Վոլֆրամի օքսիդը համարվում է այս դասի անօրգանական նյութերի ամենահրակայուններից մեկը: Մետաղը բնութագրելու համար վերլուծենք հենց մետաղի որակները։
Վոլֆրամի առանձնահատկությունները
Վոլֆրամի օքսիդի գործնական նշանակությունը հասկանալու համար մենք նշում ենք, որ մետաղն ինքնին ունի էլեկտրական դիմադրություն, գծային ընդարձակման գործակից և բարձր հալման կետ։
Մաքուր վոլֆրամն ունի բարձր ճկունություն: Մետաղը կլուծվի թթվի մեջ միայն 5000 oC ջերմաստիճանում տաքացնելիս: Այն փոխազդում է ածխածնի հետ՝ որպես ռեակցիայի արտադրանք առաջացնելով վոլֆրամի կարբիդ։ Ստացված հոդը շատ դիմացկուն է։
Ամենատարածված վոլֆրամի օքսիդը վոլֆրամի անհիդրիդն է: Քիմիական միացության հիմնական առավելությունը փոշին մետաղի վերածելու ունակությունն է՝ որպես կողմնակի արտադրանք ձևավորելով ավելի ցածր օքսիդներ։
Մետաղը բնութագրվում է բարձր խտությամբ, փխրունությամբ և ցածր ջերմաստիճանում վոլֆրամի օքսիդ ձևավորելու ունակությամբ:
Վոլֆրամի համաձուլվածքներ
Գիտնականները առանձնացնում են համաձուլվածքների միաֆազ տեսակներ, որոնք ներառում ենկան մեկ կամ մի քանի տարրեր. Մոլիբդենի հետ վոլֆրամի ամենահայտնի միացությունը։ Համաձուլվածքը մոլիբդենի հետ համաձուլումը մեծացնում է վոլֆրամի առաձգական ուժը։
Միաֆազ համաձուլվածքները միացություններ են՝ վոլֆրամ - ցիրկոնիում, վոլֆրամ - հաֆնիում, վոլֆրամ - նիոբիում: Ռենիումը վոլֆրամին տալիս է առավելագույն պլաստիկություն։ Դրա հավելումը չի ազդում հրակայուն մետաղի աշխատանքի վրա:
Ստանալ մետաղ
Ադանդական եղանակով անհնար է հրակայուն վոլֆրամի համաձուլվածքներ ստանալ. հասնելով հալման կետին՝ մետաղն ակնթարթորեն անցնում է գազային ձևի։ Մաքուր մետաղի ստացման հիմնական տարբերակը էլեկտրոլիզն է։ Արդյունաբերական ծավալներում փոշու մետալուրգիան օգտագործվում է վոլֆրամի համաձուլվածքներ ստանալու համար։ Դա անելու համար վակուումի միջոցով ստեղծեք հատուկ տեխնոլոգիական պայմաններ։
Լինելով բնության մեջ
Վոլֆրամի օքսիդը, որի բանաձևը WO3 է, կոչվում է ամենաբարձր միացությունը: Բնության մեջ այն իր մաքուր տեսքով չի հանդիպում, բայց վոլֆրամի հանքաքարերի մի մասն է։ Հրակայուն մետաղի արդյունահանման և մշակման գործընթացը ներառում է մի քանի փուլ։
Հանքաքարի զանգվածից մեկուսացված է ավելի բարձր վոլֆրամի օքսիդ: Այնուհետև միացությունը հարստացնում են, և մշակումից հետո մեկուսացնում են մաքուր մետաղը։
Բարակ վոլֆրամե մետաղալարերի պատրաստման գործընթացում պետք է զգույշ լինել, որպեսզի ամբողջությամբ հեռացվեն կեղտերը: Հակառակ դեպքում պատրաստի արտադրանքի բնութագրերը զգալիորեն կնվազեն։
Վոլֆրամի օգտագործման ոլորտներ
Ինչպե՞ս վերականգնել վոլֆրամի օքսիդը: Ջրածինը, փոխազդելով այս միացության հետ, օգնում է մաքուր մետաղ ստանալ։ Այն կարևոր է թելերի, ռենտգենյան խողովակների, ջեռուցիչների և վակուումային վառարանների էկրանների արտադրության մեջ, որոնք նախատեսված են բարձր ջերմաստիճաններում օգտագործելու համար։
Պողպատը, որի մեջ վոլֆրամը համաձուլվածքի տարր է, ունի բարձր ամրության հատկություններ: Նման համաձուլվածքից պատրաստված արտադրանքը օգտագործվում է բժշկական գործիքների արտադրության մեջ, հորատման համար ափսեներ կտրող: Միացման հիմնական առավելությունը մեխանիկական դեֆորմացիայի դիմադրությունն է:
Պատրաստի արտադրանքի շահագործման ընթացքում ճաքերի և չիպսերի առաջացման հավանականությունը բավականին ցածր է: Պողպատի ամենահայտնի դասարանը, որը ներառում է վոլֆրամ, համարվում է հաղթող:
Այս հազվագյուտ մետաղի ջարդոն օգտագործվում է բարձրորակ կատալիզատորներ, բոլոր տեսակի ներկեր, հատուկ գունանյութեր և այլն արտադրելու համար: Ժամանակակից միջուկային արդյունաբերության մեջ լայնորեն օգտագործվում են վոլֆրամի կարասները և ռադիոակտիվ թափոնների համար նախատեսված տարաները:
Մետաղի հրակայունությունը հատուկ դեր է խաղում աղեղային եռակցման մեջ։ Քանի որ վոլֆրամն իր մաքուր տեսքով համարվում է բավականին հազվագյուտ մետաղ, այն ստանալու համար իրականացվում է վոլֆրամի հանքաքարի հարստացման և վերամշակման կարգ։ Մաքուր տեսքով այն ունի բաց մոխրագույն գույն՝ բնորոշ մետաղական փայլով։ Ստանդարտ վոլֆրամի համաձուլվածքները, որոնք կոչվում են ստելիտներ, ներառում են նաև կոբալտ և քրոմ: Նման միացությունների հիմնական բաղադրիչը կոբալտն է։ համաձուլվածքներպահանջարկ ունի մեքենաշինության մեջ։
Վոլֆրամի օքսիդներ
Որո՞նք են վոլֆրամի օքսիդը (6), որի բանաձևը WO3 է: Մետաղն ի վիճակի է դրսևորել օքսիդացման տարբեր աստիճաններ. առավելագույն կայունություն ունի մետաղական վալենտության տարբերակները (4) և (6): WO2 տիպի առաջին միացությունը պատկանում է թթվային օքսիդներին և ունի հետևյալ բնութագրերը՝ բարձր հալման ջերմաստիճան և հատուկ խտություն։ Այս քիմիական միացությունը գրեթե չի լուծվում ջրում, բայց երբ տաքացվում է, այն կարող է լուծվել թթուների և ալկալիների մեջ։ Քիմիական արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես կատալիզատոր որոշ ռեակցիաների ժամանակ։ Օրինակ, WO2 միացությունն օգտագործվում է կերամիկական արտադրանքի արտադրության մեջ:
Վոլֆրամի օքսիդը, որն ունի վալենտություն (6), նույնպես ցուցադրում է բնորոշ թթվային հատկություններ: Այս միացությունը փոխազդում է ալկալիների հետ, բայց ի վիճակի չէ լուծել ջրի մեջ։ Հաշվի առնելով, որ միացությունն ունի բարձր հալման ջերմաստիճան, այն օգտագործվում է միայն որպես քիմիական գործընթացների արագացուցիչ։
Եզրակացություն
Անօրգանական քիմիայի ընթացքում հատուկ ուշադրություն է դարձվում օքսիդների ուսումնասիրությանը, դրանց հատկությունների վերլուծությանը և արդյունաբերության մեջ կիրառման առանձնահատկություններին։ Օրինակ, ավարտական քննության ժամանակ իններորդ դասարանցիներին առաջարկվում է հետևյալ բովանդակության առաջադրանքը՝ «Պղնձի, երկաթի, վոլֆրամի օքսիդների համար բանաձևեր պատրաստեք, ինչպես նաև որոշեք դրանց հիմնական քիմիական հատկությունները»:
Խնդիրը հաջողությամբ հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է պատկերացում ունենալ օքսիդների առանձնահատկությունների մասին։ Որպես այդպիսինհաշվի առեք երկուական միացություններ, որոնցում երկրորդ տարրը թթվածինն է: Բոլոր օքսիդները սովորաբար դասակարգվում են երեք խմբի՝ հիմնային, թթվային, ամֆոտերային:
Երկաթը և պղինձը երկրորդական ենթախմբի տարրեր են, հետևաբար նրանք կարող են դրսևորել փոփոխական արժեքներ: Պղնձի համար կարելի է գրել օքսիդների միայն երկու տարբերակ, որոնք ունեն հիմնական հատկություններ՝ Cu2O և CuO:
Երկաթը չի գտնվում քիմիական տարրերի հիմնական ենթախմբում, հետևաբար տեղի են ունենում +2 և +3 օքսիդացման վիճակներ։ Այս դեպքերում ձևավորվում են հետևյալ տեսակների օքսիդներ՝ FeO և Fe2O3.
Վոլֆրամը թթվածնի հետ երկուական միացություններում ամենից հաճախ դրսևորում է արժեքներ (4) և (6): Այս մետաղի երկու օքսիդներն էլ թթվային հատկություններ ունեն, ուստի դրանք օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ որպես քիմիական գործընթացների արագացուցիչներ։
Բոլոր վոլֆրամի օքսիդների հիմնական նպատակը դրանցից մաքուր մետաղի մեկուսացումն է, որը պահանջարկ ունի քիմիական և մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ։
