Volframo oksidas laikomas vienu ugniai atspariausių šios klasės neorganinių medžiagų. Norėdami apibūdinti metalą, išanalizuokime paties metalo savybes.
Volframo savybės
Norėdami suprasti praktinę volframo oksido svarbą, pažymime, kad pats metalas turi elektrinę varžą, linijinio plėtimosi koeficientą ir aukštą lydymosi temperatūrą.
Grynas volframas pasižymi dideliu lankstumu. Metalas ištirps rūgštyje tik kaitinamas iki 5000 oC temperatūros. Jis reaguoja su anglimi, sudarydamas volframo karbidą kaip reakcijos produktą. Gauta jungtis yra labai patvari.
Labiausiai paplitęs volframo oksidas yra volframo anhidridas. Pagrindinis cheminio junginio privalumas yra galimybė miltelius redukuoti į metalą, todėl kaip šalutiniai produktai susidaro mažesni oksidai.
Metalui būdingas didelis tankis, trapumas ir gebėjimas sudaryti volframo oksidą žemoje temperatūroje.
Volframo lydiniai
Mokslininkai nustato vienfazių lydinių tipus, įskaitantyra vienas ar keli elementai. Labiausiai žinomas volframo ir molibdeno junginys. Lydinio legiravimas molibdenu padidina volframo atsparumą tempimui.
Vienfaziai lydiniai yra junginiai: volframas – cirkonis, volframas – hafnis, volframas – niobis. Renis volframui suteikia maksimalų plastiškumą. Jo pridėjimas neturi įtakos ugniai atsparaus metalo veikimui.
Metalo įsigijimas
Neįmanoma gauti ugniai atsparaus volframo lydinių tradiciniu būdu: pasiekęs lydymosi temperatūrą, metalas akimirksniu pereina į dujinę formą. Pagrindinė gryno metalo gavimo galimybė yra elektrolizė. Pramoniniuose tūriuose volframo lydiniams gauti naudojama miltelinė metalurgija. Norėdami tai padaryti, sukurkite specialias technologines sąlygas naudodami vakuumą.
Būti gamtoje
Volframo oksidas, kurio formulė yra WO3, vadinamas aukščiausiu junginiu. Gryna gamtoje jis nerandamas, bet yra volframo rūdos dalis. Ugniai atsparaus metalo gavybos ir apdirbimo procesas apima kelis etapus.
Iš rūdos masės išskiriamas didesnis volframo oksidas. Tada junginys praturtinamas, o po apdorojimo išskiriamas grynas metalas.
Gaminant ploną volframo vielą reikia pasirūpinti, kad būtų visiškai pašalintos priemaišos. Priešingu atveju gatavo produkto specifikacijos bus žymiai sumažintos.
Volframo naudojimo sritys
Kaip atkurti volframo oksidą? Vandenilis, sąveikaujantis su šiuo junginiu, padeda gauti gryną metalą. Jis būtinas gaminant siūlus, rentgeno vamzdelius, šildytuvus ir vakuuminių krosnių ekranus, skirtus naudoti aukštoje temperatūroje.
Plienas, kurio legiruojantis elementas yra volframas, pasižymi didelėmis stiprumo savybėmis. Iš tokio lydinio pagaminti gaminiai naudojami gaminant medicinos instrumentus, pjovimo plokštes šuliniams gręžti. Pagrindinis jungties privalumas – atsparumas mechaninėms deformacijoms.
Tikimybė, kad eksploatuojant gatavus gaminius atsiras įtrūkimų ir drožlių, yra gana maža. Laikoma, kad laimi populiariausia plieno rūšis, įskaitant volframą.
Šio reto metalo laužas naudojamas aukštos kokybės katalizatoriams, visų rūšių dažams, specialiems pigmentams ir kt. gaminti. Šiuolaikinėje branduolinėje pramonėje volframo tigliai ir radioaktyviųjų atliekų konteineriai yra plačiai naudojami.
Metalo atsparumas ugniai atlieka ypatingą vaidmenį lankinio suvirinimo metu. Kadangi gryna volframas laikomas gana retu metalu, norint jį gauti, atliekama volframo rūdos sodrinimo ir perdirbimo procedūra. Gryna forma yra šviesiai pilkos spalvos su būdingu metaliniu blizgesiu. Standartiniai volframo lydiniai, vadinami stelitais, taip pat apima kob altą ir chromą. Pagrindinis tokių junginių komponentas yra kob altas. Lydiniaipaklausa mechanikos inžinerijoje.
Volframo oksidai
Kokios yra volframo oksido (6), kurio formulė yra WO3, savybės? Metalas gali turėti skirtingą oksidacijos laipsnį: maksimalus stabilumas turi metalo valentingumo parinktis (4) ir (6). Pirmasis WO2 tipo junginys priklauso rūgštiniams oksidams ir turi šias charakteristikas: aukštą lydymosi temperatūrą ir ypatingą tankį. Šis cheminis junginys beveik netirpsta vandenyje, tačiau kaitinant gali ištirpti rūgštyse ir šarmuose. Chemijos pramonėje jis naudojamas kaip kai kurių reakcijų katalizatorius. Pavyzdžiui, junginys WO2 naudojamas keramikos gaminių gamyboje.
Volframo oksidas, kurio valentingumas (6), taip pat pasižymi būdingomis rūgštinėmis savybėmis. Šis junginys reaguoja su šarmais, bet negali ištirpti vandenyje. Atsižvelgiant į tai, kad junginys turi aukštą lydymosi temperatūrą, jis naudojamas tik kaip cheminių procesų greitintuvas.
Išvada
Neorganinės chemijos kursuose ypatingas dėmesys skiriamas oksidų tyrimams, jų savybių analizei ir taikymo pramonėje ypatumams. Pavyzdžiui, per baigiamąjį egzaminą devintokams siūloma atlikti tokio turinio užduotį: „Padarykite vario, geležies, volframo oksidų formules, taip pat nustatykite jų pagrindines chemines savybes“.
Norint sėkmingai susidoroti su užduotimi, būtina turėti supratimą apie oksidų savybes. Kaip tokiaapsvarstykite dvejetainius junginius, kurių antrasis elementas yra deguonis. Visi oksidai paprastai skirstomi į tris grupes: bazinius, rūgštinius, amfoterinius.
Geležis ir varis yra antrinio pogrupio elementai, todėl jie gali turėti kintamą valentingumą. Variui galima parašyti tik du pagrindines savybes pasižyminčius oksidų variantus – Cu2O ir CuO.
Geležis nėra pagrindiniame cheminių elementų pogrupyje, todėl vyksta oksidacijos būsenos +2 ir +3. Tokiais atvejais susidaro šių tipų oksidai - FeO ir Fe2O3.
Volframas, esantis dvejetainiuose junginiuose su deguonimi, dažniausiai pasižymi (4) ir (6) valentais. Abu šio metalo oksidai pasižymi rūgštinėmis savybėmis, todėl pramonėje naudojami kaip cheminių procesų greitintuvai.
Pagrindinis visų volframo oksidų tikslas – išskirti nuo jų gryną metalą, kurio paklausa chemijos ir metalurgijos pramonėje.
