Oxid wolframu je považován za jeden z nejvíce žáruvzdorných v této třídě anorganických látek. Abychom mohli charakterizovat kov, pojďme analyzovat vlastnosti kovu samotného.
Vlastnosti wolframu
Abychom pochopili praktický význam oxidu wolframu, poznamenáváme, že samotný kov má elektrický odpor, koeficient lineární roztažnosti a vysoký bod tání.
Čistý wolfram má vysokou tažnost. Kov se rozpustí v kyselině pouze při zahřátí na teplotu 5000 oC. Reaguje s uhlíkem a jako reakční produkt vytváří karbid wolframu. Výsledný spoj je vysoce odolný.
Nejběžnějším oxidem wolframu je anhydrid wolframu. Hlavní výhodou chemické sloučeniny je schopnost redukovat prášek na kov, čímž vznikají nižší oxidy jako vedlejší produkty.
Kov se vyznačuje vysokou hustotou, křehkostí a schopností tvořit oxid wolframu při nízkých teplotách.
Slitiny wolframu
Vědci identifikují jednofázové typy slitin, mezi které patříexistuje jeden nebo více prvků. Nejznámější sloučenina wolframu s molybdenem. Legování slitiny molybdenem zvyšuje pevnost wolframu v tahu.
Jednofázové slitiny jsou sloučeniny: wolfram - zirkonium, wolfram - hafnium, wolfram - niob. Rhenium dodává wolframu maximální plasticitu. Jeho přidání neovlivňuje vlastnosti žáruvzdorného kovu.
Získávání kovu
Je nemožné získat slitiny žáruvzdorného wolframu tradičním způsobem: po dosažení bodu tání kov okamžitě přechází do plynné formy. Hlavní možností pro získání čistého kovu je elektrolýza. V průmyslových objemech se k získání slitin wolframu používá prášková metalurgie. K tomu vytvořte speciální technologické podmínky pomocí vakua.
Být v přírodě
Oxid wolframu, jehož vzorec je WO3, se nazývá nejvyšší sloučenina. V přírodě se nevyskytuje v čisté formě, ale je součástí wolframových rud. Proces těžby a zpracování žáruvzdorného kovu zahrnuje několik fází.
Z rudné hmoty je izolován vyšší oxid wolframu. Dále se sloučenina obohatí a po zpracování se izoluje čistý kov.
Při výrobě tenkého wolframového drátu je třeba dbát na úplné odstranění nečistot. V opačném případě se specifikace hotového produktu výrazně sníží.
Sféry použití wolframu
Jak obnovit oxid wolframu? Vodík interagující s touto sloučeninou pomáhá získat čistý kov. Je nezbytný při výrobě vláken, rentgenových trubic, ohřívačů a sít pro vakuové pece, které jsou určeny pro použití při vysokých teplotách.
Ocel, ve které je wolfram legujícím prvkem, má vlastnosti vysoké pevnosti. Výrobky vyrobené z takové slitiny se používají při výrobě lékařských nástrojů, řezných desek pro vrtání studní. Hlavní výhodou spoje je odolnost proti mechanické deformaci.
Pravděpodobnost vzniku trhlin a třísek během provozu hotových výrobků je poměrně nízká. Nejoblíbenější třída oceli, která zahrnuje wolfram, je považována za vítěznou.
Šrot tohoto vzácného kovu se používá k výrobě vysoce kvalitních katalyzátorů, všech druhů barev, speciálních pigmentů atd. V moderním jaderném průmyslu jsou široce používány wolframové kelímky a nádoby na radioaktivní odpad.
Žáruvzdornost kovu hraje při obloukovém svařování zvláštní roli. Vzhledem k tomu, že wolfram ve své čisté formě je považován za poměrně vzácný kov, pro jeho získání se provádí postup obohacování a zpracování wolframové rudy. Ve své čisté podobě má světle šedou barvu s charakteristickým kovovým leskem. Standardní slitiny wolframu, označované jako stelity, zahrnují také kob alt a chrom. Hlavní složkou v takových sloučeninách je kob alt. Slitinypoptávka ve strojírenství.
Oxidy wolframu
Jaké jsou vlastnosti oxidu wolframu (6), jehož vzorec je WO3? Kov je schopen vykazovat různé stupně oxidace: maximální stabilita má možnosti s mocenstvím kovu (4) a (6). První sloučenina typu WO2 patří mezi kyselé oxidy a má následující vlastnosti: vysoký bod tání a speciální hustotu. Tato chemická sloučenina je téměř nerozpustná ve vodě, ale při zahřívání se může rozpouštět v kyselinách a zásadách. V chemickém průmyslu se používá jako katalyzátor v některých reakcích. Například sloučenina WO2 se používá při výrobě keramických výrobků.
Oxid wolframu s mocenstvím (6) také vykazuje charakteristické kyselé vlastnosti. Tato sloučenina reaguje s alkáliemi, ale není schopna se rozpustit ve vodě. Vzhledem k tomu, že sloučenina má vysoký bod tání, používá se pouze jako urychlovač chemických procesů.
Závěr
V rámci anorganické chemie je zvláštní pozornost věnována studiu oxidů, analýze jejich vlastností a zvláštnostem jejich použití v průmyslu. Například u závěrečné zkoušky je žákům devátých tříd nabídnut úkol s obsahem: „Vyrobte vzorce pro oxidy mědi, železa, wolframu a určete také jejich základní chemické vlastnosti.“
Pro úspěšné zvládnutí úkolu je nutné mít představu o vlastnostech oxidů. Jako takovýuvažujme binární sloučeniny, ve kterých je druhým prvkem kyslík. Všechny oxidy jsou obvykle klasifikovány do tří skupin: zásadité, kyselé, amfoterní.
Železo a měď jsou prvky sekundární podskupiny, proto mohou vykazovat proměnlivé mocenství. Pro měď lze napsat pouze dvě varianty oxidů, které vykazují základní vlastnosti - Cu2O a CuO.
Železo se nenachází v hlavní podskupině chemických prvků, proto dochází k oxidačním stavům +2 a +3. V těchto případech se tvoří oxidy následujících typů - FeO a Fe2O3.
Wolfram v binárních sloučeninách s kyslíkem nejčastěji vykazuje valence (4) a (6). Oba oxidy tohoto kovu vykazují kyselé vlastnosti, proto se v průmyslu používají jako urychlovače chemických procesů.
Hlavním účelem všech oxidů wolframu je izolovat z nich čistý kov, který je žádaný v chemickém a metalurgickém průmyslu.
