Ֆիզիկական հատկություններՎոլֆրամ.

Վոլֆրամ.

Վոլֆրամ(Wolframium) W - VI խմբի տարր, Դ. Ի. Մենդելեևի պարբերական համակարգի 6-րդ շրջան, էջ. 74, ատոմային զանգված 183,85. Բացվել է 1781 թվականին Կ. Շեյլի կողմից։ Վոլֆրամը բնության մեջ լայն տարածում չունի։ Ձևավորում է իր սեփական հանքանյութերը՝ վոլֆրամիտ և շելիտ; որպես անմաքրություն պարունակվում է անագի, մոլիբդենի, տիտանի միներալներում։ Վոլֆրամը բաց մոխրագույն մետաղ է, նորմալ պայմաններում քիմիապես դիմացկուն: Բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​փոխազդում է թթվածնի, ածխածնի և այլ տարրերի հետ։ Այն փոխազդում է ֆտորի հետ 20°C ջերմաստիճանում, այլ հալոգենների հետ՝ տաքացնելիս։ Թթուները, բացառությամբ հիդրոֆտորային և ազոտական ​​թթուների, չեն ազդում վոլֆրամի վրա: Միացություններում այն ​​ցուցադրում է փոփոխական վալենտություն։ Ամենակայունը 6 վալենտ վոլֆրամի միացություններն են։ Վոլֆրամն օգտագործվում է պողպատների լեգիրման համար, շիկացած էլեկտրական լամպերի կոշտ համաձուլվածքների, էլեկտրական վառարաններում ջեռուցիչների, եռակցման էլեկտրոդների, գեներատորի լամպերի կաթոդների և բարձր լարման ուղղիչ սարքերի արտադրության համար։

Վոլֆրամը բյուրեղանում է մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ վանդակավորժամանակաշրջանով a = 3,1647Å; խտությունը 19,3 գ/սմ3, մթ 3410°C, ճ/գ 5900°C։ Ջերմային հաղորդունակություն (կալ/սմ վրկ °C) 0,31 (20°C); 0.26 (1300°C): Էլեկտրական դիմադրողականություն (օմ սմ 10-6) 5,5 (20°C); 90.4 (2700°C): Էլեկտրոնի աշխատանքի ֆունկցիա 7.21 10-19 Ջ (4.55 էՎ), ճառագայթման էներգիայի հզորությունը բարձր ջերմաստիճաններում (Վտ/սմ2)՝ 18.0 (1000°C); 64.0 (2200°C); 153.0 (2700°C); 255.0 (3030°C): Վոլֆրամի մեխանիկական հատկությունները կախված են նախորդ մշակումից։ Առաձգական ուժ (կգֆ/մմ2) սինթրեված ձուլակտոր 11-ի համար, 100-ից մինչև 430 ճնշման տակ մշակված համար; առաձգականության մոդուլ (կգֆ/մմ1) 35000-38000 մետաղալարերի համար և 39000-41000 մեկ բյուրեղյա թելերի համար; Բրինելի կարծրություն (կգֆ/մմ2) սինթրած ձուլակտորների համար 200-230, դարբնոցների համար՝ 350-400 (1 կգֆ/մմ2 = 10 ՄՆ/մ2): Սենյակային ջերմաստիճանում վոլֆրամն ունի ցածր պլաստիկություն:

Նորմալ պայմաններում վոլֆրամը քիմիապես կայուն է: 400–500°C ջերմաստիճանում կոմպակտ մետաղը նկատելիորեն օքսիդանում է օդում՝ դառնալով WO3։ Ջրային գոլորշին այն ինտենսիվորեն օքսիդացնում է 600°C-ից բարձր՝ դառնալով WO3: Հալոգենները, ծծումբը, ածխածինը, սիլիցիումը, բորը փոխազդում են վոլֆրամի հետ բարձր ջերմաստիճանում (ֆտորը փոշու վոլֆրամի հետ՝ սենյակային ջերմաստիճանում): Վոլֆրամը չի արձագանքում ջրածնի հետ մինչև հալման կետը. 1500°C-ից բարձր ազոտի դեպքում ձևավորում է նիտրիդ։ Նորմալ պայմաններում վոլֆրամը դիմացկուն է հիդրոքլորային, ծծմբային, ազոտային և հիդրոֆլորաթթուներին, ինչպես նաև ջրային ռեգիային; 100°С-ում թույլ է փոխազդում նրանց հետ; արագ լուծվում է ֆտորֆտորային և ազոտական ​​թթուների խառնուրդում։ Ալկալային լուծույթներում, երբ ջեռուցվում է, վոլֆրամը մի փոքր լուծվում է, իսկ հալված ալկալիներում օդի հասանելիությամբ կամ օքսիդացնող նյութերի առկայությամբ՝ արագ. այս դեպքում ձևավորվում են վոլֆրամներ: Միացություններում վոլֆրամը ցույց է տալիս 2-ից 6-ի վալենտություն, իսկ ավելի կայուն միացությունները ամենակայունն են:

Վոլֆրամը ձևավորում է չորս օքսիդ՝ ամենաբարձրը՝ WO3 (վոլֆրամի անհիդրիդ), ամենացածրը՝ WO2 և երկու միջանկյալ՝ W10O29 և W4O11։ Վոլֆրամի անհիդրիդ - կիտրոնի բյուրեղային փոշի դեղին գույն, որը լուծվում է ալկալային լուծույթներում՝ առաջացնելով վոլֆրամներ։ Երբ այն կրճատվում է ջրածնով, հաջորդաբար ձևավորվում են ստորին օքսիդներ և վոլֆրամ: Վոլֆստի անհիդրիդը համապատասխանում է վոլֆսաթթվի H2WO4-ին` դեղին փոշի, որը գործնականում չի լուծվում ջրի և թթուների մեջ: Երբ այն փոխազդում է ալկալիների և ամոնիակի լուծույթների հետ, առաջանում են վոլֆրամների լուծույթներ։ 188°C ջերմաստիճանում H2WO4-ը պառակտում է ջուրը՝ ձևավորելով WO3: Քլորի հետ վոլֆրամը առաջացնում է մի շարք քլորիդներ և օքսիքլորիդներ։ Դրանցից ամենակարեւորները՝ WCl6 (mp 275°C, bp 348°C) և WO2Cl2 (mp 266°C, 300°C-ից բարձր սուբլիմացիաներ), ստացվում են ածխի առկայությամբ վոլֆրամի անհիդրիդի վրա քլորի ազդեցությամբ։ Ծծմբի հետ վոլֆրամը ձևավորում է երկու սուլֆիդ WS2 և WS3: Վոլֆրամի կարբիդները WC (հալում 2900°C) և W2C (հալում 2750°C) կոշտ հրակայուն միացություններ են; ստացվում է ածխածնի հետ վոլֆրամի փոխազդեցությամբ 1000-1500°C ջերմաստիճանում։

Վոլֆրամ(լատ. Wolframium), W, Մենդելեևյան պարբերական համակարգի VI խմբի քիմիական տարր, սերիական համար 74, ատոմային զանգված 183,85; հրակայուն ծանր մետաղբաց մոխրագույն. Բնական վոլֆրամը բաղկացած է հինգ կայուն իզոտոպների խառնուրդից՝ 180, 182, 183, 184 և 186 զանգվածային թվերով: Վոլֆրամը հայտնաբերվել և մեկուսացվել է որպես վոլֆրամի անհիդրիդ WO 3 1781 թվականին շվեդ քիմիկոս Կ. . 1783 թվականին իսպանացի քիմիկոս եղբայրները Էլույարը մեկուսացրեցին WO 3-ը հանքային վոլֆրամիտից և, ածխածնով կրճատելով WO 3-ը, առաջին անգամ ստացան հենց մետաղը, որը նրանք անվանեցին Վոլֆրամ: Հանքանյութը հայտնի էր նաև Ագրիկոլային (16-րդ): դար) և նրա կողմից կոչվում է «Spuma lupi» - գայլի փրփուր (գերմ. Wolf - wolf, Rahm - փրփուր) այն պատճառով, որ վոլֆրամը, միշտ ուղեկցող անագի հանքաքարերը, խանգարում էր անագի ձուլմանը, վերածելով այն խարամի փրփուրի ( «անագը ուտում է ինչպես գայլը ոչխարին»): ԱՄՆ-ում և որոշ այլ երկրներում տարրը կոչվում էր նաև «վոլֆրամ» (շվեդերեն՝ ծանր քար): Վոլֆրամը երկար ժամանակ արդյունաբերական կիրառություն չէր գտնում: Միայն մ. 19-րդ դարի երկրորդ կեսը սկսեց ուսումնասիրել վոլֆրամի հավելումների ազդեցությունը պողպատի հատկությունների վրա։

Վոլֆրամը բնության մեջ լայնորեն տարածված չէ. դրա բովանդակությունը երկրի ընդերքը 1 10 -4% քաշով: Ազատ վիճակում չի հանդիպում, ձևավորում է սեփական միներալներ, հիմնականում վոլֆրամիտներ, որոնցից արդյունաբերական նշանակություն ունեն վոլֆրամիտը (Fe, Mn)WO 4 և շելիտ CaWO 4։

Վոլֆրամի ֆիզիկական հատկությունները.Վոլֆրամը բյուրեղանում է մարմնի կենտրոնացված խորանարդ վանդակում a = 3,1647Å պարբերությամբ; խտությունը 19,3 գ/սմ 3, t pl 3410°C, t bp 5900°C: Ջերմային հաղորդունակություն (կալ/սմ վրկ °C) 0,31 (20°C); 0.26 (1300°C): Էլեկտրական դիմադրողականություն (օմ սմ 10 -6) 5,5 (20°C); 90.4 (2700°C): Էլեկտրոնների աշխատանքի ֆունկցիա 7.21·10 -19 j (4.55 eV), ճառագայթման էներգիայի հզորությունը բարձր ջերմաստիճաններում (W/cm2)՝ 18.0 (1000°C); 64.0 (2200°C); 153.0 (2700°C); 255.0 (3030°C): Վոլֆրամի մեխանիկական հատկությունները կախված են նախորդ մշակումից։ առաձգական ուժ (կգֆ / մմ 2) սինթրեված ձուլակտոր 11-ի համար, 100-ից մինչև 430 ճնշումով մշակված համար; առաձգականության մոդուլ (կգֆ / մմ 1) 35000-38000 մետաղալարերի համար և 39000-41000 մեկ բյուրեղյա թելերի համար; Բրինելի կարծրություն (կգֆ / մմ 2) սինթետիկ ձուլակտորի համար 200-230, դարբնոցային ձուլակտորի համար 350-400 (1 կգֆ / մմ 2 \u003d 10 ՄՆ / մ 2): Սենյակային ջերմաստիճանում վոլֆրամն ունի ցածր պլաստիկություն:

Վոլֆրամի քիմիական հատկությունները.Նորմալ պայմաններում վոլֆրամը քիմիապես կայուն է: 400-500°C ջերմաստիճանում կոմպակտ մետաղը նկատելիորեն օքսիդանում է օդում՝ դառնալով WO 3: Ջրային գոլորշիները ինտենսիվորեն օքսիդացնում են այն 600°C-ից բարձր մինչև WO 3: Հալոգենները, ծծումբը, ածխածինը, սիլիցիումը, բորը փոխազդում են վոլֆրամի հետ բարձր ջերմաստիճանում (ֆտորը փոշու վոլֆրամի հետ՝ սենյակային ջերմաստիճանում): Վոլֆրամը չի արձագանքում ջրածնի հետ մինչև հալման կետը. 1500°C-ից բարձր ազոտի դեպքում ձևավորում է նիտրիդ։ Նորմալ պայմաններում վոլֆրամը դիմացկուն է հիդրոքլորային, ծծմբային, ազոտային և հիդրոֆլորաթթուներին, ինչպես նաև ջրային ռեգիային; 100°С-ում թույլ է փոխազդում նրանց հետ; արագ լուծվում է ֆտորֆտորային և ազոտական ​​թթուների խառնուրդում։ Ալկալային լուծույթներում, երբ ջեռուցվում է, վոլֆրամը մի փոքր լուծվում է, իսկ հալված ալկալիներում օդի հասանելիությամբ կամ օքսիդացնող նյութերի առկայությամբ՝ արագ. այս դեպքում ձևավորվում են վոլֆրամներ: Միացություններում վոլֆրամը ցույց է տալիս 2-ից 6-ի վալենտություն, իսկ ավելի կայուն միացությունները ամենակայունն են:

Վոլֆրամը ձևավորում է չորս օքսիդ՝ ամենաբարձրը՝ WO 3 (վոլֆրամի անհիդրիդ), ամենացածրը՝ WO 2 և երկու միջանկյալ W 10 O 29 և W 4 O 11։ Վոլֆստի անհիդրիդը կիտրոնի դեղնավուն բյուրեղային փոշի է, որը լուծվում է ալկալային լուծույթներում՝ առաջացնելով վոլֆտատներ։ Երբ այն կրճատվում է ջրածնով, հաջորդաբար ձևավորվում են ստորին օքսիդներ և վոլֆրամ: Վոլֆրամային անհիդրիդը համապատասխանում է վոլֆսաթթուն H 2 WO 4 - դեղին փոշի, գործնականում չլուծվող ջրի և թթուների մեջ: Երբ այն փոխազդում է ալկալիների և ամոնիակի լուծույթների հետ, առաջանում են վոլֆրամների լուծույթներ։ 188°C-ում H 2 WO 4-ը պոկվում է ջուրից՝ ձևավորելով WO 3: Քլորի հետ վոլֆրամը առաջացնում է մի շարք քլորիդներ և օքսիքլորիդներ։ Դրանցից ամենակարևորները՝ WCl 6 (t pl 275 ° C, t bp 348 ° C) և WO 2 Cl 2 (t pl 266 ° C, 300 ° C-ից բարձր սուբլիմացիաներ), ստացվում են վոլֆրամի անհիդրիդի վրա քլորի ազդեցությամբ։ ածխի առկայության դեպքում։ Ծծմբի հետ վոլֆրամը ձևավորում է երկու սուլֆիդ WS 2 և WS 3: Վոլֆրամի կարբիդներ WC (t pl 2900 ° C) և W 2 C (t pl 2750 ° C) - պինդ հրակայուն միացություններ; ստացվում է ածխածնի հետ վոլֆրամի փոխազդեցությամբ 1000-1500°C ջերմաստիճանում։

Getting Wolfram.Վոլֆրամիտի և շելիտի խտանյութերը (50-60% WO 3) ծառայում են որպես հումք վոլֆրամի արտադրության համար։ Ֆերոտունֆրամը (65-80% վոլֆրամով երկաթի համաձուլվածք) ուղղակիորեն ձուլվում է խտանյութերից, որն օգտագործվում է պողպատի արտադրության մեջ. Վոլֆրամի, նրա համաձուլվածքների և միացությունների ստացման համար խտանյութից առանձնացնում են վոլֆրամի անհիդրիդը։ Արդյունաբերության մեջ WO 3 ստանալու համար օգտագործվում են մի քանի մեթոդներ: Scheelite խտանյութերը քայքայվում են ավտոկլավներում 180-200 ° C սոդայի լուծույթով (ստացվում է նատրիումի վոլֆրամի տեխնիկական լուծույթ) կամ աղաթթու (ստացվում է տեխնիկական վոլֆրամաթթու).

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

2. CaWO 4 tv + 2HCl w = H 2 WO 4 tv + CaCl 2 sol.

Վոլֆրամիտի խտանյութերը քայքայվում են կա՛մ 800-900°C-ում սոդայի հետ թրծման միջոցով, որին հաջորդում է Na 2 WO 4-ի տարրալվացումը ջրով, կա՛մ նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթով մշակելով, երբ տաքացվում է: Ալկալային նյութերով (սոդա կամ կաուստիկ սոդա) քայքայվելիս ձևավորվում է Na 2 WO 4 լուծույթ՝ աղտոտված կեղտերով։ Լուծումից դրանց առանձնացումից հետո արտանետում են H 2 WO 4: Ավելի կոպիտ, հեշտությամբ զտվող և լվացվող նստվածքներ ստանալու համար CaWO 4-ը սկզբում նստեցվում է Na 2 WO 4 լուծույթից, որն այնուհետև քայքայվում է աղաթթվով: Չորացրած H 2 WO 4-ը պարունակում է 0.2 - 0.3% կեղտեր: H 2 WO 4-ը կալցինացնելով 700-800 ° C ջերմաստիճանում, ստացվում է WO 3, և դրանից ստացվում են կոշտ համաձուլվածքներ։ Մետաղական վոլֆրամի արտադրության համար H 2 WO 4-ը լրացուցիչ զտվում է ամոնիակի մեթոդով` լուծելով ամոնիակում և բյուրեղացնելով ամոնիումի պարատունգստատ 5(NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O: Այս աղը կալցինացնելով ստանում է մաքուր WO 3: Վոլֆրամի փոշին ստացվում է WO 3-ը ջրածնով (և կոշտ համաձուլվածքների արտադրության մեջ՝ նաև ածխածնով) 700-850°C-ի տակ գտնվող խողովակային էլեկտրական վառարաններում վերականգնմամբ։ Կոմպակտ մետաղը փոշուց ստացվում է սերմետային մեթոդով, այսինքն՝ պողպատե կաղապարներում սեղմելով 3000-5000 կգ/սմ 2 ճնշման տակ և սեղմված բլանկների՝ ձողերի ջերմային մշակմամբ։ Ջերմային մշակման վերջին փուլը՝ մինչև մոտ 3000°C ջեռուցումն իրականացվում է հատուկ ապարատներում՝ ջրածնային մթնոլորտում ձողով էլեկտրական հոսանք անցնելով։ Արդյունքում ստացվում է վոլֆրամ, որը տաքացնելիս լավ է հարմարվում ճնշման մշակմանը (կեղծում, գծում, գլորում և այլն): Վոլֆրամի միաբյուրեղները ձեռք են բերվում ձողերից՝ առանց կարասի էլեկտրոնային ճառագայթների գոտու հալման միջոցով:

Wolfram-ի կիրառումը:Վոլֆրամը լայնորեն օգտագործվում է ժամանակակից տեխնոլոգիամաքուր մետաղի տեսքով և մի շարք համաձուլվածքներում, որոնցից ամենակարևորներն են լեգիրված պողպատները, վոլֆրամի կարբիդի վրա հիմնված կոշտ համաձուլվածքները, մաշման դիմացկուն և ջերմակայուն համաձուլվածքները։ Վոլֆրամը մի շարք մաշվածության դիմացկուն համաձուլվածքների մի մասն է, որն օգտագործվում է մեքենայի մասերի մակերեսները ծածկելու համար (ինքնաթիռի շարժիչի փականներ, տուրբինի շեղբեր և այլն): Ավիացիոն և հրթիռային տեխնիկայում օգտագործվում են վոլֆրամի ջերմակայուն համաձուլվածքներ այլ հրակայուն մետաղների հետ։ Հրակայունությունը և ցածր գոլորշու ճնշումը բարձր ջերմաստիճաններում վոլֆրամն անփոխարինելի են դարձնում էլեկտրական լամպերի թելերի, ինչպես նաև ռադիոէլեկտրոնիկայի և ռենտգեն ճարտարագիտության վակուումային սարքերի մասերի արտադրության համար: Տեխնոլոգիայի տարբեր ոլորտներում օգտագործվում են վոլֆրամի որոշ քիմիական միացություններ, օրինակ՝ Na 2 WO 4 (ներկի և լաքի և տեքստիլ արդյունաբերության մեջ), WS 2 (օրգանական սինթեզի կատալիզատոր, շփման մասերի արդյունավետ պինդ քսանյութ):

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Վոլֆրամ- Պարբերական աղյուսակի յոթանասունչորրորդ տարրը: Նշումը - W լատիներեն «wolframium» բառից: Գտնվում է վեցերորդ շրջանում՝ VIB խումբ. Վերաբերում է մետաղներին։ Հիմնական լիցքը 74 է:

Երկրակեղևում տարածվածության առումով վոլֆրամը զիջում է քրոմին, բայց գերազանցում է մոլիբդենին։ Բնական վոլֆրամի միացությունները շատ դեպքերում վոլֆրամներ են՝ վոլֆրամաթթվի H 2 WO 4 աղեր: Այսպիսով, վոլֆրամի ամենակարևոր հանքաքարը՝ վոլֆրամիտը, բաղկացած է երկաթի և մանգանի վոլֆրամներից։ Հաճախ հանդիպում է նաև CaWO 4 հանքային շելիտը:

Վոլֆրամը ծանր սպիտակ մետաղ է (նկ. 1) 19,3 գ/սմ3 խտությամբ։ Նրա հալման ջերմաստիճանը (մոտ 3400 o C) ավելի բարձր է, քան մյուս բոլոր մետաղների հալման ջերմաստիճանը։ Վոլֆրամը կարող է զոդվել և քաշվել բարակ թելերի մեջ:

Բրինձ. 1. Վոլֆրամ. Արտաքին տեսք.

Վոլֆրամի ատոմային և մոլեկուլային քաշը

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Նյութի հարաբերական մոլեկուլային քաշը (M r)թիվ է, որը ցույց է տալիս, թե տվյալ մոլեկուլի զանգվածը քանի անգամ է մեծ ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ից, և տարրի հարաբերական ատոմային զանգված (A r)- քանի անգամ միջին քաշըքիմիական տարրի ատոմները ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12-ից ավելին են։

Քանի որ ազատ վիճակում վոլֆրամը գոյություն ունի մոնատոմային W մոլեկուլների տեսքով, դրա ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների արժեքները համընկնում են: Նրանք հավասար են 183,84-ի։

Վոլֆրամի իզոտոպներ

Հայտնի է, որ վոլֆրամը բնության մեջ կարող է հայտնվել հինգ կայուն իզոտոպների տեսքով՝ 180 Վտ, 182 Վտ, 183 Վտ, 184 Վտ և 186 Վտ։ Նրանց զանգվածային թիվը համապատասխանաբար 180, 182, 183, 184 և 186 է։ 180 Վտ հզորությամբ վոլֆրամի իզոտոպային միջուկը պարունակում է յոթանասունչորս պրոտոն և հարյուր վեց նեյտրոն, մինչդեռ մնացածը նրանից տարբերվում է միայն նեյտրոնների քանակով։

Կան վոլֆրամի արհեստական ​​անկայուն իզոտոպներ՝ 158-ից 192 զանգվածային թվերով, ինչպես նաև միջուկների տասնմեկ իզոմերական վիճակներ։

Վոլֆրամի իոններ

Վոլֆրամի ատոմի արտաքին էներգիայի մակարդակում կան վեց էլեկտրոններ, որոնք վալենտ են.

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 .

Որպես արդյունք քիմիական փոխազդեցությունվոլֆրամը նվիրաբերում է իր վալենտային էլեկտրոնները, այսինքն. նրանց դոնորն է և վերածվում է դրական լիցքավորված իոնի.

W o -2e → W 2+;

W o -3e → W 3+;

W o -4e → W 4+;

W o -5e → W 5+;

W o -6e → W 6+.

Վոլֆրամի մոլեկուլ և ատոմ

Ազատ վիճակում վոլֆրամը գոյություն ունի W միատոմային մոլեկուլների տեսքով: Ահա որոշ հատկություններ, որոնք բնութագրում են վոլֆրամի ատոմը և մոլեկուլը.

Վոլֆրամի համաձուլվածքներ

Արդյունահանված վոլֆրամի մեծ մասն օգտագործվում է մետաղագործության մեջ՝ հատուկ պողպատների և համաձուլվածքների պատրաստման համար։ Բարձր արագությամբ գործիքների պողպատը պարունակում է մինչև 20% վոլֆրամ և ունի ինքնակարծրանալու հատկություն: Նման պողպատը չի կորցնում իր կարծրությունը նույնիսկ շիկացած տաքացնելիս:

Բացի բարձր արագությամբ կտրումից, լայնորեն օգտագործվում են այլ վոլֆրամ և քրոմ-վոլֆրամ պողպատներ: Օրինակ՝ 1-ից 6% վոլֆրամ և մինչև 2% քրոմ պարունակող պողպատն օգտագործվում է սղոցների, ֆրեզերային կտրիչների և ձուլվածքների արտադրության համար։

Որպես առավել հրակայուն մետաղ՝ վոլֆրամը մի շարք ջերմակայուն համաձուլվածքների մի մասն է։ Մասնավորապես, նրա համաձուլվածքները կոբալտի և քրոմի հետ՝ ստելիտները, ունեն բարձր կարծրություն, մաշվածության դիմադրություն, ջերմակայունություն։ Վոլֆրամ-պղնձի համաձուլվածքները համատեղում են բարձր էլեկտրական հաղորդունակությունը, ջերմային հաղորդունակությունը և մաշվածության դիմադրությունը: Դրանք օգտագործվում են դանակի անջատիչների, անջատիչների, կետային եռակցման էլեկտրոդների աշխատանքային մասերի արտադրության համար։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Ներածություն

Հազվագյուտ տարրերի նշանակությունը գիտության և տեխնիկայի մեջ տարեցտարի ավելանում է, և հազվագյուտ և ոչ հազվագյուտ տարրերի միջև սահմանն ավելի ու ավելի է լղոզվում: Ժամանակակից անալիտիկ քիմիկոսն ավելի ու ավելի հաճախ է ստիպված լինում զբաղվել վոլֆրամի, մոլիբդենի, վանադիումի, տիտանի, ցիրկոնիումի և այլ հազվագյուտ տարրերի սահմանումներով։

Բոլոր տարրերի խառնուրդի վերլուծությունը չափազանց հազվադեպ դեպք է:

Հանքանյութերում հայտնաբերված հազվագյուտ և ոչ հազվագյուտ տարրերի բազմաթիվ համակցություններն այնքան բարդ են, որ վերլուծությունը պահանջում է մեծ փորձ և հազվագյուտ տարրերի քիմիայի իմացություն:

Տարրերը խմբերի բաժանելու կամ որևէ տարր առանձնացնելու համար օգտագործվում են ոչ միայն տեղումների ռեակցիաներ, այլ նաև այլ մեթոդներ, ինչպիսիք են՝ օրգանական լուծիչներով միացությունների արդյունահանումը, թորումը։ ցնդող միացություններ, էլեկտրոլիզ և այլն։

Որոշ հազվագյուտ տարրերի առանձնացման և նույնականացման դժվարության պատճառով քիմիական մեթոդներայս որոշումները կատարվում են ֆիզիկական մեթոդներով (սպեկտրալ, լյումինեսցենտ և այլն):

Շատ փոքր քանակությամբ ցրված հազվագյուտ տարրեր հայտնաբերելիս կիրառեք քիմիական մեթոդներհարստացումներ, որոնք հիմնված են տարրի համատեղ տեղումների վրա, որոնք որոշվում են հատուկ ընտրված մեկ այլ տարրի՝ «կրիչի» հետ։ Կրող տարրերն ընտրվում են այնպես, որ չխանգարեն վերլուծության հետագա ընթացքին:

Ամենակարևոր հազվագյուտ տարրերից մեկը վոլֆրամն է: Այս հոդվածում մենք ցանկանում ենք դիտարկել վոլֆրամի որակական հայտնաբերման հետ կապված որոշ հարցեր:

Վոլֆրամի հայտնաբերման պատմությունը

«Վոլֆրամ» բառը գոյություն է ունեցել այս մետաղի հայտնաբերումից շատ առաջ։ Մեկ այլ գերմանացի բժիշկ և մետալուրգ Գեորգիուս Ագրիկոլան (1494-1555) որոշ մետաղներ անվանել է վոլֆրամ։ «Վոլֆրամ» բառն ուներ բազմաթիվ իմաստային երանգներ. այն, մասնավորապես, նշանակում էր և՛ «գայլի թուք», և՛ «գայլի փրփուր», այսինքն. փրփուր զայրացած գայլի բերանից. 14-16-րդ դարերի մետալուրգները նկատել են, որ անագի հալման ժամանակ որոշ օգտակար հանածոների խառնուրդն առաջացնում է մետաղի զգալի կորուստներ՝ այն վերածելով «փրփուրի»՝ խարամի։ Վնասակար աղտոտվածություն էր վոլֆրամիտը (Mn, Fe)WO4 միներալը, որն իր տեսքով նման է անագի հանքաքարին՝ կազիտրիտին (SnO2): Միջնադարյան մետալուրգները վոլֆրամիտին անվանել են «վոլֆրամ» և ասել, որ «այն գողանում և խժռում է թիթեղը, ինչպես գայլը՝ ոչխարը»։

Առաջին անգամ վոլֆրամը ստացվել է իսպանացի քիմիկոս դե Էլույար եղբայրների կողմից 1783 թվականին։ Նույնիսկ ավելի վաղ՝ 1781 թ. - Շվեդ քիմիկոս Scheele-ն առանձնացրել է WO3 վոլֆրամի եռօքսիդը CaWO4 բաղադրությամբ հանքանյութից, որը հետագայում անվանվել է «շեելիտ»։ Հետեւաբար, վոլֆրամը երկար ժամանակ կոչվում էր թիթեղ:

Անգլիայում, Ֆրանսիայում և ԱՄՆ-ում վոլֆրամն այլ կերպ են անվանում՝ վոլֆրամ, որը շվեդերեն նշանակում է «ծանր քար»։ Ռուսաստանում 19-րդ դարում վոլֆրամը կոչվում էր «գայլ»:

Դիրք ներսում պարբերական համակարգ քիմիական տարրեր

Վոլֆրամը քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի VI խմբի տարր է, նրա հերթական համարը 74 է, ատոմային զանգվածը՝ 183,85։

Բնական վոլֆրամը բաղկացած է զանգվածներով կայուն իզոտոպների խառնուրդից.

Վոլֆրամի համար հայտնի են նաև 174-ից 188 զանգված ունեցող ռադիոակտիվ իզոտոպներ։

Վոլֆրամի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները և դրա կիրառումը

վոլֆրամի քիմիական որակական հայտնաբերում

Մաքուր մետաղական վոլֆրամը արծաթագույն-սպիտակ մետաղ է, արտաքին տեսքով նման է պողպատին, բյուրեղյա վանդակը մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ է: փոշի վիճակում՝ մուգ մոխրագույն գույն։

Վոլֆրամի ֆիզիկական հաստատունները.

Հալման ջերմաստիճանը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3380-3430oC

Եռման ջերմաստիճանը. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5900oC

Խտությունը (20 oC-ում) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.3 գ/սմ3

Հատուկ ջերմություն(20 oC-ում): . . . . . . . . . . . . . . . . .032 կալ/գ* oC

Հալման ջերմություն. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 կալ/գ

Գոլորշիացման ջերմություն: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.83 կալ/գ

Վոլֆրամի գոլորշու ճնշումը թվարկված է Աղյուսակ 1-ում (տես Հավելված):

Վոլֆրամն ունի ամենաբարձր հալման կետը և ամենացածր գոլորշի ճնշումը ցանկացած մետաղից: Վոլֆրամի մետաղալարն ունի առավելագույն առաձգական ուժ և ելքի ուժ՝ մինչև 420 կգ/մմ2:

Այսօր վոլֆրամը լայնորեն օգտագործվում է գիտության և տեխնիկայի մեջ: Օգտագործվում է պողպատի լեգիրման համար, որպես գերկարծր համաձուլվածքների հիմք, որպես ավիացիայի և հրթիռային տեխնոլոգիայի ջերմակայուն համաձուլվածքների բաղադրիչ, վակուումային սարքերի և շիկացած լամպերի թելերի կաթոդների արտադրության համար։ Վոլֆրամի համաձուլվածքներն ունեն բարձր ջերմակայունություն (16500C-ում, վերջնական ուժը 175-253 ՄՊա է), բայց դրանք փխրուն են և ինտենսիվ օքսիդանում են 6000C-ից բարձր օդում (առանց պաշտպանիչ ծածկույթի, դրանք կարող են օգտագործվել միայն վակուումում և նվազեցնող կամ չեզոք վիճակում): մթնոլորտ): Լավ է ներծծում իոնացնող բուժումը: Դրանք օգտագործվում են ջեռուցման տարրերի, ջերմային էկրանների, ռադիոակտիվ պատրաստուկների պահման տարաների, ջերմային արտանետիչների, ջերմակույտային էլեկտրոդների արտադրության համար, որոնք օգտագործվում են մինչև 25000C ջերմաստիճանը չափելու համար (համաձուլվածքներ ռենիումով):

Քիմիական հատկություններ

Վոլֆրամը կոռոզիոն դիմացկուն մետաղներից մեկն է: Սովորական ջերմաստիճաններում այն ​​դիմացկուն է ջրի և օդի նկատմամբ, 400-500 oC ջերմաստիճանում նկատելիորեն օքսիդանում է, ավելի բարձր ջերմաստիճանում՝ ինտենսիվորեն՝ առաջացնելով դեղին վոլֆրամի եռօքսիդ։ Ջրածնի հետ այն չի փոխազդում նույնիսկ շատ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, ազոտի հետ փոխազդում է 2000 oC-ից բարձր ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով WN2 նիտրիդ։ Պինդ ածխածինը 1100-1200 oC-ում փոխազդում է վոլֆրամի հետ՝ առաջացնելով WC և W2C կարբիդներ։ Սառը ժամանակ ծծմբային, աղաթթուները, ազոտային, հիդրոֆտորաթթուները և ջրային ռեգիան չեն գործում վոլֆրամի վրա: 100 oC ջերմաստիճանում վոլֆրամը չի փոխազդում ֆտորաթթվի հետ, թույլ է փոխազդում աղաթթվի և ծծմբական թթուների հետ, ավելի արագ է փոխազդում ազոտական ​​թթվի և ջրային ռեգիայի հետ։ Այն արագ լուծվում է հիդրոֆտորային և ազոտական ​​թթուների խառնուրդում։ Սառը ժամանակ ալկալիների լուծույթները չեն գործում վոլֆրամի վրա. հալած ալկալիները օդի հասանելիությամբ կամ օքսիդացնող նյութերի առկայությամբ (ինչպիսիք են՝ նիտրատներ, քլորատներ, կապարի երկօքսիդ) ինտենսիվորեն լուծում են վոլֆրամը՝ առաջացնելով աղեր։

Էլեկտրոնների բաշխումը վոլֆրամի ատոմում՝ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 5d4 6s2: Վոլֆրամի իոնացման պոտենցիալները՝ I1=7,98eV; I2=17.7eV. Ատոմային շառավիղ rme=1,40Ao:

Իոնային շառավիղներ.

Միացություններում վոլֆրամն ունենում է օքսիդացման աստիճաններ +2, +3, +4, +5, +6: Բարձր օքսիդացման վիճակներում վոլֆրամն ունի թթվային հատկություններ, ստորիններում՝ գլխավորները։ +2, +3 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացությունները անկայուն են։ Երկվալենտ վոլֆրամը հայտնի է միայն հալոգենիդների տեսքով։ Կայուն բարդ ցիանիդները պինդ ձևով առանձնացվել են վոլֆրամի (IV) միացություններից: Վերլուծության մեջ մեծագույն գործնական նշանակություն ունեն վոլֆրամի (V) և (VI) միացությունները։

Վոլֆրամի վարքագիծը լուծույթներում բարդ է, հատկապես թթվային, պարզ միացությունների բացակայության պատճառով։ Վոլֆրամի անալիտիկ քիմիայում էական նշանակություն ունի բարդ առաջացման նրա բարձր հակումը։ Շնորհիվ այն բանի, որ բարդ միացություններում առանձին տարրերի անհատական ​​հատկություններն ավելի ցայտուն են, քան պարզը, վոլֆրամի կոմպլեքսավորումը լայնորեն օգտագործվում է նույնական հատկություններով տարրերի առկայության դեպքում որոշելու համար:

Վոլֆրամ (II) և (III) միացությունները ուժեղ վերականգնող նյութեր են, վոլֆրամի (V) միացությունների օքսիդացման ունակությունը թույլ է:

Վոլֆրամի և դրա միացությունների թերմոդինամիկական տվյալները տրված են Աղյուսակ 2-ում (տես Հավելված)

Մինչև 1940-ական թվականները մոլիբդենի անալիտիկ քիմիայի հետ մեկտեղ զարգանում էր վոլֆրամի անալիտիկ քիմիան, առաջինը բնութագրվում էր որոշման գրավիմետրիկ մեթոդներով։ AT վերջին տարիներըՀաջողությամբ ուսումնասիրվել է վոլֆրամի կոորդինացիոն միացությունների քիմիան, որոնցից մի քանիսը հաջողությամբ օգտագործվում են անալիտիկ քիմիայում՝ ֆիզիկական և ֆիզիկաքիմիական մեթոդներով վոլֆրամի որոշման համար։

Վոլֆրամի և մոլիբդենի հատկությունների մերձեցումը բացատրում է միմյանց առկայության դեպքում դրանց առանձնացման և որոշման դժվարությունը։ Այնուամենայնիվ, վալենտային էլեկտրոնների բաշխման տարբերությունը, լանթանիդի կծկման երևույթը զգացվում է էլեկտրոնային թաղանթվոլֆրամը հանգեցնում է որոշ տարբերության քիմիական հատկություններայս տարրերը. Օրինակ, վոլֆրամի (VI) ջրային լուծույթների պոլիմերացման և հիդրոլիզի միտումը հանքային թթուների առկայության դեպքում ավելի ուժեղ է, քան մոլիբդենի (VI): Վոլֆրամն ավելի դժվար է վերականգնել որոշակի ավելի ցածր աստիճաններօքսիդացում, որի կայունացումը, ի տարբերություն մոլիբդենի, բարդ է և ոչ միշտ հաջողակ։

Վոլֆրամի որակական հայտնաբերում

Վոլֆրամի քիմիան չափազանց բարդ է։ Փոփոխական օքսիդացման վիճակով այս տարրը ձևավորվում է մեծ թիվկապեր. Այստեղ մենք կքննարկենք միայն այն վոլֆրամի միացությունների հատկությունները, որոնք այն ձևավորվում է, երբ դրա համաձուլվածքները լուծվում են թթուներում: Քանի որ այս համաձուլվածքները լուծարելու համար օգտագործվում է խտացված ազոտական ​​թթու՝ խառնված 2N-ով: ծծմբաթթու կամ ջրային ռեգիա, վոլֆրամը մտնում է դրա մեջ ամենաբարձր աստիճանըօքսիդացում +6. Ուստի մենք կկենտրոնանանք վոլֆրամի (VI) միացությունների հատկությունների վրա։

WO42- իոնի մասնակի ռեակցիաները.

1. Թթուներ. Երբ վոլֆրամի լուծույթները ենթարկվում են խտացված հանքային թթուների, ինչպիսին է աղաթթվին, վոլֆրամաթթվի սպիտակ նստվածքը նստում է.

WO42-+2H++H2O = WO3*2H2O:

Եռալու դեպքում WO3*2 H2O-ն վերածվում է դեղին WO3* H2O-ի։ Վոլֆսաթթուն անլուծելի է կենտրոնացված թթուներ(տարբերությունը MoO3* H2O-ից): Նրա առաջացման ռեակցիան օգտագործվում է WO42--ն այլ իոններից առանձնացնելու համար։

2. Ջրածնի սուլֆիդ H2S in թթվային լուծույթչի նստեցնում WO42-:

3. Ամոնիումի սուլֆիդը (NH4) 2S-ը վոլֆրատներով առաջացնում է ջրում լուծվող թիոսալտներ, օրինակ.

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

Թթվայնացման ժամանակ թիոսալտը քայքայվում է բաց շագանակագույն WS3 նստվածքի ձևավորմամբ։

4. WO42-ի վերականգնում: Վոլֆրամի լուծույթը, որը թթվացված է աղաթթվով կամ ծծմբաթթվով, մշակվում է մետաղական ցինկով: Վոլֆրամի (VI) և (V) միացություններ պարունակող վոլֆրամի (VI) և (V) միացություններ պարունակող փոփոխական կազմի արտադրանքի ձևավորման պատճառով վոլֆրամաթթվի նստվածքը, որն առաջացել է առաջինը, կապույտ է դառնում.

Zn + 2WO42-+6Н+ = W2O5+Zn2++3H2O:

Նույն միացությունը ստացվում է ցինկը անագի(II) քլորիդի լուծույթով փոխարինելով։

Ջրածնի սուլֆիդի վերլուծության մեթոդով վոլֆրամը դասակարգվում է որպես մկնդեղի ենթախումբ. սակայն, այն չի առաջացնում սուլֆիդ թթվային միջավայրում ջրածնի սուլֆիդի ազդեցության տակ, այլ այն ձևավորում է միայն ամոնիումի և ալկալիական մետաղների սուլֆիդների կամ ջրածնի սուլֆիդի ազդեցության տակ ալկալային միջավայրում. լուծվում է ավելցուկային սուլֆիդի մեջ՝ առաջացնելով թիոզալ.

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

Թիոսալտների լուծույթները թթվացնելիս առաջանում է բաց շագանակագույն վոլֆրամի սուլֆիդ.

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

լուծելի է ավելցուկով աղաթթվի. Բայց WO42- իոնը նստում է աղաթթվի ազդեցության տակ քիչ լուծվող վոլֆսաթթվի տեսքով արծաթի խմբի հետ միասին (Ag+, Hg22+, Tl(I), Pb2+) և այդպիսով առանձնանում է կատիոններից շատերից։

Անալիզի ջրածնի սուլֆիդից զերծ սխեմայում վոլֆրամը նույնպես առաջարկվում է մեկուսացնել վոլֆրամի տեսքով՝ աղաթթվի ազդեցությամբ. դրա հետ միասին իոնները նստում են քլորիդների տեսքով՝ Ag +, Hg22 +, Tl (I), Pb2 +։ Վոլֆրամի առկայության դեպքում կատիոնների վերլուծության համակարգված ընթացքը ներկայացված է Աղյուսակ 3-ում (տես Հավելված):

Վոլֆրամի որակական վերլուծությունը շատ թույլ է զարգացած։ Հիմնականում քիչ լուծվող վոլֆսաթթվի տեղումներն օգտագործվում են վոլֆրամների վրա հանքային թթուների ազդեցությամբ. Այս պայմաններում սիլիցիումի թթուն նստում է վոլֆրամի հետ միասին: Վերջինից վոլֆրամն առանձնանում է նստվածքի ամոնիակով մշակմամբ, այնուհետև հայտնաբերվում է ֆիլտրատում։ Անօրգանական ռեակտիվներից ալկալիական մետաղների և ամոնիումի թիոցիանատներն առավել հաճախ օգտագործվում են տիտանի (III) և անագի (II) վերականգնող նյութերի առկայության դեպքում, իսկ օրգանական ռեակտիվներից՝ տոլուոլ-3,4-դիթիոլը: Հավանաբար, վոլֆրամի լուսաչափական որոշման համար առաջարկվող ռեակտիվները կարող են օգտագործվել հայտնաբերման համար. դրանք զգայուն են և բավականին հուսալի, հատկապես վոլֆրամի առանձնացումից հետո, օրինակ՝ թթվային հիդրոլիզով։ Վոլֆրամի ծանրաչափական որոշման համար առաջարկվող ռեակտիվները քիչ են օգտվում դրա հայտնաբերման համար, քանի որ դրանք վոլֆրամի հետ ձևավորում են ոչ բնորոշ նստվածքներ:

Կորենմանը առաջարկեց վոլֆրամ հայտնաբերել ամոնիումի քլորիդի միջոցով. ամոնիումի վոլֆրամի անգույն բյուրեղները ունեն ռոմբուսների և ձողերի ձև: Զգայունություն 0,15 մկգ վոլֆրամ լուծույթի մի կաթիլում, սահմանափակող նոսրացում 1:4*104: Հայտնաբերումը չի խանգարում քլորիդներին, սուլֆատներին, հարյուրապատիկ մոլիբդատներին և երեսունապատիկ վանադատներին:

Ռոդանիդային մեթոդը թույլ է տալիս կաթիլային մեթոդով հայտնաբերել 0,05-1% վոլֆրամի եռօքսիդ WO3 հանքաքարերում և 10-4% վոլֆրամ ժայռեր.

Հանքաքարերում վոլֆրամի կաթիլների հայտնաբերում: 0,05-1% վոլֆրամի եռօքսիդի հայտնաբերումը չի խանգարում 10% մոլիբդենի և վանադիումի յուրաքանչյուրը; 5% քրոմ; 2-ական տոկոս մկնդեղի և անտիմոնի, սակայն խորհուրդ է տրվում առանձնացնել վանադիումը և քրոմը։

Մոտավորապես 5 մգ նմուշը, փոշու վերածված, միաձուլված է? 20 մգ նատրիումի հիդրօքսիդ, մոտ 3 մգ նատրիումի պերօքսիդ ավելացնում են հալվածին և նորից հալեցնում։ Հալվածքի դեղին գույնը ցույց է տալիս քրոմի առկայությունը: Մի քանի կաթիլ ջուր ավելացնում են հալվածին, տաքացնում, տեղափոխում ճենապակյա կարասի մեջ և թթվում աղաթթվով։ Լուծույթը գոլորշիացվում է ջրային բաղնիքի վրա գրեթե մինչև չորանալը, մնացորդը խոնավացնում են աղաթթվով, նոսրացնում ջրով, զտում։ Զտիչ տորթը մշակվում է տաք ամոնիակի լուծույթով (1։1), լվանում տաք ջուր, ֆիլտրատը և լվացումները միացնում են և ավելացնում ռեագենտի լուծույթի մեկ կաթիլ (30 գ կալիումի թիոցիանատ 100 մլ ջրի մեջ), գոլորշիացվում է փոքր ծավալով, 1-2 կաթիլ խտացված աղաթթու, 1 կաթիլ 10% անագի. (II) քլորիդի լուծույթ և 1 կաթիլ տիտանի (III) քլորիդի 0 5% լուծույթ աղաթթվի մեջ (1:1): Վոլֆրամի առկայության դեպքում հայտնվում է դեղին գույն։

Հանքաքարերում և ապարներում վոլֆրամի հայտնաբերում: Մոլիբդենը, սելենը, թելուրը, մեծ քանակությամբ երկաթը, վանադիումը, քրոմը և սիլիցիումի երկօքսիդը խանգարում են հայտնաբերմանը.1 10-4% վոլֆրամի. Սուլֆիդային նմուշները կրակում են և թրծումից հետո մանրացնում:

0,5 գ մանրացված նյութը 30 րոպե մշակվում է փորձանոթի կամ միկրոբաժակի մեջ 2 մլ աղաթթվով, երբ տաքացվում է ջրային բաղնիքում: Եթե ​​առկա է մկնդեղ, այն հեռացվում է հիդրազինի ազդեցությամբ կալիումի բրոմիդի առկայության դեպքում՝ հեղուկը գոլորշիացնելով ռեակտիվները սկզբնական ծավալի կեսին հասցնելուց հետո: Մնացորդը լուծում են երկու ծավալ ջրի մեջ, լուծույթը զտում են բամբակյա շվաբրով և լվանում 1-2 մլ ջրով։ Ֆիլտրատը և լվացումները գոլորշիացվում են մինչև չորանալը, լուծվում 1-2 կաթիլ ջրի մեջ, կաթիլ-կաթիլային ավելացնում են կալիումի հիդրօքսիդի 25% լուծույթ, մինչև երկաթի հիդրօքսիդն ամբողջությամբ նստեցվի, ավելացվում է 3 կաթիլ ամոնիումի թիոցիանատի հագեցած լուծույթ, խառնվում, 40 թ. % անագ (II) քլորիդի լուծույթ ավելացվում է մինչև կարմիր գույնի անհետացումը: Վոլֆրամի առկայության դեպքում հայտնվում է դեղնականաչավուն գույն։

Վոլֆրամի հայտնաբերման զգայունությունը մինչև 0,01 մկգ բարձրացնելու համար առաջարկվում է ռեակցիան իրականացնել անիոնափոխանակիչ հատիկների վրա: Հայտնաբերումը չի խանգարում 100-1000 մկգ La, Ce(IV), Zr, Th, Mn, Fe, Ni, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ge, Sn (IV), Pb, Sb (III) , Bi, F-, Br-, I-, NO3-, SO32-, SO42-, HPO42-, B4O72-, HCOO-, C2O42-, ցիտրատ և տարտրատ։ Նրանք խանգարում են Pd, Pt, Ag, Au, Hg, As, Se, Te:

Մոլիբդենի առկայության դեպքում լուծույթը թթվում է ծծմբական թթվով մինչև 1-2 Մ կոնցենտրացիան, մոլիբդենը երկու անգամ արդյունահանվում է խառնուրդով. հավասար ծավալներացետիլացետոն և քլորոֆորմ, ջրային շերտը ֆիլտրացված է, գոլորշիացվում է փոքր ծավալով, ազոտական ​​թթու է ներմուծվում ոչնչացնելու համար օրգանական նյութերև ավելացնել նատրիումի հիդրօքսիդ մինչև 0,01 մ կոնցենտրացիան: Լուծույթը դրվում է սպիտակ սալիկի ափսեի վրա, ավելացվում են Dowex-1-x-1 կամ 1-x-2 անիոնափոխանակման խեժի մի քանի հատիկներ, մի քանի րոպե անց անագի (II) քլորիդի 10% լուծույթի 1 կաթիլ։ խտացված աղաթթվի մեջ ավելացվում է ամոնիումի թիոցիանատի 3% լուծույթ: Վոլֆրամի առկայության դեպքում հատիկը դառնում է կանաչավուն։ Հացահատիկը խորհուրդ է տրվում դիտել մանրադիտակի տակ լյումինեսցենտային լամպի լուսավորության ներքո:

Պողպատի մեջ վոլֆրամի կաթիլների հայտնաբերում: Կուլբերգն առաջարկում է ռեակցիա, որը հիմնված է պերոքսոտոնգստաթթվի ունակության վրա, որը ձևավորվում է վոլֆրամաթթվի վրա ջրածնի պերօքսիդի ազդեցությամբ՝ բենզիդինի քացախաթթվի լուծույթը նարնջագույն-կարմիր-շագանակագույն գունավորելու համար: Ստացված միացությունը դիմացկուն է ջրածնի պերօքսիդի ազդեցությանը։

Մաքրված պողպատե մակերեսի վրա դրվում է թթվային խառնուրդի կաթիլ (1 մաս 30% ծծմբաթթվի և 1 մաս խտացված ազոտական ​​թթվի): 2-3 րոպե հետո ավելացնում են նատրիումի պերօքսիդի մեծ ավելցուկ, խառնում և կաթիլ-կաթիլային ավելացնում 10% ամոնիակի լուծույթ, մինչև եռումը դադարի։ Նստվածքի մի մասը որսվում է ֆիլտրի կտորով, վրան լցնում են բենզիդինի թարմ պատրաստված 1%-անոց լուծույթի 2-3 կաթիլ սառույցի մեջ։ քացախաթթու. Վոլֆրամի առկայության դեպքում զարգանում է նարնջագույն-կարմիր-շագանակագույն գույն։

Պողպատներում վոլֆրամը կարելի է հայտնաբերել դիթիոլով; մի խանգարեք մոլիբդենի, ցիրկոնի, պղնձի և այլ պողպատե բաղադրիչներին:

0,5-0,6 գ պողպատի նմուշը լուծվում է 10 մլ 6 մ աղաթթվի մեջ։ Լուծույթի մի մասը տաքացնում են անագի (II) քլորիդով, որպեսզի մոլիբդենը (VI) վերածվի մոլիբդենի (III) և ավելացվում է դիթիոլի մեթանոլային լուծույթ։ Վոլֆրամի առկայության դեպքում առաջանում է կապտականաչ գույն։

Ռոդամին C-ի օգտագործման ժամանակ վոլֆրամի հայտնաբերման զգայունությունը կազմում է 0,001-0,0005 մգ 1 կաթիլ լուծույթի համար: Խորհուրդ է տրվում մեկուսացնել H2WO4 վոլֆրամաթթուն, այնուհետև լուծել նատրիումի հիդրօքսիդի մեջ և հայտնաբերել վոլֆրամը մի փոքր թթվային միջավայրում: Շատ իոններ խանգարում են հայտնաբերմանը՝ առանց վոլֆրամի առանձնացնելու, այդ թվում՝ I-, Br-, SCN-, Cr2O72-, S2O82-, MnO4-, ClO4-, S2O32- անիոնները։

Rhodamine C-ն առաջարկվում է թղթային քրոմատոգրամների վրա վոլֆրամի հայտնաբերման համար; դրա համար դրանք ցողում են ռոդամին C-ի 0,025% լուծույթով 1M ծծմբական թթուով և 20% կալիումի բրոմիդի լուծույթով: Վոլֆրամի առկայությունը կարելի է ճանաչել բծի գույնի կամ լյումինեսցիայի միջոցով:

Կաթոդիկ կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ շեյլիտը ինտենսիվորեն լուսավորվում է կապույտ լույսով:

Պարբերական համակարգում 74 ատոմային համարով, որը նշվում է W նշանով (լատ. Վոլֆրամիում), կոշտ մոխրագույն անցումային մետաղ։ Հիմնական կիրառումը որպես հրակայուն նյութերի հիմք մետալուրգիայում: Չափազանց հրակայուն, ստանդարտ պայմաններքիմիապես դիմացկուն.

Անվան պատմությունը և ծագումը

Վոլֆրամիում անվանումը տարերքին է փոխանցվել դեռևս 16-րդ դարում հայտնի վոլֆրամիտ հանքանյութից։ կոչվում է «գայլի փրփուր»՝ լատիներեն «Spuma lupi» կամ գերմաներեն «Wolf Rahm»: Անվանումը պայմանավորված էր նրանով, որ վոլֆրամը, ուղեկցող անագի հանքաքարերը, խանգարում էր անագի հալմանը, այն վերածելով խարամի փրփուրի («անագին կլանում է ինչպես գայլը՝ ոչխարը»)։
Ներկայումս ԱՄՆ-ում, Մեծ Բրիտանիայում և Ֆրանսիայում վոլֆրամի համար օգտագործվում է «վոլֆրամ» (շվեդական tung sten - «ծանր քար») անվանումը։
1781 թվականին շվեդ հայտնի քիմիկոս Շելեն, հանքային շեյլիտը մշակելով ազոտաթթուով, ստացավ դեղին «ծանր քար»։ 1783 թվականին իսպանացի քիմիկոսները՝ Էլուարդ եղբայրները, զեկուցեցին սաքսոնական միներալ վոլֆրամիտից ամոնիակում լուծվող նոր մետաղի դեղին օքսիդի պատրաստման մասին։ Միևնույն ժամանակ, եղբայրներից մեկը՝ Ֆաուստոն, 1781 թվականին գտնվում էր Շվեդիայում և շփվում էր Շելեի հետ։ Շելեն չէր հավակնում հայտնաբերել վոլֆրամը, իսկ Էլուարդ եղբայրները չէին պնդում իրենց առաջնահերթությունը։

Անդորրագիր

Վոլֆրամի ստացման գործընթացն անցնում է հանքաքարի խտանյութերից WO 3 եռօքսիդի անջատման ենթափուլով և հետագայում ջրածնով մետաղի փոշու վերածելու ենթափուլով մոտ. 700°C. Վոլֆրամի բարձր հալման կետի պատճառով կոմպակտ ձև ստանալու համար օգտագործվում են փոշու մետալուրգիայի մեթոդներ. ստացված փոշին սեղմվում է, սինթեզվում ջրածնի մթնոլորտում 1200-1300 ° C ջերմաստիճանում, այնուհետև անցնում դրա միջով։ էլեկտրաէներգիա. Մետաղը տաքացվում է մինչև 3000 °C, և տեղի է ունենում սինթեզում միաձույլ նյութի մեջ։ Հետագա մաքրման և մեկ բյուրեղային ձև ստանալու համար օգտագործվում է գոտի հալեցում:

Հատկություններ

Ֆիզիկական
Վոլֆրամը բաց մոխրագույն մետաղ է, որն ունի ամենաբարձր ապացուցված հալման և եռման կետերը (ենթադրվում է, որ seaborgium-ը նույնիսկ ավելի հրակայուն է, բայց առայժմ դա չի կարելի հստակորեն պնդել. seaborgium-ի կյանքը շատ կարճ է):
Վոլֆրամը ամենածանր, ամենակարծր և հրակայուն մետաղներից մեկն է: Իր մաքուր ձևով այն արծաթագույն-սպիտակ մետաղ է, որը նման է պլատինին, մոտ 1600 ° C ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​լավ է հարմարվում դարբնոցին և կարող է քաշվել բարակ թելի մեջ:

Քիմիական
Վալենտությունը 2-ից 6. Ամենակայունը 6-վալենտ վոլֆրամն է: 3 և 2 վալենտ վոլֆրամի միացությունները անկայուն են և չունեն գործնական նշանակություն։
Վոլֆրամն ունի բարձր կոռոզիոն դիմադրություն. այն չի փոխվում օդում սենյակային ջերմաստիճանում; կարմիր ջերմության ջերմաստիճանում այն ​​դանդաղորեն օքսիդանում է դեպի վոլֆրամի օքսիդ VI; գրեթե անլուծելի է աղաթթուներում, ծծմբային և ֆտորֆտորաթթուներում: AT ազոտական ​​թթուև մակերեսից օքսիդացված ջրային ռեգիան: Այն լուծվում է ազոտական ​​թթվի և ֆտորֆտորաթթվի խառնուրդում՝ առաջացնելով վոլֆսաթթու։ Վոլֆրամի միացություններից ամենաբարձր արժեքըունեն՝ վոլֆրամի եռօքսիդ կամ վոլֆրամի անհիդրիդ, վոլֆրամներ, Me 2 WO x ընդհանուր բանաձևով պերօքսիդ միացություններ, ինչպես նաև հալոգեններով, ծծումբով և ածխածնով միացություններ։ Վոլֆտատները հակված են պոլիմերային անիոնների, այդ թվում՝ հետերոպոլիմացությունների առաջացմանը՝ այլ անցումային մետաղների ընդգրկումներով։