Wolfram

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Pentru alte sensuri, vedeți Wolfram (dezambiguizare).
Wolfram
TantalWolframReniu
Molibden
  Lattic simple cubic.svg

74
W
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
W
Seaborgiu
Tabelul completTabelul extins
Informații generale
Nume, Simbol, Număr Wolfram, W, 74
Serie chimică metale
Grupă, Perioadă, Bloc 6, 6, d
Densitate 19250 kg/m³
Culoare argintie
Număr CAS
Număr EINECS
Proprietăți atomice
Masă atomică 183,84 u
Rază atomică 135 (193) pm
Rază de covalență 146 pm
Rază van der Waals pm
Configurație electronică [Xe] 4f145d46s2
Electroni pe nivelul de energie 2, 8, 18, 32, 12, 2
Număr de oxidare 6, 5, 4, 3, 2
Oxid
Structură cristalină cubică
Proprietăți fizice
Fază ordinară solid
Punct de topire 3422 °C 3695 K
Punct de fierbere 5555 °C 5828 K
Energie de fuziune 35,4 kJ/mol
Energie de evaporare 824 kJ/mol
Temperatură critică  K
Presiune critică  Pa
Volum molar 9,47 · 10-6 m³/kmol
Presiune de vapori 4,27
Viteza sunetului 5174 (long.), 2900 (trans.) m/s la 20 °C
Forță magnetică
Informații diverse
Electronegativitate (Pauling) 2,36
Căldură specifică 130 J/(kg·K)
Conductivitate electrică 18,9 · 106 S/m
Conductivitate termică 174 W/(m·K)
Primul potențial de ionizare 770 kJ/mol
Al 2-lea potențial de ionizare 1700 kJ/mol
Al 3-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_3}}} kJ/mol
Al 4-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_4}}} kJ/mol
Al 5-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_5}}} kJ/mol
Al 6-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_6}}} kJ/mol
Al 7-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_7}}} kJ/mol
Al 8-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_8}}} kJ/mol
Al 9-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_9}}} kJ/mol
Al 10-lea potențial de ionizare {{{potențial_de_ionizare_10}}} kJ/mol
Cei mai stabili izotopi
Simbol AN T1/2 MD Ed PD
MeV
182W 26,3 % stabil cu 108 neutroni
183W 14,3 % stabil cu 109 neutroni
184W 30,67 % stabil cu 110 neutroni
186W 28,6 % stabil cu 112 neutroni
Precauții
NFPA 704
Unitățile SI și condiții de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.
Inflamabil
Wolfram

Wolframul (numit și tungsten) este un element chimic din grupa metalelor situat în poziția 74 în tabelul periodic al elementelor. Simbolul chimic este "W". Wolframul este un metal cu luciu alb-argintiu, ce cristalizează în sistemul cubic cu volum centrat fără a mai avea și alte forme alotropice. Foarte dur, wolframul nu este casant ci devine ductil în stare pură păstrându-și în acelalași timp rezistența. Are o densitate remarcabil de mare și anume 19,3 grame pe centimetru cub. Din toate metalele pure, punctul lui de topire este cel mai ridicat, iar punctul lui de fierbere este al doilea ca mărime (după carbon). Utilitatea lui cea mai cunoscută este ca filament în becuri electrice.

Istoria și etimologia[modificare | modificare sursă]

În secolul 16 mineralologul Georgius Agricola din Freiberg a descris existența unui mineral care îngreuna extracția de cositor. Segmentul "wolf" (lup) din denumirea wolframului de aici provine, deoarece "mânca" cositorul ca un lup. Georgius Agricola îl numea lupi spuma.[1]

Denumirea de tungsten în engleză și franceză este derivată din tung sten (în suedeză "piatră grea"). În Suedia denumirea se referea însă la wolframat de calciu. Wolfram pur a fost produs prima dată în 1783 de către frații spanioli Fausto și Juan José Elhuyar prin reducția de trioxid de wolfram din wolframit.

Proprietăți fizice[modificare | modificare sursă]

Wolframul este un metal maleabil, ductil și în stare pură extrem de rezistent. Ceea ce este extraordinar la acest metal observăm prin faptul că rezistența la rupere a unei sârme de wolfram poate ajunge până la 400 daN/mm², rezistență ce se menține chiar și la temperaturi mai mari de 770 °C.Datorită ductibilității sale, din 100 g de wolfram se poate obține o sârmă lungă de 40 km.

Proprietăți chimice[modificare | modificare sursă]

Wolframul este un metal puțin reactiv. El nu este atacat de apa regală sau de acidul fluorhidric, în lipsă de oxigen nu se dizolvă în soluțiile sărurilor alcaline (amoniac, hidroxid de sodiu sau potasiu). Totuși nu rezistă la acțiunea compușilor oxidanți precum: acidul azotic sau cloratul de potasiu. Pulberea acestui metal poate fi aprinsă; în rest este stabil față de aer, apă și halogeni bineînțeles cu excepția fluorului (nemetal care reacționează cu toate elementele inclusiv unele gaze nobile). Reacționează și la cald și la rece cu azotul. Alți compuși interesanți sunt carburile (W2C,WC și W2C3)ce se aseamăna prin duritate cu diamantul.

Resurse[modificare | modificare sursă]

Wolframit din Portugalia

Procentajul de wolfram în scoarța pamântului este de circa 0,0001 g/t[2], sau 0,0064 procentaj de greutate (Valoarea Clarke). Wolframul nu apare în formă curată, ci în formă de oxizi și wolframate. Cele mai importante minereuri de wolfram sunt wolframit (Mn, Fe)WO4 și scheelit CaWO4. Alte minereuri de wolfram sunt stolzit PbWO4 și tuneptit WO3 · H2O.

Zăcămintele cele mai importante se găsesc în China, SUA, Korea, Bolivia, Kazahstan, Rusia, Austria și Portugalia. Volumul total de wolfram în zăcămintele pe pământ se apreciază actualmente ca corespondînd 2,9 de milioane de tone de wolfram pur.

În anul 2006 producția globală de wolfram era de 73.300 t. Cel mai mare producător de wolfram este China cu circa 80% (62.000 t/an) din producția globală anuală.

Utilizarea[modificare | modificare sursă]

Filament din Wolfram al unui bec de 200W

Datorită punctului de fuziune ridicat (peste 3000  °C) este întrebuințat pentru construirea filamentelor de la lămpile cu incandescență, filamentele tuburilor electronice, anozii tuburilor radiogene (vezi Aparat roentgen) și a tuburilor electronice de putere mare. Wolframul are o densitate și o duritate foarte mare, lucruri care îl fac utilizat la construcția de capete tăietoare la mașini de forat, la burghie. Se aliază cu oțelul (2-3%) pentru obținerea unor oțeluri speciale, foarte dure, care se uzează greu, metalul în stare pură fiind casant.

Datorită densității sale mari wolframul este folosit și pentru ecranaje ca protecție de raze. Efectul de ecranaj este mai bun decât cel al plumbului, dar este mai rar folosit datorită costurilor mai mari și pentru că wolframul e greu de prelucrat.

Tot datorită densității sale mari, wolframul este utilizat pentru muniție anti-blindaj. Proiectile din carbid de wolfram, cu nucleu din carbid de wolfram (muniție APFSDS), sau conținând multe săgeți mici de Wolfram (muniție AHEAD - Advanced Hit Efficiency And Destruction, care este un tip de muniție ABM - Air Burst Munition) sunt mai costisitoare decât cele corespunzătoare din uraniu sărăcit, dar nu sunt toxice și nici radioactive ca acesta.

Fiziologie[modificare | modificare sursă]

Dupa cunoștințele actuale wolframul nu este toxic. Cazuri de cancer pulmonar la muncitori din firme producătoare și care prelucrează metale tari s-au dovedit a fi cauzate de cobalt.[3] În încercări cu animale s-a constatat că cea mai mare parte a wolframului care ajunge în corp este excretat prin urină. Doar o foarte mică parte se depozitează în rinichi și în oase.[4]

Note de securitate[modificare | modificare sursă]

În formă de praf wolframul se aprinde ușor. Sub formă compactă nu arde.

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Oxizi[modificare | modificare sursă]

Wolfram formează mai mulți oxizi[5]:

  • trioxid de wolfram WO3 – galben citron
  • dioxid de wolfram WO2 – brun
  • W10O29, WO2,92-WO2,88
  • W4O11, WO2,76-WO2,73
  • W18O49, WO2,72
  • W20O50, WO2,50

Utilizari ale legăturilor de wolfram[modificare | modificare sursă]

Carbura de wolfram de folosește ca reflector de Neutroni la arme nucleare pentru a reduce masa critică. Carburi de wolfram se folosesc în prelucrarea materialelor datorită durității lor. Datorită durității și densității mari se folosesc și la muniții anti-blindaj. Wolframate se utilizează pentru impermeabilizări pentru a le face rezistente la temperaturi mari. În industria ceramică și în pictură se folosesc culori bazînd pe pigmenți care conțin wolfram. Wolframat de plumb se utilizează ca scintilator modern în fizica particulelor elementare.

Alte legături[modificare | modificare sursă]

  • wolframat de sodiu Na2WO4
  • wolframat de circoniu ZrW2O8 - una din puținele substanțe care se contractă la încălzire
  • bronz de wolfram NaxWO3
  • wolframat de calciu CaWO4
  • carbid de wolfram WC - legatură extrem de dură folosită ca metal dur. Există și diwolframcarbid W2C.
  • hexafluorid de wolfram WF6
  • wolframat de plumb PbWO4

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ de Kluge: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache, ed. 24, Berlin, Walter de Gruyter 2002, pag. 995–996. ISBN 3-11-017473-1
  2. ^ de dtv-Atlas zur Chemie, vol 1, pag. 243
  3. ^ en Agency for Toxic Substances & Disease Registry: Toxicologic Profile for Tungsten (verificat în 22. februarie 2009)
  4. ^ en George Kazantzis și Per Leffler în Handbook on the Toxicology of Metals (Third Edition), 2007, pag. 871–9
  5. ^ de Dr. Heinrich Remy: Lehrbuch der Anorganischen Chemie vol. I + II, Leipzig 1973

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

-Ovidiu Hătărăscu, METALELE ÎN EPOCA ACTUALĂ,editura Albatros,București,1982

Legături externe[modificare | modificare sursă]