Особливості вольфраму
Щоб зрозуміти, яке практичне значення має оксид вольфраму, зазначимо, що сам метал володіє електричним опором, коефіцієнтом лінійного розширення, високою температурою плавлення. У чистого вольфраму висока пластичність. Метал розчиниться в кислоті тільки при нагріванні до температури 5000 про С. Він взаємодіє з вуглецем, утворюючи в якості продукту реакції карбід вольфраму. Отримане з'єднання відрізняється підвищеною міцністю.Найпоширеніший оксид вольфраму – вольфрамовий ангідрид. Основною перевагою хімічної сполуки є здатність відновлювати порошок до металу, утворюючи в якості побічних продуктів нижчі оксиди. Метал відрізняється високою щільністю, ламкістю та здатність при низьких температурах утворювати оксид вольфраму.
Сплави вольфраму
Вчені виділяють однофазні види сплавів, у складі яких є один або кілька елементів. Найбільш відомо з'єднання вольфраму з молібденом. Легування сплаву молібденом елементом підвищує міцність вольфраму при розтягуванні. Однофазними сплавами вважаються з'єднання: вольфрам – цирконій, вольфрам –гафній, ванадій – ніобій. Максимальну пластичність вольфраму надає реній. Його додавання не впливає на показники тугоплавкого металу.
Одержання металу
Традиційним способом можна отримати сплави тугоплавкого вольфраму: досягаючи температури плавлення, метал моментально переходить у газоподібну форму. Основним варіантом отримання чистого металу є електроліз. У промислових обсягах для отримання вольфрамових сплавів застосовують порошкову металургію. Для цього створюють особливі технологічні умови з використанням вакууму.
Знаходження в природі
Оксид вольфраму, формула якого WO 3 , називають вищим з'єднанням. Він не зустрічається в природі у чистому вигляді, а входить до складу вольфрамових руд. Процес видобутку і переробки тугоплавкого металу передбачає кілька етапів. Вищий оксид вольфраму виділяють з рудної маси. Далі проводиться збагачення з'єднання, а після обробки виділяють чистий метал. У процесі виготовлення тонкої вольфрамової дроту стежать за тим, щоб повністю видалити домішки. В іншому випадку технічні характеристики готового виробу будуть істотно знижені.
Сфери використання вольфраму
Як відновити оксид вольфраму? Водень, що взаємодіє з даними з'єднанням, що допомагає отримати чистий метал. Він необхідний при виготовленні ниток розжарювання, створення рентгенівських трубок, нагрівачів і екранів вакуумних печей, які предназначнги для використання при високих температурах. Сталь, легуючим елементом якої є вольфрам, відрізняється високими міцнісними якостями. Продукцію, виконану з подібного сплаву, застосовують при виробництві медичного інструменту, ріжучих пластин для буріння свердловин. Основною перевагою з'єднання вважають стійкість до механічної деформації.Ймовірність виникнення при експлуатації готових виробів тріщин і сколів досить невисока. Найпопулярнішою маркою сталі, до складу якої включений вольфрам, вважається переможе. З брухту цього рідкісного металу виготовляють якісні каталізатори, різноманітні фарби, спеціальні пігменти і т. п. У сучасної атомної промисловості широко використовують тиглі з вольфраму і контейнери для розміщення радіоактивних відходів. Тугоплавкість металу відіграє особливу роль при дуговому зварюванні. Так як вольфрам в чистому вигляді вважається досить рідкісним металом, проводиться процедура збагачення та переробки вольфрамової руди. У чистому вигляді він має світло-сірий колір з характерним металевим блиском. Стандартні сплави вольфраму, іменовані стеллитами, містять також кобальт і хром. Основними компонентом в таких сполуках виступає кобальт. Сплави затребувані в машинобудуванні.
Оксиди вольфраму
Які особливості має оксид вольфраму (6), формула якого має вигляд WO 3 ? Метал здатний виявляти різні ступені окислення: максимальну стійкість мають варіанти з валентністю металу (4) і (6). Перше з'єднання виду WO 2 відноситься до кислотних оксидам і володіє наступними характеристиками: висока температура плавлення і особлива щільність. Ця хімічна сполука майже не розчиняється у воді, але в разі нагрівання може розчинятися в кислотах і лугах. У хімічній промисловості його використовують в якості каталізатора в деяких реакціях. Наприклад, з'єднання WO 2 застосовують у виробництві керамічних виробів. Оксид вольфраму, має валентність (6), також виявляє характерні кислотні властивості. Дане з'єднання вступає у взаємодію з лугами, але не здатне розчинятися у воді. Враховуючи, що у з'єднання висока температура плавлення, його використовують лише в якості прискорювача хімічних процесів.
Висновок
В курсі неорганічної хімії особлива увага приділяється вивченню оксидів, аналізу їх властивостей і особливостей примененияв промисловості. Наприклад, на випускному іспиті дев'ятикласникам пропонують завдання наступного змісту: «Складіть формули оксидів міді, заліза, вольфраму, а також визначте їх основні хімічні властивості».Для того щоб успішно впоратися з поставленим завданням, необхідно мати уявлення про особливості оксидів. Такими вважають бінарні сполуки, в яких другим елементом варто кисень. Оксиди прийнято класифікувати на три групи: основні, кислотні, амфотерні. Залізо і мідь є елементами побічної підгрупи, тому здатні проявляти змінні валентності. Для міді можна записати лише два варіанти оксидів, проявляють основні властивості - Cu 2 O і CuO. Залізо розташовується не в головній підгрупі хімічних елементів, тому мають місце ступені окислення +2 і +3. В цих випадках утворюються оксиди наступних видів - FeO і Fe 2 O 3 . Вольфрам у бінарних сполуках з киснем найчастіше проявляє валентності (4) і (6). Обидва оксиду даного металу проявляють кислотні властивості, тому вони використовуються в промисловості у якості прискорювачів хімічних процесів. Основним призначенням всіх оксидів вольфраму є виділення з них чистого металу, затребуваного в хімічній і металургійній промисловості.