Volframov oksid se smatra jednim od najvatrostalnijih u ovoj klasi anorganskih tvari. Kako bismo okarakterizirali metal, analizirajmo kvalitete samog metala.
Značajke volframa
Da bismo razumjeli praktičnu važnost volfram-oksida, napominjemo da sam metal ima električni otpor, koeficijent linearne ekspanzije i visoku točku taljenja.
Čisti volfram ima visoku duktilnost. Metal će se otopiti u kiselini samo kada se zagrije na temperaturu od 5000 oC. Reagira s ugljikom, stvarajući volfram karbid kao produkt reakcije. Rezultirajući spoj je vrlo izdržljiv.
Najčešći volframov oksid je volframov anhidrid. Glavna prednost kemijskog spoja je sposobnost redukcije praha u metal, stvarajući niže okside kao nusproizvode.
Metal karakterizira visoka gustoća, krhkost i sposobnost stvaranja volframovog oksida na niskim temperaturama.
Legura volframa
Znanstvenici identificiraju jednofazne vrste legura, koje uključujupostoji jedan ili više elemenata. Najpoznatiji spoj volframa s molibdenom. Legiranje legure s molibdenom povećava vlačnu čvrstoću volframa.
Monofazne legure su spojevi: volfram - cirkonij, volfram - hafnij, volfram - niobij. Renij daje maksimalnu plastičnost volframu. Njegov dodatak ne utječe na performanse vatrostalnog metala.
Dobivanje metala
Nemoguće je dobiti legure vatrostalnog volframa na tradicionalan način: dosegnuvši točku taljenja, metal odmah prelazi u plinoviti oblik. Glavna opcija za dobivanje čistog metala je elektroliza. U industrijskim količinama metalurgija praha se koristi za dobivanje legura volframa. Da biste to učinili, stvorite posebne tehnološke uvjete pomoću vakuuma.
Biti u prirodi
Volframov oksid, čija je formula WO3, naziva se najvišim spojem. Ne pojavljuje se u prirodi u svom čistom obliku, već je dio volframovih ruda. Proces ekstrakcije i obrade vatrostalnog metala uključuje nekoliko faza.
Viši volframov oksid izoliran je iz rudne mase. Zatim se spoj obogaćuje, a nakon obrade se izolira čisti metal.
U procesu izrade tanke volframove žice, mora se voditi računa o potpunom uklanjanju nečistoća. Inače, specifikacije gotovog proizvoda bit će značajno smanjene.
Sfere upotrebe volframa
Kako obnoviti volframov oksid? Vodik u interakciji s ovim spojem pomaže u dobivanju čistog metala. Neophodan je u proizvodnji filamenata, rendgenskih cijevi, grijača i zaslona za vakuumske peći, koji su dizajnirani za korištenje na visokim temperaturama.
Čelik, u kojem je volfram legirajući element, ima svojstva visoke čvrstoće. Proizvodi izrađeni od takve legure koriste se u proizvodnji medicinskih instrumenata, reznih ploča za bušenje bušotina. Glavna prednost spoja je otpornost na mehaničku deformaciju.
Vjerojatnost pojave pukotina i strugotina tijekom rada gotovih proizvoda je prilično niska. Najpopularnija klasa čelika, koja uključuje volfram, smatra se pobjedničkom.
Otpad ovog rijetkog metala koristi se za proizvodnju visokokvalitetnih katalizatora, svih vrsta boja, specijalnih pigmenata itd. U modernoj nuklearnoj industriji široko se koriste volframovi lonci i spremnici za radioaktivni otpad.
Vatrostalnost metala igra posebnu ulogu u elektrolučnom zavarivanju. Budući da se volfram u svom čistom obliku smatra prilično rijetkim metalom, za njegovo dobivanje provodi se postupak obogaćivanja i prerade volframove rude. U svom čistom obliku ima svijetlo sivu boju s karakterističnim metalnim sjajem. Standardne legure volframa, koje se nazivaju steliti, također uključuju kob alt i krom. Glavna komponenta u takvim spojevima je kob alt. Leguretraženo u strojarstvu.
Oksidi volframa
Koje su karakteristike volframovog oksida (6), čija je formula WO3? Metal može pokazati različite stupnjeve oksidacije: maksimalnu stabilnost ima opcije s valentnošću metala (4) i (6). Prvi spoj tipa WO2 pripada kiselim oksidima i ima sljedeće karakteristike: visoko talište i posebnu gustoću. Ovaj kemijski spoj gotovo je netopiv u vodi, ali kada se zagrije, može se otopiti u kiselinama i lužinama. U kemijskoj industriji koristi se kao katalizator u nekim reakcijama. Na primjer, spoj WO2 koristi se u proizvodnji keramičkih proizvoda.
Volframov oksid, koji ima valenciju (6), također pokazuje karakteristična kisela svojstva. Ovaj spoj reagira s lužinama, ali se ne može otopiti u vodi. S obzirom da spoj ima visoku točku taljenja, koristi se samo kao akcelerator kemijskih procesa.
Zaključak
U tečaju anorganske kemije posebna se pozornost posvećuje proučavanju oksida, analizi njihovih svojstava i osobitosti njihove primjene u industriji. Primjerice, na završnom ispitu učenicima devetih razreda nudi se zadatak sljedećeg sadržaja: "Napravi formule za okside bakra, željeza, volframa, te im također odredi osnovna kemijska svojstva."
Da biste se uspješno nosili sa zadatkom, potrebno je imati predodžbu o značajkama oksida. Kao takavrazmotrimo binarne spojeve u kojima je drugi element kisik. Svi se oksidi obično klasificiraju u tri skupine: bazični, kiseli, amfoterni.
Željezo i bakar su elementi sekundarne podskupine, stoga mogu pokazivati promjenjive valencije. Za bakar se mogu napisati samo dvije varijante oksida koje pokazuju osnovna svojstva - Cu2O i CuO.
Željezo se ne nalazi u glavnoj podskupini kemijskih elemenata, stoga se odvijaju oksidacijska stanja +2 i +3. U tim slučajevima nastaju oksidi sljedećih vrsta - FeO i Fe2O3.
Volfram u binarnim spojevima s kisikom u najčešće pokazuje valencije (4) i (6). Oba oksida ovog metala pokazuju kisela svojstva, pa se koriste u industriji kao akceleratori kemijskih procesa.
Glavna svrha svih volframovih oksida je izolirati čisti metal od njih, koji je tražen u kemijskoj i metalurškoj industriji.
