भौतिक गुणवोल्फ्राम।

टंगस्टन।

टंगस्टन(वोल्फ्रामियम) डब्ल्यू - समूह VI का तत्व, डी। आई। मेंडेलीव, पी की आवधिक प्रणाली की 6 वीं अवधि। 74, परमाणु भार 183.85. 1781 में के. शीले द्वारा खोला गया। टंगस्टन प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित नहीं है। अपने स्वयं के खनिज बनाता है - वोल्फ्रामाइट और स्कीलाइट; टिन, मोलिब्डेनम, टाइटेनियम के खनिजों में अशुद्धता के रूप में निहित है। टंगस्टन एक हल्के भूरे रंग की धातु है, जो सामान्य परिस्थितियों में रासायनिक रूप से प्रतिरोधी है। ऊंचे तापमान पर, यह ऑक्सीजन, कार्बन और अन्य तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह 20 डिग्री सेल्सियस पर फ्लोरीन के साथ अन्य हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है - गर्म होने पर। हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के अपवाद के साथ एसिड, टंगस्टन को प्रभावित नहीं करते हैं। यौगिकों में, यह परिवर्तनशील संयोजकता प्रदर्शित करता है। 6-वैलेंट टंगस्टन के यौगिक सबसे अधिक स्थिर होते हैं। टंगस्टन का उपयोग मिश्रधातु बनाने के लिए, गरमागरम बिजली के लैंप के लिए कठोर मिश्र धातुओं के निर्माण के लिए, इलेक्ट्रिक भट्टियों में हीटर, वेल्डिंग इलेक्ट्रोड, जनरेटर लैंप कैथोड और उच्च वोल्टेज रेक्टिफायर के लिए किया जाता है।

टंगस्टन एक शरीर-केंद्रित में क्रिस्टलीकृत होता है घन जालीअवधि के साथ = 3.1647Å; घनत्व 19.3 g/cm3, mp 3410°C, tbp 5900°C। तापीय चालकता (कैलोरी/सेमी सेकंड डिग्री सेल्सियस) 0.31 (20 डिग्री सेल्सियस); 0.26 (1300 डिग्री सेल्सियस)। विद्युत प्रतिरोधकता (ओम सेमी 10-6) 5.5 (20 डिग्री सेल्सियस); 90.4 (2700 डिग्री सेल्सियस)। इलेक्ट्रॉन कार्य कार्य 7.21 10-19 J (4.55 eV), उच्च तापमान पर विकिरण ऊर्जा शक्ति (W/cm2): 18.0 (1000°C); 64.0 (2200 डिग्री सेल्सियस); 153.0 (2700 डिग्री सेल्सियस); 255.0 (3030 डिग्री सेल्सियस)। टंगस्टन के यांत्रिक गुण पिछले प्रसंस्करण पर निर्भर करते हैं। 100 से 430 तक दबाव-उपचार के लिए पापी पिंड 11 के लिए तन्य शक्ति (किलोग्राम/मिमी2); तार के लिए लोच का मापांक (kgf/mm1) 35000-38000 और एकल-क्रिस्टल धागे के लिए 39000-41000; सिनगर्ड पिंड 200-230 के लिए ब्रिनेल कठोरता (kgf/mm2), जाली पिंड 350-400 (1 kgf/mm2 = 10 MN/m2) के लिए। कमरे के तापमान पर, टंगस्टन में कम प्लास्टिसिटी होती है।

सामान्य परिस्थितियों में टंगस्टन रासायनिक रूप से स्थिर होता है। 400-500 डिग्री सेल्सियस पर, कॉम्पैक्ट धातु को डब्लूओ 3 में हवा में विशेष रूप से ऑक्सीकृत किया जाता है। जल वाष्प इसे 600°C से ऊपर WO3 में गहन रूप से ऑक्सीकृत कर देता है। हलोजन, सल्फर, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन उच्च तापमान पर टंगस्टन के साथ बातचीत करते हैं (पाउडर टंगस्टन के साथ फ्लोरीन - कमरे के तापमान पर)। टंगस्टन हाइड्रोजन के साथ गलनांक तक प्रतिक्रिया नहीं करता है; 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर नाइट्रोजन के साथ नाइट्राइड बनता है। सामान्य परिस्थितियों में, टंगस्टन हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ-साथ एक्वा रेजिया के लिए प्रतिरोधी है; 100 डिग्री सेल्सियस पर, उनके साथ कमजोर रूप से बातचीत करता है; हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के मिश्रण में तेजी से घुल जाता है। क्षार के घोल में, गर्म होने पर, टंगस्टन थोड़ा घुल जाता है, और पिघले हुए क्षार में हवा या ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में - जल्दी से; इस मामले में, टंगस्टेट बनते हैं। यौगिकों में, टंगस्टन 2 से 6 की संयोजकता प्रदर्शित करता है; उच्च संयोजकता वाले यौगिक सबसे अधिक स्थिर होते हैं।

टंगस्टन चार ऑक्साइड बनाता है: उच्चतम - WO3 (टंगस्टन एनहाइड्राइड), सबसे कम - WO2 और दो मध्यवर्ती वाले W10O29 और W4O11। टंगस्टन एनहाइड्राइड - नींबू का क्रिस्टलीय पाउडर- पीला रंग, जो टंगस्टेट बनाने के लिए क्षार के घोल में घुल जाता है। जब इसे हाइड्रोजन के साथ कम किया जाता है, तो निम्न ऑक्साइड और टंगस्टन क्रमिक रूप से बनते हैं। टंगस्टिक एनहाइड्राइड टंगस्टिक एसिड H2WO4 से मेल खाती है - एक पीला पाउडर, पानी और एसिड में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील। जब यह क्षार और अमोनिया के घोल के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो टंगस्टेट के घोल बनते हैं। 188°C पर, H2WO4 पानी को विभाजित करके WO3 बनाता है। क्लोरीन के साथ, टंगस्टन क्लोराइड और ऑक्सीक्लोराइड की एक श्रृंखला बनाता है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण: WCl6 (mp 275°C, bp 348°C) और WO2Cl2 (mp 266°C, 300°C से ऊपर सब्लिमेट्स), कोयले की उपस्थिति में टंगस्टन एनहाइड्राइड पर क्लोरीन की क्रिया द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। सल्फर के साथ, टंगस्टन दो सल्फाइड WS2 और WS3 बनाता है। टंगस्टन कार्बाइड्स WC (tmelt 2900°C) और W2C (tmelt 2750°C) हार्ड रेफ्रेक्ट्री कंपाउंड हैं; 1000-1500°C पर कार्बन के साथ टंगस्टन की अन्योन्य क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

टंगस्टन(अव्य। वोल्फ्रामियम), डब्ल्यू, मेंडेलीव आवधिक प्रणाली के समूह VI का रासायनिक तत्व, क्रमांक 74, परमाणु द्रव्यमान 183.85; आग रोक भारी धातुहल्का भूरा रंग। प्राकृतिक टंगस्टन में 180, 182, 183, 184 और 186 द्रव्यमान संख्या वाले पांच स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण होता है। टंगस्टन की खोज की गई थी और इसे 1781 में स्वीडिश रसायनज्ञ के. शीले द्वारा खनिज टंगस्टन से टंगस्टन एनहाइड्राइड WO 3 के रूप में खोजा और अलग किया गया था, जिसे बाद में स्कीलाइट कहा गया। . 1783 में, स्पैनिश केमिस्ट भाइयों डी "एलुयार ने डब्लूओ 3 को खनिज वुल्फ्रामाइट से अलग किया और, कार्बन के साथ डब्लूओ 3 को कम करके, पहली बार धातु को ही प्राप्त किया, जिसे उन्होंने वोल्फ्राम कहा। खनिज वुल्फ्रामाइट को एग्रीकोला (16 वां) के लिए भी जाना जाता था। सदी) और उसके द्वारा "स्पुमा लुपी" कहा जाता है - भेड़िया फोम (जर्मन: भेड़िया - भेड़िया, रहम - फोम) इस तथ्य के कारण कि टंगस्टन, हमेशा टिन अयस्क के साथ, टिन के गलाने में हस्तक्षेप करता है, इसे लावा फोम में बदल देता है ( "टिन भेड़ भेड़ की तरह खाता है")। संयुक्त राज्य अमेरिका और कुछ अन्य देशों में, तत्व को "टंगस्टन" (स्वीडिश में - भारी पत्थर) भी कहा जाता था। टंगस्टन को लंबे समय तक औद्योगिक उपयोग नहीं मिला। केवल में 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में स्टील के गुणों पर टंगस्टन एडिटिव्स के प्रभाव का अध्ययन करना शुरू किया।

टंगस्टन प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित नहीं है; इसकी सामग्री में पृथ्वी की पपड़ी 1 10 -4% वजन से। यह मुक्त अवस्था में नहीं होता है, यह अपने खनिजों का निर्माण करता है, मुख्य रूप से टंगस्टेट्स, जिनमें से वुल्फ्रामाइट (Fe, Mn) WO 4 और स्कीलाइट CaWO 4 औद्योगिक महत्व के हैं।

टंगस्टन के भौतिक गुण।टंगस्टन एक शरीर-केंद्रित घन जाली में एक अवधि के साथ क्रिस्टलीकृत होता है a = 3.1647Å; घनत्व 19.3 ग्राम / सेमी 3, टी पीएल 3410 डिग्री सेल्सियस, टी बीपी 5900 डिग्री सेल्सियस। तापीय चालकता (कैलोरी/सेमी सेकंड डिग्री सेल्सियस) 0.31 (20 डिग्री सेल्सियस); 0.26 (1300 डिग्री सेल्सियस)। विद्युत प्रतिरोधकता (ओम सेमी 10 -6) 5.5 (20 डिग्री सेल्सियस); 90.4 (2700 डिग्री सेल्सियस)। इलेक्ट्रॉन कार्य कार्य 7.21·10 -19 j (4.55 eV), उच्च तापमान पर विकिरण ऊर्जा शक्ति (W/cm2): 18.0 (1000°C); 64.0 (2200 डिग्री सेल्सियस); 153.0 (2700 डिग्री सेल्सियस); 255.0 (3030 डिग्री सेल्सियस)। टंगस्टन के यांत्रिक गुण पिछले प्रसंस्करण पर निर्भर करते हैं। 100 से 430 तक दबाव-उपचार के लिए पापी पिंड 11 के लिए तन्य शक्ति (किलोग्राम / मिमी 2); तार के लिए लोच का मापांक (kgf / mm 1) 35000-38000 और सिंगल-क्रिस्टल धागे के लिए 39000-41000; एक जाली पिंड 200-230 के लिए ब्रिनेल कठोरता (किलोग्राम / मिमी 2), एक जाली पिंड 350-400 (1 किग्रा / मिमी 2 \u003d 10 एमएन / एम 2) के लिए। कमरे के तापमान पर, टंगस्टन में कम प्लास्टिसिटी होती है।

टंगस्टन के रासायनिक गुण।सामान्य परिस्थितियों में टंगस्टन रासायनिक रूप से स्थिर होता है। 400-500 डिग्री सेल्सियस पर, कॉम्पैक्ट धातु को हवा में डब्ल्यूओ 3 में विशेष रूप से ऑक्सीकृत किया जाता है। जल वाष्प इसे 600°C से ऊपर WO 3 में गहन रूप से ऑक्सीकृत कर देता है। हलोजन, सल्फर, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन उच्च तापमान पर टंगस्टन के साथ बातचीत करते हैं (पाउडर टंगस्टन के साथ फ्लोरीन - कमरे के तापमान पर)। टंगस्टन हाइड्रोजन के साथ गलनांक तक प्रतिक्रिया नहीं करता है; 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर नाइट्रोजन के साथ नाइट्राइड बनता है। सामान्य परिस्थितियों में, टंगस्टन हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ-साथ एक्वा रेजिया के लिए प्रतिरोधी है; 100 डिग्री सेल्सियस पर, उनके साथ कमजोर रूप से बातचीत करता है; हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के मिश्रण में तेजी से घुल जाता है। क्षार के घोल में, गर्म होने पर, टंगस्टन थोड़ा घुल जाता है, और पिघले हुए क्षार में हवा या ऑक्सीकरण एजेंटों की उपस्थिति में - जल्दी से; इस मामले में, टंगस्टेट बनते हैं। यौगिकों में, टंगस्टन 2 से 6 की संयोजकता प्रदर्शित करता है; उच्च संयोजकता वाले यौगिक सबसे अधिक स्थिर होते हैं।

टंगस्टन चार ऑक्साइड बनाता है: उच्चतम - WO 3 (टंगस्टन एनहाइड्राइड), सबसे कम - WO 2 और दो मध्यवर्ती W 10 O 29 और W 4 O 11। टंगस्टिक एनहाइड्राइड एक नींबू-पीला क्रिस्टलीय पाउडर है जो टंगस्टेट बनाने के लिए क्षार के घोल में घुल जाता है। जब इसे हाइड्रोजन के साथ कम किया जाता है, तो निम्न ऑक्साइड और टंगस्टन क्रमिक रूप से बनते हैं। टंगस्टिक एनहाइड्राइड टंगस्टिक एसिड एच 2 डब्ल्यूओ 4 से मेल खाती है - एक पीला पाउडर, पानी और एसिड में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील। जब यह क्षार और अमोनिया के घोल के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो टंगस्टेट के घोल बनते हैं। 188°C पर, H 2 WO 4 पानी से अलग होकर WO 3 बनाता है। क्लोरीन के साथ, टंगस्टन क्लोराइड और ऑक्सीक्लोराइड की एक श्रृंखला बनाता है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण: WCl 6 (t pl 275 ° C, t bp 348 ° C) और WO 2 Cl 2 (t pl 266 ° C, 300 ° C से ऊपर का तापमान), टंगस्टन एनहाइड्राइड पर क्लोरीन की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। कोयले की उपस्थिति में। सल्फर के साथ टंगस्टन दो सल्फाइड WS 2 और WS 3 बनाता है। टंगस्टन कार्बाइड WC (t pl 2900°C) और W 2 C (t pl 2750°C) - ठोस अपवर्तक यौगिक; 1000-1500°C पर कार्बन के साथ टंगस्टन की अन्योन्य क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है।

वोल्फ्राम प्राप्त करना।वोल्फ्रामाइट और स्कीलाइट सांद्र (50-60% WO 3) टंगस्टन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम करते हैं। फेरोटंगस्टन (65-80% टंगस्टन के साथ लोहे का एक मिश्र धातु) सीधे सांद्रों से पिघलाया जाता है, जिसका उपयोग इस्पात उत्पादन में किया जाता है; टंगस्टन, इसकी मिश्र धातुओं और यौगिकों को प्राप्त करने के लिए, टंगस्टन एनहाइड्राइड को सांद्र से पृथक किया जाता है। उद्योग में, WO 3 प्राप्त करने के लिए कई विधियों का उपयोग किया जाता है। स्कीलाइट सांद्रता 180-200 डिग्री सेल्सियस (सोडियम टंगस्टेट का एक तकनीकी समाधान प्राप्त होता है) या हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एक तकनीकी टंगस्टिक एसिड प्राप्त होता है) पर सोडा समाधान के साथ आटोक्लेव में विघटित हो जाते हैं:

1. CaWO 4 tv + Na 2 CO 3 w = Na 2 WO 4 w + CaCO 3 tv

2. सीएडब्ल्यूओ 4 टीवी + 2 एचसीएल डब्ल्यू = एच 2 डब्ल्यूओ 4 टीवी + सीएसीएल 2 सोल।

वोल्फ्रामाइट सांद्र या तो 800-900 डिग्री सेल्सियस पर सोडा के साथ सिंटरिंग द्वारा विघटित हो जाते हैं, इसके बाद पानी के साथ Na 2 WO 4 की लीचिंग या गर्म होने पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल से उपचार किया जाता है। जब क्षारीय एजेंटों (सोडा या कास्टिक सोडा) द्वारा विघटित किया जाता है, तो Na 2 WO 4 का एक घोल बनता है, जो अशुद्धियों से दूषित होता है। उनके विलयन से अलग होने के बाद H 2 WO 4 उत्सर्जित करें। मोटे, आसानी से फिल्टर करने योग्य और धोने योग्य अवक्षेप प्राप्त करने के लिए, CaWO 4 को पहले Na 2 WO 4 घोल से अवक्षेपित किया जाता है, जिसे बाद में हाइड्रोक्लोरिक एसिड से विघटित किया जाता है।) सूखे H 2 WO 4 में 0.2 - 0.3% अशुद्धियाँ होती हैं। एच 2 डब्ल्यूओ 4 को 700-800 डिग्री सेल्सियस पर शांत करके, डब्ल्यूओ 3 प्राप्त किया जाता है, और इससे कठोर मिश्र धातु प्राप्त होती है। धातु टंगस्टन के उत्पादन के लिए, H 2 WO 4 को अमोनिया विधि द्वारा अतिरिक्त रूप से शुद्ध किया जाता है - अमोनिया में घोलकर और अमोनियम पैराटुंगस्टेट 5 (NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O को क्रिस्टलीकृत करके। इस नमक को शांत करने से शुद्ध WO 3 मिलता है। टंगस्टन पाउडर को 700-850 डिग्री सेल्सियस पर ट्यूबलर इलेक्ट्रिक भट्टियों में हाइड्रोजन (और कठोर मिश्र धातुओं के उत्पादन में - कार्बन के साथ) के साथ WO 3 की कमी से प्राप्त किया जाता है। सेरमेट विधि द्वारा पाउडर से कॉम्पैक्ट धातु प्राप्त की जाती है, अर्थात स्टील के सांचों में 3000-5000 किग्रा / सेमी 2 के दबाव में और दबाए गए ब्लैंक - रॉड के गर्मी उपचार द्वारा। गर्मी उपचार का अंतिम चरण - हाइड्रोजन वातावरण में रॉड के माध्यम से विद्युत प्रवाह को सीधे विशेष उपकरणों में लगभग 3000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है। नतीजतन, टंगस्टन प्राप्त होता है, जो गर्म होने पर दबाव उपचार (फोर्जिंग, ड्राइंग, रोलिंग, आदि) के लिए अच्छी तरह से उधार देता है। टंगस्टन सिंगल क्रिस्टल को क्रूसिबललेस इलेक्ट्रॉन बीम ज़ोन पिघलने से छड़ से प्राप्त किया जाता है।

वोल्फ्राम का आवेदन।टंगस्टन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है आधुनिक तकनीकशुद्ध धातु के रूप में और कई मिश्र धातुओं में, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण मिश्र धातु स्टील्स, टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित कठोर मिश्र, पहनने के लिए प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु हैं। टंगस्टन कई पहनने के लिए प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का हिस्सा है जिसका उपयोग मशीन भागों (विमान इंजन वाल्व, टरबाइन ब्लेड, और अन्य) की सतहों को कोट करने के लिए किया जाता है। उड्डयन और रॉकेट प्रौद्योगिकी में, अन्य दुर्दम्य धातुओं के साथ टंगस्टन के गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। उच्च तापमान पर अपवर्तकता और कम वाष्प दबाव टंगस्टन को बिजली के लैंप के फिलामेंट्स के साथ-साथ रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स और एक्स-रे इंजीनियरिंग में वैक्यूम उपकरणों के लिए भागों के निर्माण के लिए अपरिहार्य बनाते हैं। प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में, टंगस्टन के कुछ रासायनिक यौगिकों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, Na 2 WO 4 (पेंट और वार्निश और कपड़ा उद्योगों में), WS 2 (कार्बनिक संश्लेषण में उत्प्रेरक, घर्षण भागों के लिए एक प्रभावी ठोस स्नेहक)।

परिभाषा

टंगस्टन- आवर्त सारणी का चौहत्तरवाँ तत्व। पदनाम - डब्ल्यू लैटिन "वोल्फ्रामियम" से। छठी अवधि में स्थित, VIB समूह। धातुओं को संदर्भित करता है। कोर चार्ज 74 है।

पृथ्वी की पपड़ी में व्यापकता के संदर्भ में, टंगस्टन क्रोमियम से नीच है, लेकिन मोलिब्डेनम से आगे निकल जाता है। ज्यादातर मामलों में प्राकृतिक टंगस्टन यौगिक टंगस्टन होते हैं - टंगस्टन एसिड के लवण एच 2 डब्ल्यूओ 4। इस प्रकार, सबसे महत्वपूर्ण टंगस्टन अयस्क - वोल्फ्रामाइट - में लोहा और मैंगनीज टंगस्टन होते हैं। खनिज स्कीलाइट CaWO 4 भी अक्सर पाया जाता है।

टंगस्टन एक भारी सफेद धातु (चित्र 1) है जिसका घनत्व 19.3 ग्राम / सेमी 3 है। इसका गलनांक (लगभग 3400 oC) अन्य सभी धातुओं के गलनांक से अधिक होता है। टंगस्टन को वेल्ड किया जा सकता है और पतले फिलामेंट्स में खींचा जा सकता है।

चावल। 1. टंगस्टन। दिखावट।

टंगस्टन का परमाणु और आणविक भार

परिभाषा

किसी पदार्थ का सापेक्ष आणविक भार (M r)एक संख्या है जो दर्शाती है कि किसी दिए गए अणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है, और किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (A r)- कितनी बार औसत वजनएक रासायनिक तत्व के परमाणु कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से अधिक होते हैं।

चूंकि मुक्त अवस्था में टंगस्टन मोनोएटोमिक डब्ल्यू अणुओं के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसके परमाणु और आणविक द्रव्यमान के मान मेल खाते हैं। वे 183.84 के बराबर हैं।

टंगस्टन के समस्थानिक

यह ज्ञात है कि टंगस्टन प्रकृति में पांच स्थिर समस्थानिकों 180 W, 182 W, 183 W, 184 W और 186 W के रूप में हो सकता है। उनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 180, 182, 183, 184 और 186 है। 180 W टंगस्टन समस्थानिक नाभिक में चौहत्तर प्रोटॉन और एक सौ छह न्यूट्रॉन होते हैं, जबकि शेष केवल न्यूट्रॉन की संख्या में इससे भिन्न होते हैं।

158 से 192 तक द्रव्यमान संख्या वाले टंगस्टन के कृत्रिम अस्थिर समस्थानिक हैं, साथ ही नाभिक के ग्यारह समस्थानिक राज्य भी हैं।

टंगस्टन आयन

टंगस्टन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर पर, छह इलेक्ट्रॉन होते हैं जो वैलेंस होते हैं:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 4 6s 2।

नतीजतन रासायनिक बातचीतटंगस्टन अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को दान करता है, अर्थात। उनका दाता है, और एक सकारात्मक चार्ज आयन में बदल जाता है:

डब्ल्यू ओ -2e → डब्ल्यू 2+;

डब्ल्यू ओ -3e → डब्ल्यू 3+;

डब्ल्यू ओ -4e → डब्ल्यू 4+;

डब्ल्यू ओ -5e → डब्ल्यू 5+;

डब्ल्यू ओ -6e → डब्ल्यू 6+।

टंगस्टन के अणु और परमाणु

मुक्त अवस्था में, टंगस्टन एकपरमाण्विक अणु W के रूप में मौजूद होता है। यहाँ कुछ गुण हैं जो टंगस्टन के परमाणु और अणु की विशेषता रखते हैं:

टंगस्टन मिश्र

विशेष स्टील और मिश्र धातुओं की तैयारी के लिए अधिकांश खनन टंगस्टन का उपयोग धातु विज्ञान में किया जाता है। हाई-स्पीड टूल स्टील में 20% तक टंगस्टन होता है और इसमें खुद को सख्त करने की क्षमता होती है। ऐसा स्टील लाल-गर्म गर्म करने पर भी अपनी कठोरता नहीं खोता है।

उच्च गति काटने के अलावा, अन्य टंगस्टन और क्रोमियम-टंगस्टन स्टील्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 1 से 6% टंगस्टन और 2% तक क्रोमियम युक्त स्टील का उपयोग आरी, मिलिंग कटर और डाई के निर्माण के लिए किया जाता है।

सबसे दुर्दम्य धातु के रूप में, टंगस्टन कई गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का हिस्सा है। विशेष रूप से, कोबाल्ट और क्रोमियम के साथ इसके मिश्र - तारकीय - में उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध होते हैं। टंगस्टन-कॉपर मिश्र उच्च विद्युत चालकता, तापीय चालकता और पहनने के प्रतिरोध को जोड़ते हैं। इनका उपयोग स्पॉट वेल्डिंग के लिए चाकू स्विच, स्विच, इलेक्ट्रोड के कार्यशील भागों के निर्माण के लिए किया जाता है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

परिचय

विज्ञान और प्रौद्योगिकी में दुर्लभ तत्वों का महत्व हर साल बढ़ रहा है, और दुर्लभ और गैर-दुर्लभ तत्वों के बीच की सीमा अधिक से अधिक धुंधली होती जा रही है। आधुनिक विश्लेषणात्मक रसायनज्ञ को अधिक से अधिक बार टंगस्टन, मोलिब्डेनम, वैनेडियम, टाइटेनियम, जिरकोनियम और अन्य दुर्लभ तत्वों की परिभाषाओं से निपटना पड़ता है।

सभी तत्वों के मिश्रण का विश्लेषण अत्यंत दुर्लभ मामला है।

खनिजों में पाए जाने वाले दुर्लभ और गैर-दुर्लभ तत्वों के कई संयोजन इतने जटिल हैं कि विश्लेषण के लिए दुर्लभ तत्वों के रसायन विज्ञान के व्यापक अनुभव और ज्ञान की आवश्यकता होती है।

तत्वों को समूहों में अलग करने या किसी एक तत्व को अलग करने के लिए, न केवल वर्षा प्रतिक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, बल्कि अन्य तरीकों का भी उपयोग किया जाता है, जैसे: कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ यौगिकों का निष्कर्षण, आसवन वाष्पशील यौगिक, इलेक्ट्रोलिसिस, आदि।

कुछ दुर्लभ तत्वों को अलग करने और पहचानने में कठिनाई के कारण रासायनिक तरीकेये निर्धारण भौतिक विधियों (वर्णक्रमीय, ल्यूमिनसेंट, आदि) द्वारा किए जाते हैं।

बिखरे हुए दुर्लभ तत्वों की बहुत कम मात्रा का पता लगाने पर, लागू करें रासायनिक तरीकेएक अन्य विशेष रूप से चयनित तत्व - "वाहक" के साथ निर्धारित किए जा रहे तत्व के सह-वर्षा के आधार पर संवर्धन। वाहक तत्वों को इस तरह से चुना जाता है कि विश्लेषण के आगे के पाठ्यक्रम में हस्तक्षेप न करें।

सबसे महत्वपूर्ण दुर्लभ तत्वों में से एक टंगस्टन है। इस पत्र में, हम टंगस्टन की गुणात्मक पहचान से संबंधित कुछ मुद्दों पर विचार करना चाहते हैं।

टंगस्टन की खोज का इतिहास

इस धातु की खोज से बहुत पहले "टंगस्टन" शब्द मौजूद था। एक अन्य जर्मन चिकित्सक और धातुकर्मी जॉर्जियस एग्रिकोला (1494-1555) ने कुछ धातुओं को टंगस्टन कहा। "टंगस्टन" शब्द के अर्थ के कई रंग थे; यह, विशेष रूप से, "भेड़िया लार" और "भेड़िया फोम" दोनों का अर्थ था, अर्थात। गुस्से में भेड़िये के मुंह पर झाग। 14 वीं -16 वीं शताब्दी के धातुकर्मियों ने देखा कि टिन के गलाने के दौरान, कुछ खनिजों के मिश्रण से धातु को महत्वपूर्ण नुकसान होता है, जिससे यह "फोम" में बदल जाता है - लावा में। एक हानिकारक अशुद्धता खनिज वुल्फ्रामाइट (Mn, Fe)WO4 थी, जो टिन अयस्क - कैसिटराइट (SnO2) के समान थी। मध्यकालीन धातुकर्मियों ने वुल्फ्रामाइट को "टंगस्टन" कहा और कहा कि "यह भेड़ की तरह भेड़ चुराता है और टिन को खा जाता है।"

पहली बार टंगस्टन को स्पेनिश रसायनज्ञ भाइयों डी एलुयार ने 1783 में प्राप्त किया था। पहले भी - 1781 में। - स्वीडिश रसायनज्ञस्कील ने खनिज से टंगस्टन ट्रायऑक्साइड WO3 को संरचना CaWO4 के साथ अलग किया, जिसे बाद में "स्कीलाइट" कहा गया। इसलिए, टंगस्टन को लंबे समय तक शील कहा जाता था।

इंग्लैंड, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका में, टंगस्टन को अलग तरह से कहा जाता है - टंगस्टन, जिसका स्वीडिश में अर्थ है "भारी पत्थर"। 19वीं सदी में रूस में टंगस्टन को "भेड़िया" कहा जाता था।

में स्थिति आवधिक प्रणाली रासायनिक तत्व

टंगस्टन रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह VI का एक तत्व है, इसकी क्रम संख्या 74 है, परमाणु द्रव्यमान 183.85 है।

प्राकृतिक टंगस्टन में द्रव्यमान के साथ स्थिर समस्थानिकों का मिश्रण होता है:

टंगस्टन के लिए, 174 से 188 तक द्रव्यमान वाले रेडियोधर्मी समस्थानिक भी ज्ञात हैं।

टंगस्टन के भौतिक और रासायनिक गुण और उसका अनुप्रयोग

टंगस्टन रासायनिक गुणात्मक पहचान

शुद्ध धातु टंगस्टन एक चांदी-सफेद धातु है, जो दिखने में स्टील के समान है, क्रिस्टल जाली शरीर-केंद्रित घन है; चूर्ण अवस्था में - गहरा भूरा रंग।

टंगस्टन के भौतिक स्थिरांक:

पिघलने का तापमान। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3380-3430oC

उबलता तापमान। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5900oC

घनत्व (20 oC पर)। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.3 ग्राम/सेमी3

विशिष्ट ऊष्मा(20 ओसी पर)। . . . . . . . . . . . . . . . . .032 कैलोरी/जी* ओसी

पिघलने वाली गर्मी। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 कैलोरी/जी

वाष्पीकरण की गर्मी। . . . . . . . . . . . . . . . . ..। . . . . . . . . . . . . . . . . .1.83 कैलोरी/जी

टंगस्टन का वाष्प दाब तालिका 1 (परिशिष्ट देखें) में सूचीबद्ध है।

टंगस्टन में किसी भी धातु का उच्चतम गलनांक और सबसे कम वाष्प दाब होता है। टंगस्टन तार में सबसे अधिक तन्य शक्ति होती है और 420 किग्रा / मिमी 2 तक की उपज शक्ति होती है।

आज, विज्ञान और प्रौद्योगिकी में टंगस्टन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग मिश्र धातु इस्पात के लिए, सुपरहार्ड मिश्र धातुओं के आधार के रूप में, विमानन और रॉकेट प्रौद्योगिकी के लिए गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के एक घटक के रूप में, वैक्यूम उपकरणों और गरमागरम लैंप के फिलामेंट्स के लिए कैथोड के निर्माण के लिए किया जाता है। टंगस्टन मिश्र धातुओं में उच्च गर्मी प्रतिरोध होता है (16500C पर, अंतिम शक्ति 175-253 MPa है), लेकिन वे भंगुर होते हैं और 6000C से ऊपर की हवा में गहन रूप से ऑक्सीकरण करते हैं (एक सुरक्षात्मक कोटिंग के बिना, उनका उपयोग केवल एक वैक्यूम और एक कम करने या तटस्थ में किया जा सकता है) वायुमंडल)। आयनकारी उपचार को अवशोषित करने में अच्छा है। उनका उपयोग हीटिंग तत्वों, थर्मल स्क्रीन, रेडियोधर्मी तैयारी के भंडारण के लिए कंटेनर, थर्मल उत्सर्जक, थर्मोकपल इलेक्ट्रोड के निर्माण के लिए 25000C (रेनियम के साथ मिश्र) तक तापमान मापने के लिए किया जाता है।

रासायनिक गुण

टंगस्टन सबसे अधिक संक्षारण प्रतिरोधी धातुओं में से एक है। सामान्य तापमान पर यह पानी और हवा के लिए प्रतिरोधी है, 400-500 oC के तापमान पर यह विशेष रूप से ऑक्सीकरण करता है, उच्च तापमान पर यह तीव्रता से ऑक्सीकरण करता है, जिससे पीले टंगस्टन ट्रायऑक्साइड का निर्माण होता है। यह बहुत अधिक तापमान पर भी हाइड्रोजन के साथ बातचीत नहीं करता है; यह 2000 oC से ऊपर के तापमान पर नाइट्रोजन के साथ संपर्क करता है, जिससे WN2 नाइट्राइड बनता है। 1100-1200 oC पर ठोस कार्बन टंगस्टन के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे WC और W2C कार्बाइड बनते हैं। ठंड में, सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड और एक्वा रेजिया टंगस्टन पर कार्य नहीं करते हैं। 100 oC के तापमान पर, टंगस्टन हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के साथ बातचीत नहीं करता है, हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड के साथ कमजोर रूप से बातचीत करता है, नाइट्रिक एसिड और एक्वा रेजिया के साथ तेजी से बातचीत करता है। यह हाइड्रोफ्लोरिक और नाइट्रिक एसिड के मिश्रण में जल्दी घुल जाता है। ठंड में क्षार के घोल टंगस्टन पर कार्य नहीं करते हैं; पिघला हुआ क्षार हवा तक पहुंच के साथ या ऑक्सीकरण एजेंटों (जैसे: नाइट्रेट्स, क्लोरेट्स, लेड डाइऑक्साइड) की उपस्थिति में टंगस्टन को गहन रूप से भंग कर देता है, जिससे लवण बनता है।

टंगस्टन परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का वितरण: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 5d4 6s2। टंगस्टन आयनीकरण क्षमता: I1 = 7.98eV; I2 = 17.7eV। परमाणु त्रिज्या rme=1.40Ao.

आयनिक त्रिज्या:

यौगिकों में, टंगस्टन ऑक्सीकरण अवस्था +2, +3, +4, +5, +6 प्रदर्शित करता है। उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाओं में, टंगस्टन में होता है अम्ल गुण, निचले वाले में - मुख्य वाले। +2, +3 ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिक अस्थिर होते हैं। द्विसंयोजक टंगस्टन केवल हैलाइड के रूप में जाना जाता है। स्थिर जटिल साइनाइड को टंगस्टन (IV) यौगिकों से ठोस रूप में पृथक किया गया है। टंगस्टन (V) और (VI) के यौगिकों का विश्लेषण में सबसे बड़ा व्यावहारिक महत्व है।

समाधान में टंगस्टन का व्यवहार जटिल है, विशेष रूप से अम्लीय में, सरल यौगिकों की कमी के कारण। टंगस्टन के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में आवश्यक महत्व जटिल गठन के लिए इसकी उच्च प्रवृत्ति है। इस तथ्य के कारण कि जटिल यौगिकों में व्यक्तिगत तत्वों के व्यक्तिगत गुण सरल लोगों की तुलना में अधिक स्पष्ट होते हैं, समान गुणों वाले तत्वों की उपस्थिति में निर्धारण में टंगस्टन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

टंगस्टन (II) और (III) यौगिक मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं; टंगस्टन (V) यौगिकों की ऑक्सीकरण क्षमता कमजोर है।

टंगस्टन और उसके यौगिकों के लिए थर्मोडायनामिक डेटा तालिका 2 में दिए गए हैं (परिशिष्ट देखें)

1940 के दशक तक, टंगस्टन की विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान मोलिब्डेनम के विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान के साथ विकसित हुआ, पूर्व में निर्धारण के गुरुत्वाकर्षण विधियों की विशेषता थी। पर पिछले साल काटंगस्टन समन्वय यौगिकों के रसायन विज्ञान का सफलतापूर्वक अध्ययन किया गया है, जिनमें से कुछ का भौतिक और भौतिक रासायनिक विधियों द्वारा टंगस्टन का निर्धारण करने के लिए विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

टंगस्टन और मोलिब्डेनम के गुणों की निकटता एक दूसरे की उपस्थिति में उनके पृथक्करण और निर्धारण की कठिनाई की व्याख्या करती है। हालांकि, वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के वितरण में अंतर, लैंथेनाइड संकुचन घटना का अनुभव हुआ इलेक्ट्रॉन कवचटंगस्टन कुछ में अंतर करने के लिए नेतृत्व रासायनिक गुणइन तत्वों। उदाहरण के लिए, खनिज एसिड की उपस्थिति में टंगस्टन (VI) के जलीय घोलों की पोलीमराइजेशन और हाइड्रोलिसिस की प्रवृत्ति मोलिब्डेनम (VI) की तुलना में अधिक मजबूत होती है। टंगस्टन को निश्चित रूप से ठीक करना अधिक कठिन है कम डिग्रीऑक्सीकरण, जिसका स्थिरीकरण, मोलिब्डेनम के विपरीत, जटिल है और हमेशा सफल नहीं होता है।

टंगस्टन का गुणात्मक पता लगाना

टंगस्टन का रसायन अत्यंत जटिल है। एक परिवर्तनशील ऑक्सीकरण अवस्था के साथ, यह तत्व बनता है बड़ी संख्यासम्बन्ध। यहां हम केवल उन्हीं टंगस्टन यौगिकों के गुणों पर विचार करेंगे जो यह तब बनते हैं जब इसकी मिश्रधातुएं अम्ल में घुल जाती हैं। चूंकि इन मिश्र धातुओं को घोलने के लिए 2N के साथ मिश्रित सांद्र नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड या एक्वा रेजिया, टंगस्टन में चला जाता है उच्चतम डिग्रीऑक्सीकरण +6। इसलिए, हम टंगस्टन (VI) यौगिकों के गुणों पर ध्यान देंगे।

WO42- आयन की आंशिक प्रतिक्रियाएँ:

1. अम्ल। जब टंगस्टेट समाधान केंद्रित खनिज एसिड, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड के संपर्क में आते हैं, तो टंगस्टिक एसिड का एक सफेद अवक्षेप होता है:

WO42-+2H++H2O = WO3*2H2O।

उबालने पर WO3*2 H2O पीले WO3* H2O में बदल जाता है। टंग्स्टिक एसिड में अघुलनशील है केंद्रित एसिड(एमओओ3*एच2ओ से अंतर)। इसके गठन की प्रतिक्रिया का उपयोग WO42- को अन्य आयनों से अलग करने के लिए किया जाता है।

2. हाइड्रोजन सल्फाइड H2S in अम्ल घोल WO42- को अवक्षेपित नहीं करता है।

3. अमोनियम सल्फाइड (NH4)2S टंगस्टेट्स के साथ पानी में घुलनशील थायोसाल्ट बनाता है, उदाहरण के लिए:

WO42- + 8NH4+ + 4S2-+ 4 H2O = WS42- + 8NH4OH।

अम्लीकरण पर, थायोसाल्ट एक हल्के भूरे रंग के अवक्षेप WS3 के निर्माण के साथ विघटित हो जाता है।

4. WO42- की वसूली। हाइड्रोक्लोरिक या सल्फ्यूरिक एसिड के साथ अम्लीकृत टंगस्टेट का एक समाधान, धातु जस्ता के साथ इलाज किया जाता है। टंगस्टन (VI) और (V) यौगिकों से युक्त चर संरचना के उत्पादों के निर्माण के कारण पहले बनने वाले टंगस्टन एसिड का अवक्षेप नीला हो जाता है:

Zn + 2WO42-+6Н+ = W2O5+Zn2++3H2O।

जिंक को टिन (II) क्लोराइड के घोल से बदलने पर समान यौगिक प्राप्त होता है।

विश्लेषण की हाइड्रोजन सल्फाइड विधि में, टंगस्टन को आर्सेनिक के उपसमूह के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; हालांकि, यह अम्लीय वातावरण में हाइड्रोजन सल्फाइड की क्रिया के तहत सल्फाइड नहीं बनाता है, लेकिन इसे केवल क्षारीय वातावरण में अमोनियम और क्षार धातु सल्फाइड या हाइड्रोजन सल्फाइड की क्रिया के तहत बनाता है; थायोसाल्ट बनाने के लिए अतिरिक्त सल्फाइड में घुल जाता है:

Na2WO4 + 4 (NH4)2S + 4 H2O = Na2WS4 + 8 NH4OH।

जब थायोसाल्ट के अम्लीय विलयन, हल्के भूरे रंग के टंगस्टन सल्फाइड अवक्षेपित होते हैं:

Na2WS4 + 2 HCl = 2 NaCl + H2S + WS3,

अधिक मात्रा में घुलनशील हाइड्रोक्लोरिक एसिड के. लेकिन WO42- आयन सिल्वर ग्रुप (Ag+, Hg22+, Tl(I), Pb2+) के साथ मिलकर कम घुलनशील टंगस्टिक एसिड के रूप में हाइड्रोक्लोरिक एसिड की क्रिया के तहत अवक्षेपित होता है और इस प्रकार अधिकांश उद्धरणों से अलग हो जाता है।

विश्लेषण की हाइड्रोजन सल्फाइड मुक्त योजना में, हाइड्रोक्लोरिक एसिड की क्रिया द्वारा टंगस्टन को टंगस्टन एसिड के रूप में पृथक करने का भी प्रस्ताव है; इसके साथ, आयन क्लोराइड के रूप में अवक्षेपित होते हैं: Ag +, Hg22 +, Tl (I), Pb2 +। टंगस्टन की उपस्थिति में धनायनों के विश्लेषण का व्यवस्थित पाठ्यक्रम तालिका 3 में दिखाया गया है (परिशिष्ट देखें)।

टंगस्टन का गुणात्मक विश्लेषण बहुत खराब विकसित है। मूल रूप से, कम घुलनशील टंगस्टिक एसिड की वर्षा का उपयोग टंगस्टेट्स पर खनिज एसिड की क्रिया द्वारा किया जाता है; इन परिस्थितियों में सिलिकिक एसिड टंगस्टन के साथ मिलकर अवक्षेपित होता है। उत्तरार्द्ध से, अमोनिया के साथ अवक्षेप के उपचार द्वारा टंगस्टन को अलग किया जाता है, और फिर छानना में पाया जाता है। अकार्बनिक अभिकर्मकों में से, क्षार धातु और अमोनियम थायोसाइनेट्स का उपयोग अक्सर टाइटेनियम (III) और टिन (II) कम करने वाले एजेंटों और कार्बनिक अभिकर्मकों, टोल्यूनि-3,4-डाइथिओल की उपस्थिति में किया जाता है। संभवतः, टंगस्टन के फोटोमेट्रिक निर्धारण के लिए अनुशंसित अभिकर्मकों का पता लगाने के लिए उपयोग किया जा सकता है: वे संवेदनशील और काफी विश्वसनीय हैं, खासकर टंगस्टन के अलग होने के बाद, उदाहरण के लिए, एसिड हाइड्रोलिसिस द्वारा। टंगस्टन के गुरुत्वाकर्षण निर्धारण के लिए अनुशंसित अभिकर्मकों का पता लगाने के लिए बहुत कम उपयोग होता है, क्योंकि वे टंगस्टन के साथ अप्राप्य अवक्षेप बनाते हैं।

कोरेनमैन ने अमोनियम क्लोराइड का उपयोग करके टंगस्टन का पता लगाने का प्रस्ताव रखा: अमोनियम टंगस्टन के रंगहीन क्रिस्टल में समचतुर्भुज और छड़ का आकार होता है। समाधान की एक बूंद में टंगस्टन की संवेदनशीलता 0.15 माइक्रोग्राम, कमजोर पड़ने को सीमित करना 1:4*104। क्लोराइड, सल्फेट्स, सौ गुना मात्रा में मोलिब्डेट्स और तीस गुना मात्रा में वैनाडेट्स द्वारा जांच में हस्तक्षेप नहीं किया जाता है।

रोडानाइड विधि से अयस्कों में ड्रॉप विधि 0.05-1% टंगस्टन ट्रायऑक्साइड WO3 और 10-4% टंगस्टन का पता लगाना संभव हो जाता है। चट्टानों.

अयस्कों में टंगस्टन का ड्रॉप डिटेक्शन। 0.05-1% टंगस्टन ट्रायऑक्साइड का पता लगाने से 10% मोलिब्डेनम और वैनेडियम प्रत्येक में हस्तक्षेप नहीं होता है; 5% क्रोमियम; आर्सेनिक और सुरमा के 2%, हालांकि, वैनेडियम और क्रोमियम को अलग करने की सिफारिश की जाती है।

लगभग 5 मिलीग्राम नमूना, एक पाउडर के लिए जमीन, किसके साथ जुड़ा हुआ है? 20 मिलीग्राम सोडियम हाइड्रॉक्साइड, लगभग 3 मिलीग्राम सोडियम पेरोक्साइड को पिघल में जोड़ा जाता है और फिर से पिघलाया जाता है। पिघल का पीला रंग क्रोमियम की उपस्थिति को इंगित करता है। पानी की कुछ बूंदों को पिघल में मिलाया जाता है, गरम किया जाता है, एक चीनी मिट्टी के बरतन क्रूसिबल में स्थानांतरित किया जाता है और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ अम्लीकृत किया जाता है। घोल को पानी के स्नान पर लगभग सूखने के लिए वाष्पित कर दिया जाता है, अवशेषों को हाइड्रोक्लोरिक एसिड से सिक्त किया जाता है, पानी से पतला किया जाता है, फ़िल्टर किया जाता है। फिल्टर केक को गर्म अमोनिया घोल (1:1) से उपचारित किया जाता है, धोया जाता है गर्म पानी, छानना और धुलाई को मिलाया जाता है और अभिकर्मक घोल की एक बूंद (100 मिलीलीटर पानी में 30 ग्राम पोटेशियम थायोसाइनेट) मिलाया जाता है, थोड़ी मात्रा में वाष्पित किया जाता है, केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड की 1-2 बूंदें, 10% टिन की 1 बूंद (II) क्लोराइड घोल और हाइड्रोक्लोरिक एसिड (1:1) में टाइटेनियम (III) क्लोराइड के 05% घोल की 1 बूंद। टंगस्टन की उपस्थिति में एक पीला रंग दिखाई देता है।

अयस्कों और चट्टानों में टंगस्टन का पता लगाना। मोलिब्डेनम, सेलेनियम, टेल्यूरियम, बड़ी मात्रा में लोहा, वैनेडियम, क्रोमियम और सिलिकॉन डाइऑक्साइड 10-4% टंगस्टन का पता लगाने में हस्तक्षेप करते हैं। सल्फाइड के नमूनों को निकाल दिया जाता है और फायरिंग के बाद आगे जमीन में डाल दिया जाता है।

पानी के स्नान में गर्म करते समय एक टेस्ट ट्यूब या माइक्रोकप में 2 मिलीलीटर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ 0.5 ग्राम बारीक पिसे पदार्थ का 30 मिनट के लिए इलाज किया जाता है। यदि आर्सेनिक मौजूद है, तो इसे पोटेशियम ब्रोमाइड की उपस्थिति में हाइड्राज़िन की क्रिया द्वारा हटा दिया जाता है, अभिकर्मकों को मूल मात्रा में आधा करने के बाद तरल को वाष्पित कर देता है। अवशेषों को दो मात्रा में पानी में घोल दिया जाता है, घोल को एक कपास झाड़ू के माध्यम से फ़िल्टर किया जाता है और 1-2 मिलीलीटर पानी से धोया जाता है। छानना और धुलाई सूखने के लिए वाष्पित हो जाती है, पानी की 1-2 बूंदों में घुल जाती है, 25% पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल को ड्रॉपवाइज तब तक मिलाया जाता है जब तक कि आयरन हाइड्रॉक्साइड पूरी तरह से अवक्षेपित न हो जाए, एक संतृप्त अमोनियम थायोसाइनेट घोल की 3 बूंदों को मिलाया जाता है, मिश्रित किया जाता है, एक 40 % टिन (II) क्लोराइड घोल गायब होने तक लाल रंग में मिलाया जाता है। टंगस्टन की उपस्थिति में, एक पीला-हरा रंग दिखाई देता है।

टंगस्टन का पता लगाने की संवेदनशीलता को 0.01 माइक्रोग्राम तक बढ़ाने के लिए, आयनों एक्सचेंजर अनाज पर प्रतिक्रिया करने की सिफारिश की जाती है। डिटेक्शन 100-1000 माइक्रोग्राम La, Ce(IV), Zr, Th, Mn, Fe, Ni, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ge, Sn (IV), Pb, Sb (III) के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है। , Bi, F-, Br-, I-, NO3-, SO32-, SO42-, HPO42-, B4O72-, HCOO-, C2O42-, साइट्रेट और टार्ट्रेट। वे Pd, Pt, Ag, Au, Hg, As, Se, Te में हस्तक्षेप करते हैं।

मोलिब्डेनम की उपस्थिति में, घोल को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ 1-2 M की सांद्रता में अम्लीकृत किया जाता है, मोलिब्डेनम को मिश्रण के साथ दो बार निकाला जाता है बराबर मात्राएसिटाइलैसटोन और क्लोरोफॉर्म, जलीय परत को फ़िल्टर किया जाता है, एक छोटी मात्रा में वाष्पित किया जाता है, नाइट्रिक एसिड को नष्ट करने के लिए पेश किया जाता है कार्बनिक पदार्थऔर 0.01M की सांद्रता में सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाएं। घोल को एक सफेद टाइल प्लेट पर रखा जाता है, Dowex-1-x-1 या 1-x-2 आयन एक्सचेंज राल के कई दाने जोड़े जाते हैं, कुछ मिनटों के बाद, टिन (II) क्लोराइड के 10% घोल की 1 बूंद सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड में और अमोनियम थायोसाइनेट का 3% घोल मिलाया जाता है। टंगस्टन की उपस्थिति में दाना हरा हो जाता है। एक फ्लोरोसेंट लैंप की रोशनी के तहत एक माइक्रोस्कोप के तहत अनाज को देखने की सिफारिश की जाती है।

स्टील में टंगस्टन का ड्रॉप डिटेक्शन। कुलबर्ग ने बेंज़िडाइन नारंगी-लाल-भूरे रंग के एसिटिक एसिड समाधान को रंगने के लिए, टंगस्टिक एसिड पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड की क्रिया द्वारा गठित पेरोक्ज़ोटंगस्टिक एसिड की क्षमता के आधार पर एक प्रतिक्रिया का प्रस्ताव किया है। परिणामी यौगिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड की क्रिया के लिए प्रतिरोधी है।

एक एसिड मिश्रण की एक बूंद (1 भाग 30% सल्फ्यूरिक एसिड और 1 भाग केंद्रित नाइट्रिक एसिड) को साफ स्टील की सतह पर रखा जाता है। 2-3 मिनट के बाद, सोडियम पेरोक्साइड की एक बड़ी मात्रा में जोड़ा जाता है, हिलाया जाता है, और उबलते बंद होने तक 10% अमोनिया समाधान ड्रॉपवाइज जोड़ा जाता है। तलछट का एक हिस्सा फिल्टर पेपर के एक टुकड़े के साथ कब्जा कर लिया जाता है, बर्फ की ठंड में बेंज़िडाइन के ताजे तैयार 1% घोल की 2-3 बूंदों को उस पर रखा जाता है। सिरका अम्ल. टंगस्टन की उपस्थिति में, एक नारंगी-लाल-भूरा रंग विकसित होता है।

स्टील्स में, डाइथियोल के साथ टंगस्टन का पता लगाया जा सकता है; मोलिब्डेनम, ज़िरकोनियम, तांबा और अन्य स्टील घटकों में हस्तक्षेप न करें।

स्टील का एक नमूना 0.5-0.6 ग्राम 6 एम हाइड्रोक्लोरिक एसिड के 10 मिलीलीटर में भंग कर दिया जाता है। मोलिब्डेनम (VI) को मोलिब्डेनम (III) में कम करने के लिए समाधान के हिस्से को टिन (II) क्लोराइड के साथ गर्म किया जाता है और डाइथियोल का एक मेथनॉलिक समाधान जोड़ा जाता है। टंगस्टन की उपस्थिति में, एक नीला-हरा रंग विकसित होता है।

रोडामाइन सी का उपयोग करते समय, टंगस्टन की पहचान संवेदनशीलता 0.001-0.0005 मिलीग्राम प्रति 1 बूंद समाधान है। टंगस्टन एसिड H2WO4 को अलग करने की सिफारिश की जाती है, फिर इसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड में घोलें और थोड़े अम्लीय माध्यम में टंगस्टन का पता लगाएं। कई आयन टंगस्टन को अलग किए बिना पता लगाने में बाधा डालते हैं, जिसमें आयन I-, Br-, SCN-, Cr2O72-, S2O82-, MnO4-, ClO4-, S2O32- शामिल हैं।

कागज क्रोमैटोग्राम पर टंगस्टन का पता लगाने के लिए रोडामाइन सी की सिफारिश की जाती है; इसके लिए उन्हें 1M सल्फ्यूरिक एसिड में रोडामाइन सी के 0.025% घोल और पोटेशियम ब्रोमाइड के 20% घोल का छिड़काव किया जाता है। टंगस्टन की उपस्थिति को स्पॉट के रंग या चमक से पहचाना जा सकता है।

कैथोडिक या पराबैंगनी किरणों की कार्रवाई के तहत, स्कीलाइट नीली रोशनी के साथ तीव्रता से चमकता है।

आवधिक प्रणाली में परमाणु संख्या 74 के साथ, प्रतीक डब्ल्यू (लैट। वोल्फ्रामियम) द्वारा दर्शाया गया है, जो एक कठोर ग्रे संक्रमण धातु है। मुख्य अनुप्रयोग धातु विज्ञान में आग रोक सामग्री के आधार के रूप में है। अत्यंत दुर्दम्य, मानक शर्तेंरासायनिक प्रतिरोधी।

इतिहास और नाम की उत्पत्ति

वुल्फ्रामियम नाम को खनिज वुल्फ्रामाइट से तत्व में स्थानांतरित किया गया था, जिसे 16 वीं शताब्दी के रूप में जाना जाता है। "भेड़िया फोम" कहा जाता है - लैटिन में "स्पुमा लुपी", या जर्मन में "वुल्फ रहम"। नाम इस तथ्य के कारण था कि टंगस्टन, टिन अयस्क के साथ, टिन के गलाने में हस्तक्षेप करता था, इसे स्लैग के फोम में बदल देता था ("यह भेड़ की तरह टिन को भस्म कर देता है")।
वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका, ग्रेट ब्रिटेन और फ्रांस में, "टंगस्टन" (स्वीडिश टंग स्टेन - "भारी पत्थर") नाम का उपयोग टंगस्टन के लिए किया जाता है।
1781 में, प्रसिद्ध स्वीडिश रसायनज्ञ स्कील ने नाइट्रिक एसिड के साथ खनिज स्कीलाइट का इलाज करते हुए एक पीला "भारी पत्थर" प्राप्त किया। 1783 में, स्पेनिश रसायनज्ञ, एलुअर्ड भाइयों ने सैक्सन खनिज वोल्फ्रामाइट से अमोनिया में घुलनशील एक नई धातु के पीले ऑक्साइड की तैयारी की सूचना दी। उसी समय, भाइयों में से एक, फॉस्टो, 1781 में स्वीडन में था और उसने शीले के साथ संचार किया। स्कील ने टंगस्टन की खोज का दावा नहीं किया, और एलुअर्ड भाइयों ने उनकी प्राथमिकता पर जोर नहीं दिया।

रसीद

टंगस्टन प्राप्त करने की प्रक्रिया अयस्क सांद्र से ट्राईऑक्साइड WO 3 के पृथक्करण के उप-चरण से गुजरती है और बाद में हाइड्रोजन के साथ धातु पाउडर में लगभग तापमान पर कमी होती है। 700 डिग्री सेल्सियस। टंगस्टन के उच्च गलनांक के कारण, एक कॉम्पैक्ट रूप प्राप्त करने के लिए पाउडर धातु विज्ञान विधियों का उपयोग किया जाता है: परिणामस्वरूप पाउडर को दबाया जाता है, हाइड्रोजन वातावरण में 1200-1300 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पाप किया जाता है, फिर इसके माध्यम से पारित किया जाता है बिजली. धातु को 3000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, और एक अखंड सामग्री में सिंटरिंग होता है। बाद के शुद्धिकरण और एकल-क्रिस्टल रूप प्राप्त करने के लिए, ज़ोन पिघलने का उपयोग किया जाता है।

गुण

भौतिक
टंगस्टन उच्चतम सिद्ध गलनांक और क्वथनांक के साथ एक हल्के भूरे रंग की धातु है (यह माना जाता है कि सीबोर्गियम और भी अधिक दुर्दम्य है, लेकिन अभी तक यह दृढ़ता से नहीं कहा जा सकता है - सीबोर्गियम का जीवनकाल बहुत छोटा है)।
टंगस्टन सबसे भारी, कठोर और सबसे दुर्दम्य धातुओं में से एक है। अपने शुद्ध रूप में, यह प्लैटिनम के समान एक चांदी-सफेद धातु है, लगभग 1600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर यह फोर्जिंग के लिए अच्छी तरह से उधार देता है और इसे पतले धागे में खींचा जा सकता है।

रासायनिक
वैलेंस 2 से 6 तक। सबसे स्थिर 6-वैलेंट टंगस्टन है। 3- और 2-वैलेंटाइन टंगस्टन यौगिक अस्थिर होते हैं और इनका कोई व्यावहारिक महत्व नहीं होता है।
टंगस्टन में उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है: यह कमरे के तापमान पर हवा में नहीं बदलता है; लाल गर्मी के तापमान पर, यह धीरे-धीरे टंगस्टन ऑक्साइड VI में ऑक्सीकरण करता है; हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में लगभग अघुलनशील। पर नाइट्रिक एसिडऔर एक्वा रेजिया सतह से ऑक्सीकृत हो जाता है। यह नाइट्रिक एसिड और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के मिश्रण में घुल जाता है, जिससे टंगस्टिक एसिड बनता है। टंगस्टन यौगिकों से उच्चतम मूल्यहै: टंगस्टन ट्रायऑक्साइड या टंगस्टन एनहाइड्राइड, टंगस्टन, पेरोक्साइड यौगिक सामान्य सूत्र Me 2 WO x के साथ, साथ ही हैलोजन, सल्फर और कार्बन के साथ यौगिक। टंगस्टेट्स बहुलक आयनों के गठन के लिए प्रवण हैं, जिसमें अन्य संक्रमण धातुओं के समावेशन के साथ हेटरोपॉलीकंपाउंड शामिल हैं।