Волфрамовият оксид се счита за един от най-огнеупорните в този клас неорганични вещества. За да характеризираме метала, нека анализираме качествата на самия метал.
Характеристики на волфрама
За да разберем практическото значение на волфрамовия оксид, отбелязваме, че самият метал има електрическо съпротивление, коефициент на линейно разширение и висока точка на топене.
Чистият волфрам има висока пластичност. Металът ще се разтвори в киселина само когато се нагрее до температура от 5000 oC. Той реагира с въглерод, образувайки волфрамов карбид като продукт на реакцията. Получената фуга е много издръжлива.
Най-често срещаният волфрамов оксид е волфрамов анхидрид. Основното предимство на химичното съединение е способността да редуцира праха до метал, образувайки по-ниски оксиди като странични продукти.
Металът се характеризира с висока плътност, крехкост и способността да образува волфрамов оксид при ниски температури.
Волфрамови сплави
Учените идентифицират еднофазни видове сплави, които включватима един или повече елементи. Най-известното съединение на волфрам с молибден. Легирането на сплавта с молибден увеличава якостта на опън на волфрама.
Монофазните сплави са съединения: волфрам - цирконий, волфрам - хафний, волфрам - ниобий. Реният придава максимална пластичност на волфрама. Добавянето му не влияе на характеристиките на огнеупорния метал.
Получаване на метал
Невъзможно е да се получат сплави от огнеупорен волфрам по традиционния начин: достигайки точката на топене, металът моментално преминава в газообразна форма. Основният вариант за получаване на чист метал е електролизата. В промишлени обеми праховата металургия се използва за получаване на волфрамови сплави. За да направите това, създайте специални технологични условия с помощта на вакуум.
Да бъдеш сред природата
Волфрамов оксид, чиято формула е WO3, се нарича най-високото съединение. Не се среща в природата в чист вид, а е част от волфрамови руди. Процесът на добив и обработка на огнеупорен метал включва няколко етапа.
По-високият волфрамов оксид се изолира от рудната маса. След това съединението се обогатява и след обработка се изолира чист метал.
В процеса на изработване на тънка волфрамова тел трябва да се внимава напълно да се отстранят примесите. В противен случай спецификациите на готовия продукт ще бъдат значително намалени.
Сфери на използване на волфрам
Как да възстановим волфрамовия оксид? Водородът, взаимодействащ с това съединение, помага да се получи чист метал. Той е от съществено значение при производството на филаменти, рентгенови тръби, нагреватели и екрани за вакуумни пещи, които са предназначени за използване при високи температури.
Стомана, в която волфрамът е легиращ елемент, има свойства с висока якост. Продуктите, направени от такава сплав, се използват при производството на медицински инструменти, режещи плочи за пробиване на кладенци. Основното предимство на връзката е устойчивост на механична деформация.
Вероятността за поява на пукнатини и стружки по време на експлоатацията на готови продукти е доста ниска. Най-популярният клас стомана, който включва волфрам, се счита за печеливш.
Скрапът от този рядък метал се използва за производството на висококачествени катализатори, всякакви бои, специални пигменти и др. В съвременната ядрена индустрия волфрамовите тигели и контейнери за радиоактивни отпадъци са широко използвани.
Огнеупорността на метала играе специална роля при електродъгово заваряване. Тъй като волфрамът в чиста форма се счита за доста рядък метал, за да се получи, се извършва процедурата за обогатяване и преработка на волфрамова руда. В чист вид има светло сив цвят с характерен метален блясък. Стандартните волфрамови сплави, наричани стелити, също включват кобалт и хром. Основният компонент в такива съединения е кобалтът. Сплавитърсен в машиностроенето.
Волфрамов оксид
Какви са характеристиките на волфрамов оксид (6), чиято формула е WO3? Металът е в състояние да проявява различни степени на окисление: максимална стабилност има опции с валентност на метала (4) и (6). Първото съединение от типа WO2 принадлежи към киселинните оксиди и има следните характеристики: висока точка на топене и специална плътност. Това химично съединение е почти неразтворимо във вода, но при нагряване може да се разтвори в киселини и основи. В химическата промишленост се използва като катализатор в някои реакции. Например съединението WO2 се използва в производството на керамични продукти.
Волфрамов оксид, който има валентност (6), също проявява характерни киселинни свойства. Това съединение реагира с алкали, но не може да се разтваря във вода. Като се има предвид, че съединението има висока точка на топене, то се използва само като ускорител на химичните процеси.
Заключение
В курса на неорганичната химия се отделя специално внимание на изучаването на оксидите, анализа на техните свойства и особеностите на приложението им в промишлеността. Например на последния изпит на деветокласниците се предлага задачата със следното съдържание: „Направете формули за оксиди на мед, желязо, волфрам и също така определете основните им химични свойства.“
За да се справите успешно със задачата, е необходимо да имате представа за характеристиките на оксидите. Като такъвразгледайте бинарни съединения, в които вторият елемент е кислород. Всички оксиди обикновено се класифицират в три групи: основни, киселинни, амфотерни.
Желязото и медта са елементи от вторична подгрупа, следователно те могат да проявяват променливи валентности. За медта могат да бъдат написани само два варианта на оксиди, които проявяват основни свойства - Cu2O и CuO.
Желязото не се намира в основната подгрупа на химичните елементи, следователно се осъществяват степени на окисление +2 и +3. В тези случаи се образуват оксиди от следните видове - FeO и Fe2O3.
Волфрамът в бинарни съединения с кислород в най-често проявява валентности (4) и (6). И двата оксида на този метал проявяват киселинни свойства, така че се използват в промишлеността като ускорители на химически процеси.
Основната цел на всички волфрамови оксиди е да изолират чист метал от тях, който е търсен в химическата и металургичната промишленост.
