ο χαλκός είναι στοιχεία μιας δευτερεύουσας υποομάδας, επομένως είναι σε θέση να εμφανίζουν μεταβλητά σθένη. Για τον χαλκό, μπορούν να γραφούν μόνο δύο παραλλαγές οξειδίων που παρουσιάζουν βασικές ιδιότητες - Cu2O και CuO.
Ο σίδηρος δεν βρίσκεται στην κύρια υποομάδα των χημικών στοιχείων, επομένως, λαμβάνουν χώρα καταστάσεις οξείδωσης +2 και +3. Σε αυτές τις περιπτώσεις, σχηματίζονται οξείδια των ακόλουθων τύπων - FeO και Fe2O3.
Το βολφράμιο σε δυαδικές ενώσεις με οξυγόνο στις περισσότερες φορές εμφανίζει σθένες (4) και (6). Και τα δύο οξείδια αυτού του μετάλλου παρουσιάζουν όξινες ιδιότητες, επομένως χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία ως επιταχυντές χημικών διεργασιών.
Ο κύριος σκοπός όλων των οξειδίων του βολφραμίου είναι να απομονώσουν από αυτά καθαρό μέταλλο, το οποίο είναι σε ζήτηση στη χημική και μεταλλουργική βιομηχανία.
