Oxid volfrámu je považovaný za jeden z najviac žiaruvzdorných v tejto triede anorganických látok. Aby sme charakterizovali kov, analyzujme vlastnosti samotného kovu.
Vlastnosti volfrámu
Aby sme pochopili praktický význam oxidu volfrámového, poznamenávame, že samotný kov má elektrický odpor, koeficient lineárnej rozťažnosti a vysoký bod topenia.
Čistý volfrám má vysokú ťažnosť. Kov sa rozpustí v kyseline iba pri zahriatí na teplotu 5000 oC. Reaguje s uhlíkom, pričom ako produkt reakcie vzniká karbid volfrámu. Výsledný spoj je vysoko odolný.
Najbežnejším oxidom volfrámu je anhydrid volfrámu. Hlavnou výhodou chemickej zlúčeniny je schopnosť redukovať prášok na kov, pričom vznikajú nižšie oxidy ako vedľajšie produkty.
Kov sa vyznačuje vysokou hustotou, krehkosťou a schopnosťou vytvárať oxid volfrámu pri nízkych teplotách.
Zliatiny volfrámu
Vedci identifikujú jednofázové typy zliatin, medzi ktoré patriaexistuje jeden alebo viac prvkov. Najznámejšia zlúčenina volfrámu s molybdénom. Legovanie zliatiny molybdénom zvyšuje pevnosť v ťahu volfrámu.
Jednofázové zliatiny sú zlúčeniny: volfrám - zirkónium, volfrám - hafnium, volfrám - niób. Rénium dodáva volfrámu maximálnu plasticitu. Jeho pridanie neovplyvňuje výkon žiaruvzdorného kovu.
Získanie kovu
Zliatiny žiaruvzdorného volfrámu nie je možné získať tradičným spôsobom: pri dosiahnutí bodu topenia kov okamžite prechádza do plynnej formy. Hlavnou možnosťou získania čistého kovu je elektrolýza. V priemyselných objemoch sa prášková metalurgia používa na získanie zliatin volfrámu. Na tento účel vytvorte špeciálne technologické podmienky pomocou vákua.
Byť v prírode
Oxid wolfrámu, ktorého vzorec je WO3, sa nazýva najvyššia zlúčenina. V prírode sa nevyskytuje v čistej forme, ale je súčasťou volfrámových rúd. Proces extrakcie a spracovania žiaruvzdorného kovu zahŕňa niekoľko fáz.
Vyšší oxid volfrámu je izolovaný z rudnej hmoty. Ďalej sa zlúčenina obohatí a po spracovaní sa izoluje čistý kov.
V procese výroby tenkého volfrámového drôtu je potrebné dbať na úplné odstránenie nečistôt. V opačnom prípade sa špecifikácie hotového produktu výrazne znížia.
Sféry použitia volfrámu
Ako obnoviť oxid volfrámu? Vodík interagujúci s touto zlúčeninou pomáha získať čistý kov. Je nevyhnutný pri výrobe vlákien, röntgenových trubíc, ohrievačov a sitiek vákuových pecí, ktoré sú určené na použitie pri vysokých teplotách.
Oceľ, v ktorej je volfrám legujúcim prvkom, má vlastnosti vysokej pevnosti. Výrobky vyrobené z takejto zliatiny sa používajú pri výrobe lekárskych nástrojov, rezných dosiek na vŕtanie studní. Hlavnou výhodou spojenia je odolnosť proti mechanickej deformácii.
Pravdepodobnosť vzniku trhlín a triesok počas prevádzky hotových výrobkov je pomerne nízka. Najpopulárnejšia trieda ocele, ktorá zahŕňa volfrám, sa považuje za víťaznú.
Šrot tohto vzácneho kovu sa používa na výrobu vysokokvalitných katalyzátorov, všetkých druhov farieb, špeciálnych pigmentov atď. V modernom jadrovom priemysle sú široko používané volfrámové tégliky a nádoby na rádioaktívny odpad.
Žiaruvzdornosť kovu zohráva pri oblúkovom zváraní špeciálnu úlohu. Pretože sa volfrám vo svojej čistej forme považuje za pomerne vzácny kov, na jeho získanie sa vykonáva postup obohacovania a spracovania volfrámovej rudy. Vo svojej čistej forme má svetlosivú farbu s charakteristickým kovovým leskom. Štandardné zliatiny volfrámu, označované ako stelity, tiež zahŕňajú kob alt a chróm. Hlavnou zložkou takýchto zlúčenín je kob alt. Zliatinydopyt v strojárstve.
Oxidy volfrámu
Aké sú vlastnosti oxidu volfrámového (6), ktorého vzorec je WO3? Kov je schopný vykazovať rôzne stupne oxidácie: maximálnu stabilitu má možnosti s valenciou kovu (4) a (6). Prvá zlúčenina typu WO2 patrí medzi kyslé oxidy a má tieto vlastnosti: vysoký bod topenia a špeciálnu hustotu. Táto chemická zlúčenina je takmer nerozpustná vo vode, ale pri zahriatí sa môže rozpustiť v kyselinách a zásadách. V chemickom priemysle sa používa ako katalyzátor pri niektorých reakciách. Napríklad zlúčenina WO2 sa používa pri výrobe keramických výrobkov.
Oxid wolfrámu s mocenstvom (6) tiež vykazuje charakteristické kyslé vlastnosti. Táto zlúčenina reaguje s alkáliami, ale nie je schopná rozpustiť sa vo vode. Vzhľadom na to, že zlúčenina má vysokú teplotu topenia, používa sa iba ako urýchľovač chemických procesov.
Záver
V rámci anorganickej chémie sa osobitná pozornosť venuje štúdiu oxidov, analýze ich vlastností a zvláštnostiam ich aplikácie v priemysle. Napríklad deviatakom na záverečnej skúške ponúknu úlohu s obsahom: „Vytvorte vzorce pre oxidy medi, železa, volfrámu a určte aj ich základné chemické vlastnosti.“
Na úspešné zvládnutie úlohy je potrebné mať predstavu o vlastnostiach oxidov. Ako takýuvažujme binárne zlúčeniny, v ktorých je druhým prvkom kyslík. Všetky oxidy sa zvyčajne klasifikujú do troch skupín: zásadité, kyslé, amfotérne.
Železo a meď sú prvky sekundárnej podskupiny, preto môžu vykazovať premenlivé valencie. Pre meď možno napísať iba dva varianty oxidov, ktoré vykazujú základné vlastnosti - Cu2O a CuO.
Železo sa nenachádza v hlavnej podskupine chemických prvkov, preto dochádza k oxidačným stavom +2 a +3. V týchto prípadoch vznikajú oxidy nasledujúcich typov - FeO a Fe2O3.
Volfrám v binárnych zlúčeninách s kyslíkom najčastejšie vykazuje valencie (4) a (6). Oba oxidy tohto kovu vykazujú kyslé vlastnosti, preto sa v priemysle používajú ako urýchľovače chemických procesov.
Hlavným účelom všetkých oxidov volfrámu je izolovať z nich čistý kov, ktorý je žiadaný v chemickom a metalurgickom priemysle.
