Volfram oksid se smatra jednim od najvatrostalnijih u ovoj klasi neorganskih supstanci. Da bismo okarakterizirali metal, analizirajmo kvalitete samog metala.
Karakteristike volframa
Da bismo razumjeli praktičnu važnost volfram-oksida, primjećujemo da sam metal ima električni otpor, koeficijent linearne ekspanzije i visoku tačku topljenja.
Čisti volfram ima visoku duktilnost. Metal će se rastvoriti u kiselini samo kada se zagreje 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 hemijskog jedinjenja je sposobnost redukcije praha u metal, formirajući niže okside kao nusproizvode.
Metal se odlikuje velikom gustinom, krhkošću i sposobnošću da formira volframov oksid na niskim temperaturama.
Legura volframa
Naučnici identifikuju jednofazne vrste legura, koje uključujupostoji jedan ili više elemenata. Najpoznatije jedinjenje volframa sa molibdenom. Legiranje legure sa molibdenom povećava vlačnu čvrstoću volframa.
Monofazne legure su jedinjenja: volfram - cirkonijum, volfram - hafnijum, volfram - niobijum. Renijum daje maksimalnu plastičnost volframu. Njegov dodatak ne utiče na performanse vatrostalnog metala.
Dobijanje metala
Nemoguće je dobiti legure vatrostalnog volframa na tradicionalan način: dostižući tačku topljenja, metal trenutno prelazi u gasoviti 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 uslove koristeći vakuum.
Biti u prirodi
Volfram oksid, čija je formula WO3, naziva se najvišim jedinjenjem. 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 je izolovan iz rudne mase. Zatim se jedinjenje obogaćuje, a nakon obrade izoluje se čisti metal.
U procesu izrade tanke volframove žice, mora se voditi računa o potpunom uklanjanju nečistoća. U suprotnom, specifikacije gotovog proizvoda će biti značajno smanjene.
Sfere upotrebe volframa
Kako vratiti volfram oksid? Vodonik 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 upotrebu na visokim temperaturama.
Čelik, u kojem je volfram legirajući element, ima svojstva visoke čvrstoće. Proizvodi napravljeni od takve legure koriste se u proizvodnji medicinskih instrumenata, reznih ploča za bušenje bunara. Glavna prednost veze je otpornost na mehaničku deformaciju.
Vjerojatnost pojave pukotina i strugotina tokom rada gotovih proizvoda je prilično niska. Najpopularniji čelik, koji uključuje volfram, smatra se pobjedničkim.
Otpad ovog rijetkog metala koristi se za proizvodnju visokokvalitetnih katalizatora, svih vrsta boja, specijalnih pigmenata, itd. U modernoj nuklearnoj industriji, volframovi lonci i kontejneri za radioaktivni otpad imaju široku primjenu.
Vatrostalnost metala igra posebnu ulogu u elektrolučnom zavarivanju. Budući da se volfram u svom čistom obliku smatra prilično rijetkim metalom, da bi se dobio, provodi se postupak obogaćivanja i prerade volframove rude. U svom čistom obliku ima svijetlo sivu boju sa karakterističnim metalnim sjajem. Standardne legure volframa, koje se nazivaju steliti, takođe uključuju kob alt i hrom. Glavna komponenta u takvim jedinjenjima je kob alt. Leguretražen u mašinstvu.
Oksidi volframa
Koje su karakteristike volfram oksida (6), čija je formula WO3? Metal može pokazati različite stupnjeve oksidacije: maksimalnu stabilnost ima opcije sa valentnošću metala (4) i (6). Prvo jedinjenje tipa WO2 pripada kiselim oksidima i ima sledeće karakteristike: visoku tačku topljenja i posebnu gustinu. Ovo hemijsko jedinjenje je skoro nerastvorljivo u vodi, ali kada se zagreje, može se rastvoriti u kiselinama i alkalijama. U hemijskoj industriji koristi se kao katalizator u nekim reakcijama. Na primjer, spoj WO2 koristi se u proizvodnji keramičkih proizvoda.
Volframov oksid, koji ima valenciju (6), takođe pokazuje karakteristična kisela svojstva. Ovo jedinjenje reaguje sa alkalijama, ali nije u stanju da se rastvori u vodi. S obzirom da jedinjenje ima visoku tačku topljenja, koristi se samo kao akcelerator hemijskih procesa.
Zaključak
U toku neorganske hemije posebna pažnja se poklanja proučavanju oksida, analizi njihovih svojstava i osobenosti njihove primene u industriji. Na primjer, na završnom ispitu učenicima devetog razreda nudi se zadatak sljedećeg sadržaja: „Napraviti formule za okside bakra, željeza, volframa i odrediti njihova osnovna hemijska svojstva.“
Da biste se uspješno nosili sa zadatkom, potrebno je imati predstavu o karakteristikama oksida. Kao takavrazmotrimo binarna jedinjenja u kojima je drugi element kiseonik. Svi oksidi se obično klasifikuju u tri grupe: bazični, kiseli, amfoterni.
Gvožđe i bakar su elementi sekundarne podgrupe, stoga su u stanju da ispoljavaju promenljive valencije. Za bakar se mogu napisati samo dvije varijante oksida koje pokazuju osnovna svojstva - Cu2O i CuO.
Gvožđe se ne nalazi u glavnoj podgrupi hemijskih elemenata, stoga se dešavaju oksidaciona stanja +2 i +3. U ovim slučajevima nastaju oksidi sljedećih tipova - FeO i Fe2O3.
Volfram u binarnim jedinjenjima sa kiseonikom najčešće ispoljava valencije (4) i (6). Oba oksida ovog metala pokazuju kisela svojstva, pa se u industriji koriste kao akceleratori hemijskih procesa.
Glavna svrha svih volframovih oksida je izolacija čistog metala od njih, koji je tražen u hemijskoj i metalurškoj industriji.
