wolfram

Wolfram


Odkryty został przez szwedzkiego chemika Carla Wilhelma Scheele w 1781 r. Nazwa polska wywodzi się z niemieckich słów wolf (wilk) i ran (piana). Wolfram jest jednym z pierwiastków przejściowych. Czysty wolfram jest srebrzystobiałym i kowalnym metalem. Zanieczyszczony, techniczny wolfram jest stalowoszary, kruchy i twardy. Pierwiastek ten ma najwyższą temperaturę topnienia ze wszystkich metali 3420°C. Sproszkowany ma własności piroforyczne. Tworzy związki głównie na +6, +5 i +4 stopniu utlenienia.Tworzy 5 izotopów trwałych i 33 promieniotwórczych. W naturze pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym. Towarzyszy rudom innych metali. Największe odkryte złoża wolframu występują w Południowej Korei, Portugalii, Austrii i Australii. Głównymi rudami są: wolframit (Fe,Mn)WO4, ferberyt FeWO4, hibneryt MnWO4 i szelit CaWO4. Pod względem występowania w wierzchniej warstwie skorupy ziemskiej zajmuje 25 miejsce. Wolfram otrzymuje się poprzez redukcję trójtlenku wolframu (WO3) wodorem w temperaturze ok. 730 °C. Metoda otrzymywania wolframu składa się z kilku stopni, których produktami są m.in. wolframian sodu (Na2WO4), kwas wolframowy (H2WO4) i trójtlenek wolframu (WO3) ostatecznie redukowany wodorem do czystego metalu. Uzyskany proszek wolframowy formuje się w sztaby i przetapia.W temperaturze pokojowej reaguje tylko z fluorem. Bardzo silnie ogrzany wchodzi w reakcje z tlenem (WO3), azotem, węglem (WC), krzemem, oraz borem, chlorem, parą wodną, siarką, kwasem siarkowym. Nie rozpuszcza się w kwasie azotowym, solnym i fluorowodorze. Roztwarza się w m.in. w mieszaninie kwasu flurowodorowego i azotowego. Do ważniejszych związków wolframu należą: kwas wolframowy H2WO4, wolframiany(VI) (np. Na2WO4, CaWO4), heteropoliwolframiany (np. K4[SiW12O40]), fluorek wolframu WF6, chlorek wolframu WCl5, związki kompleksowe, w których skład wchodzi wolfram (np. K2[W(OH)Cl5]).

Wolfram znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Wykorzystywany w postaci związku z węglem, węglika wolframu używany jest przy wyrobie stali do narzędzi szybko tnących i do obróbki skrawaniem. Wolfram osiąga bar­dzo wysoką wytrzymałość, dochodzącą w stanie umocnionym przez zgniot do 4200 MPa. Narzędzia tokarskie, gniazda zaworów lotniczych, matryce wykonane ze stopów kobaltu i chromu zawierają około 2,5% węglika wolframu odznaczającego się bardzo dużą twardością, którą zachowują przy wysokich temperaturach.

Wolfram niezbędny jest również do galwanicznego platerowanie. Z wolframu wytwarza się włókna lamp żarowych i do zbrojenia kom­pozytów (borsic), elementy grzewcze pieców, lamp elektronowych i aparatów, anody lamp rentgenowskich. W postaci blach jest stosowany w budowie rakiet i samolotów naddźwiękowych na osłony powierzchni narażonych na silne tarcie o powietrze (np. krawędzi skrzydeł). W formie odkuwek jest używany na dysze silników odrzutowych. Bardzo szerokie zastosowanie znalazł wolfram jako dodatek stopowy do stali i stopów specjalnych oraz do wytwarzania węglików spiekanych.

Wolfram mimo wysokiej temperatury topnienia nie ma szerokiego zastosowania w wysokich temperaturach ze względu na niską żaroodporność w atmosferach, w których ciśnienie cząstkowe tlenu jest dostatecznie wysokie. Mianowicie trójtlenek wolframu W03 ma ni­ską temperaturę topnienia (1470°C) i wykazuje dużą lotność. Powoduje to, że metal ten ulega korozji katastrofalnej już we względnie średnich temperaturach. Stąd też w środowiskach utleniają­cych wolfram nie może być stosowany w temperaturach powyżej 800°C. Mechanizm utleniania tego metalu można traktować w pewnym sensie jako modelowy w odniesieniu do in­nych metali utleniających się również z utworzeniem lotnych tlenków (np. wanad i chrom). Wolfram jest dotąd jedynym metalem, którego szybkość utleniania była dokładniej badana w tempera­turach powyżej 2000°C. Wolfram stosowany jest także jest do wyrobu biżuterii. Stopy wolframu są hipoalegiczne, dlatego biżuteria wykonana z tych stopów nie powoduje wysypki i przebarwień skóry. Taka biżuteria jest zalecana dla osób uczulonych na metale takie jak złoto, srebro czy platyna.

Wolfram jest komponentem większości mieszanych diet, nie wiadomo jednak dokładnie, czy jest on niezbędnym pierwiastkiem śladowym. Wolfram pochodzący z pożywienia jest magazynowany w wątrobie, nerkach i kościach. Mamy mało informacji na temat przeciętnego dziennego spożycia wolframu, nie ustalono także zalecanej dziennej dawki dla tego pierwiastka. Od powiązań z wolframem zależy działanie innych pierwiastków, szczególnie miedzi i molibdenu. Wolfram może na przykład utrudniać absorpcję molibdenu w jelitach, co ma wpływ na aktywność enzymu, oksydazy ksantynowej, który potrzebuje molibdenu do prawidłowego funkcjonowania. Czysty wolfram jest niezbyt toksyczny, ale niektóre jego związki, np. węglik wolframu, powodują uszkodzenia płuc.Obecnie nie stosuje się wolframu ani w zapobieganiu, ani w leczeniu chorób.

W chemii analitycznej stosowany jest paramolibdenian amonowy (NH4)6[Mo7O24] jako odczynnik do wykrywania i oznaczania kwasu fosforowego. Przez spojenie drutu wolframowego z molibdenowym można uzyskać termoparę do pomiaru wysokich temperatur. Związki wolframu używane są również jako składniki pigmentów i smarów.




















Wyszukiwarka