El tungstè és un element químic el nombre atòmic del qual és 74. Aquest metall pesat, des del gris acer fins al blanc, és molt durador, la qual cosa el fa simplement insubstituïble en molts casos. El seu punt de fusió és superior al de qualsevol altre metall i, per tant, s'utilitza com a filaments en làmpades incandescents i elements de calefacció en forns elèctrics (per exemple, l'aliatge de zirconi-tungstè). La química de l'element permet utilitzar-lo com a catalitzador. La seva excepcional duresa la fa apta per al seu ús en "acers d' alta velocitat" que permeten tallar materials a velocitats superiors a les dels acers al carboni i en aliatges d' alta temperatura. El carbur de tungstè, un compost de l'element amb carboni, és una de les substàncies més dures que es coneixen i s'utilitza per fabricar eines de fresat i tornejat. Els tungstats de calci i magnesi s'utilitzen àmpliament en làmpades fluorescents, i els òxids de tungstè s'utilitzen àmpliament en pintures i esm alts ceràmics.
Historial de descobriments
L'existència d'aquest element químic va ser suggerida per primera vegada l'any 1779 per Peter Woolf, quan va investigar el mineral wolframita i va arribar ala conclusió que ha de contenir una substància nova. El 1781, Carl Wilhelm Scheele va establir que es podia obtenir un nou àcid a partir de la tungstenita. Scheele i Thorburn Bergman van proposar considerar la possibilitat d'obtenir un nou metall reduint aquest àcid, anomenat àcid tungstènic. L'any 1783, dos germans, José i Fausto Elguiar, van trobar a la wolframita un àcid idèntic a l'àcid tungstènic. El mateix any, els germans van aconseguir aïllar-ne el tungstè amb carbó vegetal.
Durant la Segona Guerra Mundial, aquest element químic va tenir un paper important. La resistència del metall a les altes temperatures, així com l'extrema resistència dels seus aliatges, van fer del tungstè la matèria primera més important per a la indústria militar. Els bel·ligerants van pressionar a Portugal com a principal font de wolframita a Europa.
Estar a la natura
A la natura, l'element es troba en wolframita (FeWO4/MnWO4), scheelite (CaWO4), ferberita i hübnerita. Importants jaciments d'aquests minerals es troben als EUA a Califòrnia i Colorado, a Bolívia, Xina, Corea del Sud, Rússia i Portugal. Al voltant del 75% de la producció mundial de tungstè es concentra a la Xina. El metall s'obté reduint el seu òxid amb hidrogen o carboni.
Les reserves mundials s'estimen en 7 milions de tones, de les quals se suposa que el 30% són jaciments de wolframita i el 70% de scheelita. Actualment, el seu desenvolupament no és viable econòmicament. Al nivell actual de consum, aquestes reserves només duraran 140 anys. Una altra font valuosaEl tungstè és un reciclatge de ferralla.
Funcions clau
El tungstè és un element químic que es classifica com a metall de transició. El seu símbol W prové de la paraula llatina wolframium. A la taula periòdica, està al grup VI entre el tàntal i el reni.
En la seva forma més pura, el tungstè és un material dur que va des del gris acer fins al blanc peltre. Amb les impureses, el metall es torna fràgil i difícil de treballar, però si no hi ha, es pot tallar amb una serra de metall. A més, es pot forjar, enrotllar i estirar.
El tungstè és un element químic el punt de fusió del qual és el més alt entre tots els metalls (3422 °C). També té la pressió de vapor més baixa. També té la resistència a la tracció més alta a T> 1650 °C. L'element és extremadament resistent a la corrosió i només és lleugerament atacat pels àcids minerals. En contacte amb l'aire, es forma una capa protectora d'òxid a la superfície metàl·lica, però el tungstè s'oxida completament a altes temperatures. Quan s'afegeix en petites quantitats a l'acer, la seva duresa augmenta dràsticament.
Isòtops
A la natura, el tungstè està format per cinc isòtops radioactius, però tenen una vida mitjana tan llarga que es poden considerar estables. Tots ells es desintegren en hafni-72 amb l'emissió de partícules alfa (corresponents als nuclis d'heli-4). La desintegració alfa només s'observa a 180W, la més lleugera i la més rara d'aquestesisòtops. De mitjana, es produeixen dues desintegracions alfa en 1 g de tungstè natural per any 180W.
A més, s'han descrit 27 isòtops radioactius artificials de tungstè. El més estable d'aquests és 181W amb una vida mitjana de 121,2 dies, 185W (75,1 dies), 188 W (69, 4 dies) i 178W (21, 6 dies). Tots els altres isòtops artificials tenen una semivida inferior a un dia, i la majoria d'ells són de menys de 8 minuts. El tungstè també té quatre estats "metaestables", dels quals el més estable és 179mW (6,4 min).
Connexions
En els compostos químics, l'estat d'oxidació del tungstè canvia de +2 a +6, dels quals +6 és el més comú. L'element normalment s'uneix amb l'oxigen per formar triòxid groc (WO3), que es dissol en solucions alcalines aquoses com a ions de tungstat (WO42−).
Aplicació
Com que el tungstè té un punt de fusió molt elevat i és dúctil (es pot extreure en filferro), s'utilitza àmpliament com a filament de làmpades incandescents i làmpades de buit, així com en els elements de calefacció dels forns elèctrics. A més, el material resisteix condicions extremes. Una de les seves aplicacions conegudes és la soldadura d'arc de tungstè amb protecció amb gas.
Excepcionalment dur, el tungstè és un component ideal per als aliatges d'armes pesades. L' alta densitat s'utilitza en kettlebells,contrapesos i quilles de llast per a iots, així com en dards (80-97%). L'acer d' alta velocitat, que pot tallar material a velocitats superiors a l'acer al carboni, conté fins a un 18% d'aquesta substància. Les pales de la turbina, les peces de desgast i els recobriments utilitzen "superaliatges" que contenen tungstè. Són aliatges resistents a la calor i altament resistents que funcionen a temperatures elevades.
L'expansió tèrmica d'un element químic és similar al vidre de borosilicat, de manera que s'utilitza per fer segells de vidre a metall. Els compostos que contenen tungstè són un excel·lent substitut del plom en bales i trets. En aliatges amb níquel, ferro o cob alt, se'n fan projectils d'impacte. Com una bala, la seva energia cinètica s'utilitza per colpejar un objectiu. En els circuits integrats, el tungstè s'utilitza per fer connexions als transistors. Alguns tipus de cordes d'instruments musicals estan fets de filferro de tungstè.
Ús de connexions
La duresa excepcional del carbur de tungstè (W2C, WC) el converteix en el material més comú per a eines de fresat i tornejat. S'aplica a les indústries metal·lúrgiques, mineres, petrolieres i de la construcció. El carbur de tungstè també s'utilitza en la fabricació de joies, ja que és hipoalergènic i no tendeix a perdre la seva brillantor.
L'esm alt es fa amb els seus òxids. El "bronze" de tungstè (anomenat així pel color dels òxids) s'utilitza en pintures. Els tungstats de magnesi i calci s'utilitzen en fluorescentsllums. El tungstat cristal·lí serveix com a detector de centelleig en medicina nuclear i física. Les sals s'utilitzen a la indústria química i de la pell. El disulfur de tungstè és un greix d' alta temperatura que pot suportar 500 °C. Alguns compostos que contenen tungstè s'utilitzen en química com a catalitzadors.
Propietats
Les principals propietats físiques de W són les següents:
- Número atòmic: 74.
- Massa atòmica: 183, 85.
- Punt de fusió: 3410 °C.
- Punt d'ebullició: 5660 °C.
- Densitat: 19,3 g/cm3 a 20°C.
- Estats d'oxidació: +2, +3, +4, +5, +6.
- Configuració electrònica: [Xe]4 f 145 d 46 s 2.
