DEFINITION

Wolfram- vierundsiebzigstes Element des Periodensystems. Bezeichnung - W vom lateinischen „Wolframium“. Befindet sich in der sechsten Periode, VIB-Gruppe. Bezieht sich auf Metalle. Die Kernladung beträgt 74.

In Bezug auf die Häufigkeit in der Erdkruste ist Wolfram Chrom unterlegen, Molybdän jedoch überlegen. Natürliche Wolframverbindungen sind in den meisten Fällen Wolframate – Salze der Wolframsäure H 2 WO 4. So besteht das wichtigste Wolframerz – Wolframit – aus Wolframaten von Eisen und Mangan. Auch das Mineral Scheelit CaWO 4 kommt häufig vor.

Wolfram ist ein schweres weißes Metall (Abb. 1) mit einer Dichte von 19,3 g/cm 3 . Sein Schmelzpunkt (ca. 3400 °C) ist höher als der Schmelzpunkt aller anderen Metalle. Wolfram kann geschweißt und in dünne Stränge gezogen werden.

Reis. 1. Wolfram. Aussehen.

Atom- und Molekülmasse von Wolfram

DEFINITION

Relative Molekülmasse des Stoffes (Mr) ist eine Zahl, die angibt, wie oft die Masse eines bestimmten Moleküls größer als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms ist, und relative Atommasse eines Elements (A r)— Wie oft ist die durchschnittliche Masse der Atome eines chemischen Elements größer als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms?

Da Wolfram im freien Zustand in Form einatomiger Moleküle W vorliegt, stimmen die Werte seiner Atom- und Molekülmassen überein. Sie betragen 183,84.

Wolframisotope

Es ist bekannt, dass Wolfram in der Natur in Form der fünf stabilen Isotope 180 W, 182 W, 183 W, 184 W und 186 W vorkommt. Ihre Massenzahlen betragen 180, 182, 183, 184 und 186. Der Kern eines Atoms des Wolframisotops 180 W enthält vierundsiebzig Protonen und einhundertsechs Neutronen, der Rest unterscheidet sich davon nur in der Anzahl der Neutronen.

Es gibt künstliche instabile Wolframisotope mit Massenzahlen von 158 bis 192 sowie elf isomere Zustände von Kernen.

Wolframionen

Das äußere Energieniveau eines Wolframatoms besteht aus sechs Elektronen, die Valenzelektronen sind:

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 .

Durch chemische Wechselwirkung gibt Wolfram seine Valenzelektronen ab, d.h. ist ihr Donor und verwandelt sich in ein positiv geladenes Ion:

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+ .

Wolframmolekül und -atom

Im freien Zustand liegt Wolfram in Form einatomiger W-Moleküle vor. Hier sind einige Eigenschaften, die das Wolframatom und -molekül charakterisieren:

Wolframlegierungen

Der größte Teil des geförderten Wolframs wird in der Metallurgie zur Herstellung von Spezialstählen und -legierungen verwendet. Schnellarbeitsstahl enthält bis zu 20 % Wolfram und besitzt die Fähigkeit zur Selbsthärtung. Selbst bei glühender Hitze verliert dieser Stahl nicht an Härte.

Neben Schnellarbeitsstählen werden häufig auch andere Wolfram- und Chrom-Wolfram-Stähle verwendet. Für die Herstellung von Sägen, Fräsern und Matrizen wird beispielsweise Stahl mit 1 bis 6 % Wolfram und bis zu 2 % Chrom verwendet.

Als feuerfestes Metall ist Wolfram Teil einer Reihe hitzebeständiger Legierungen. Insbesondere seine Legierungen mit Kobalt und Chrom – Stellite – weisen eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit auf. Wolfram-Kupfer-Legierungen vereinen hohe elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit. Sie werden zur Herstellung von Arbeitsteilen von Messerschaltern, Schaltern und Elektroden zum Punktschweißen verwendet.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Physikalische Eigenschaften von Wolfram.

Wolfram.

Wolfram(Wolframium) W – Element der Gruppe VI, 6. Periode des Periodensystems von D. I. Mendeleev, p.n. 74, Atommasse 183,85. 1781 von K. Scheele eröffnet. Wolfram kommt in der Natur selten vor. Bildet eigene Mineralien – Wolframit und Scheelit; kommt als Verunreinigung in den Mineralien Zinn, Molybdän und Titan vor. Wolfram ist ein hellgraues Metall, das unter normalen Bedingungen chemisch beständig ist. Bei erhöhten Temperaturen reagiert es mit Sauerstoff, Kohlenstoff und anderen Elementen. Es reagiert mit Fluor bei 20° C, mit anderen Halogenen – beim Erhitzen. Säuren, mit Ausnahme von Flusssäure und Salpetersäure, haben keine Wirkung auf Wolfram. In Verbindungen weist es eine variable Wertigkeit auf. Die stabilsten Verbindungen sind sechswertiges Wolfram. Wolfram wird zum Legieren von Stählen, zur Herstellung harter Legierungen für Glühfäden elektrischer Lampen, Heizgeräte in Elektroöfen, Schweißelektroden, Kathoden von Generatorlampen und Hochspannungsgleichrichtern verwendet.

Wolfram kristallisiert in einem kubisch raumzentrierten Gitter mit einer Periode a = 3,1647 Å; Dichte 19,3 g/cm3, Schmelzpunkt 3410 °C, Siedepunkt 5900 °C. Wärmeleitfähigkeit (cal/cm·s·°С) 0,31 (20°С); 0,26 (1300°C). Elektrischer Widerstand (Ohm cm 10-6) 5,5 (20 °C); 90,4 (2700°C). Elektronenaustrittsarbeit 7,21·10-19 J (4,55 eV), Strahlungsenergieleistung bei hohen Temperaturen (W/cm2): 18,0 (1000°C); 64,0 (2200 °C); 153,0 (2700 °C); 255,0 (3030 °C). Die mechanischen Eigenschaften von Wolfram hängen von der vorherigen Verarbeitung ab. Zugfestigkeit (kgf/mm2) für einen gesinterten Barren 11 bei Druckbehandlung von 100 bis 430; Elastizitätsmodul (kgf/mm1) 35.000–38.000 für Draht und 39.000–41.000 für einkristallinen Faden; Brinellhärte (kgf/mm2) für einen gesinterten Barren 200–230, für einen geschmiedeten Barren 350–400 (1 kgf/mm2 = 10 MN/m2). Bei Raumtemperatur ist Wolfram wenig plastisch.

Unter normalen Bedingungen ist Wolfram chemisch beständig. Bei 400-500°C oxidiert das kompakte Metall an der Luft merklich zu WO3. Wasserdampf oxidiert es oberhalb von 600°C intensiv zu WO3. Halogene, Schwefel, Kohlenstoff, Silizium, Bor interagieren bei hohen Temperaturen mit Wolfram (Fluor mit Wolframpulver - bei Raumtemperatur). Wolfram reagiert nicht mit Wasserstoff bis zum Schmelzpunkt; mit Stickstoff über 1500°C bildet sich Nitrid. Unter normalen Bedingungen ist Wolfram beständig gegen Salz-, Schwefel-, Salpeter- und Flusssäure sowie Königswasser; bei 100°C interagiert es schwach mit ihnen; löst sich schnell in einer Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure auf. In alkalischen Lösungen löst sich Wolfram beim Erhitzen leicht auf, und in geschmolzenen Alkalien löst es sich bei Luftzutritt oder in Gegenwart von Oxidationsmitteln schnell auf; in diesem Fall entstehen Wolframate. In Verbindungen weist Wolfram eine Wertigkeit von 2 bis 6 auf; Verbindungen mit höherer Wertigkeit sind am stabilsten.

Wolfram bildet vier Oxide: das höchste – WO3 (Wolframanhydrid), das niedrigste – WO2 und zwei mittlere, W10O29 und W4O11. Wolframanhydrid ist ein zitronengelbes kristallines Pulver, das sich in Alkalilösungen unter Bildung von Wolframaten löst. Bei der Reduktion mit Wasserstoff entstehen nacheinander niedere Oxide und Wolfram. Wolframsäureanhydrid entspricht Wolframsäure H2WO4 – ein gelbes Pulver, praktisch unlöslich in Wasser und Säuren. Bei der Wechselwirkung mit Lösungen von Alkalien und Ammoniak entstehen Lösungen von Wolframaten. Bei 188 °C spaltet H2WO4 Wasser ab und bildet WO3. Wolfram bildet mit Chlor eine Reihe von Chloriden und Oxychloriden. Die wichtigsten davon: WCl6 (Schmelzpunkt 275 °C, Siedepunkt 348 °C) und WO2Cl2 (Schmelzpunkt 266 °C, sublimiert über 300 °C) werden durch die Einwirkung von Chlor auf Wolframanhydrid in Gegenwart von Kohle gewonnen. Wolfram bildet mit Schwefel zwei Sulfide WS2 und WS3. Die Wolframcarbide WC (Schmelze 2900 °C) und W2C (Schmelze 2750 °C) sind harte, feuerfeste Verbindungen; werden durch die Wechselwirkung von Wolfram mit Kohlenstoff bei 1000-1500°C gewonnen.

Wolfram ist ein chemisches Element des Mendelejew-Periodensystems, das zur Gruppe VI gehört. In der Natur kommt Wolfram als Gemisch aus fünf Isotopen vor. In seiner gewöhnlichen Form und unter gewöhnlichen Bedingungen ist es ein hartes Metall von silbergrauer Farbe. Es ist außerdem das feuerfesteste aller Metalle.

Grundlegende Eigenschaften von Wolfram

Wolfram ist ein Metall mit bemerkenswerten physikalischen und chemischen Eigenschaften. Wolfram wird in fast allen Bereichen der modernen Produktion eingesetzt. Seine Formel wird üblicherweise durch das Metalloxidsymbol WO 3 ausgedrückt. Wolfram gilt als das feuerfesteste Metall. Es wird angenommen, dass nur Seaborgium noch feuerfester sein könnte. Dies kann jedoch noch nicht sicher gesagt werden, da Seaborgium eine sehr kurze Lebensdauer hat.

Dieses Metall hat besondere physikalische und chemische Eigenschaften. Wolfram hat eine Dichte von 19300 kg/m3, sein Schmelzpunkt liegt bei 3410 °C. In Bezug auf diesen Parameter steht es an zweiter Stelle nach Kohlenstoff – Graphit oder Diamant. In der Natur kommt Wolfram in Form von fünf stabilen Isotopen vor. Ihre Massenzahlen liegen zwischen 180 und 186. Wolfram hat eine Wertigkeit von 6 und kann in Verbindungen 0, 2, 3, 4 und 5 sein. Das Metall verfügt außerdem über eine recht hohe Wärmeleitfähigkeit. Für Wolfram beträgt dieser Wert 163 W/(m*Grad). In dieser Eigenschaft übertrifft es sogar solche Verbindungen wie Aluminiumlegierungen. Die Masse von Wolfram wird durch seine Dichte bestimmt, die 19 kg/m 3 beträgt. Der Oxidationszustand von Wolfram liegt zwischen +2 und +6. Bei höheren Oxidationsgraden weist das Metall saure Eigenschaften auf, bei niedrigeren Oxidationsstufen weist es basische Eigenschaften auf.

In diesem Fall gelten Legierungen aus niederen Wolframverbindungen als instabil. Am beständigsten sind Verbindungen mit Grad +6. Sie weisen außerdem die charakteristischsten chemischen Eigenschaften eines Metalls auf. Wolfram hat die Eigenschaft, leicht Komplexe zu bilden. Aber Wolframmetall ist in der Regel sehr widerstandsfähig. Erst bei einer Temperatur von +400 °C beginnt es mit Sauerstoff zu interagieren. Das Wolframkristallgitter ist vom kubisch-raumzentrierten Typ.

Wechselwirkung mit anderen Chemikalien

Wenn Wolfram mit trockenem Fluor gemischt wird, erhält man eine Verbindung namens Hexafluorid, die bei einer Temperatur von 2,5 °C schmilzt und bei 19,5 °C siedet. Ein ähnlicher Stoff wird durch die Kombination von Wolfram mit Chlor erhalten. Eine solche Reaktion erfordert jedoch eine ziemlich hohe Temperatur – etwa 600 °C. Der Stoff widersteht jedoch problemlos der zerstörerischen Wirkung von Wasser und unterliegt praktisch keinen Veränderungen in der Kälte. Wolfram ist ein Metall, das sich ohne Sauerstoff nicht in Alkalien löst. Es löst sich jedoch leicht in einer Mischung aus HNO 3 und HF. Die wichtigsten chemischen Verbindungen von Wolfram sind sein Trioxid WO 3, H 2 WO 4 – Wolframsäure, sowie seine Derivate – Wolframatsalze.

Mit Reaktionsgleichungen können wir einige der chemischen Eigenschaften von Wolfram betrachten. Zum Beispiel die Formel WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O. Darin wird das Metall Wolfram aus dem Oxid reduziert und seine Fähigkeit zur Wechselwirkung mit Wasserstoff manifestiert sich. Diese Gleichung spiegelt den Prozess der Gewinnung von Wolfram aus seinem Trioxid wider. Die folgende Formel bezeichnet eine Eigenschaft wie die praktische Unlöslichkeit von Wolfram in Säuren: W + 2HNO3 + 6HF = WF6 + 2NO + 4H2O. Einer der bemerkenswertesten Stoffe, der Wolfram enthält, ist Carbonyl. Es erzeugt dichte und ultradünne Beschichtungen aus reinem Wolfram.

Geschichte der Entdeckung

Wolfram ist ein Metall, dessen Name aus der lateinischen Sprache stammt. Übersetzt bedeutet dieses Wort „Wolfsschaum“. Dieser ungewöhnliche Name entstand aufgrund des Verhaltens des Metalls. Begleitend zum geförderten Zinnerz störte Wolfram die Freisetzung von Zinn. Dadurch bildete sich beim Schmelzvorgang lediglich Schlacke. Über dieses Metall hieß es, dass es „Zinn frisst wie ein Wolf ein Schaf“. Viele Menschen fragen sich, wer das chemische Element Wolfram entdeckt hat?

Diese wissenschaftliche Entdeckung wurde gleichzeitig an zwei Orten von verschiedenen Wissenschaftlern unabhängig voneinander gemacht. Im Jahr 1781 erlangte der schwedische Chemiker Scheele durch Versuche mit Salpetersäure und Scheelit den sogenannten „schweren Stein“. Im Jahr 1783 berichteten die spanischen Chemikerbrüder Eluard ebenfalls über die Entdeckung eines neuen Elements. Genauer gesagt entdeckten sie Wolframoxid, das sich in Ammoniak löste.

Legierungen mit anderen Metallen

Derzeit wird zwischen einphasigen und mehrphasigen Wolframlegierungen unterschieden. Sie enthalten ein oder mehrere Fremdelemente. Die bekannteste Verbindung ist eine Legierung aus Wolfram und Molybdän. Der Zusatz von Molybdän verleiht Wolfram seine Zugfestigkeit. Zur Kategorie der einphasigen Legierungen zählen auch Verbindungen von Wolfram mit Titan, Hafnium und Zirkonium. Rhenium verleiht Wolfram die größte Duktilität. Der praktische Einsatz einer solchen Legierung ist jedoch ein recht arbeitsintensiver Prozess, da Rhenium nur sehr schwer erhältlich ist.

Da Wolfram eines der feuerfeststen Materialien ist, ist die Herstellung von Wolframlegierungen keine leichte Aufgabe. Wenn dieses Metall gerade zu sieden beginnt, gehen andere bereits in einen flüssigen oder gasförmigen Zustand über. Moderne Wissenschaftler wissen jedoch, wie man Legierungen mithilfe des Elektrolyseverfahrens herstellt. Legierungen mit Wolfram, Nickel und Kobalt werden verwendet, um empfindliche Materialien mit einer Schutzschicht zu versehen.

In der modernen metallurgischen Industrie werden auch Legierungen aus Wolframpulver hergestellt. Um es zu erzeugen, sind besondere Bedingungen erforderlich, einschließlich der Schaffung einer Vakuumumgebung. Aufgrund einiger Merkmale der Wechselwirkung von Wolfram mit anderen Elementen bevorzugen Metallurgen die Herstellung von Legierungen nicht mit zweiphasigen Eigenschaften, sondern unter Verwendung von 3, 4 oder mehr Komponenten. Diese Legierungen sind besonders fest, jedoch unter strikter Einhaltung der Formeln. Bei geringsten Abweichungen der prozentualen Anteile kann die Legierung spröde und unbrauchbar werden.

Wolfram ist ein in der Technik verwendetes Element

Die Glühfäden gewöhnlicher Glühbirnen bestehen aus diesem Metall. Sowie Röhren für Röntgengeräte, Komponenten von Vakuumöfen, die bei extrem hohen Temperaturen eingesetzt werden müssen. Stahl, der Wolfram enthält, weist eine sehr hohe Festigkeit auf. Solche Legierungen werden zur Herstellung von Werkzeugen in den unterschiedlichsten Bereichen verwendet: Brunnenbau, Medizin und Maschinenbau.

Der Hauptvorteil der Verbindung von Stahl und Wolfram ist die Verschleißfestigkeit und die Beschädigungswahrscheinlichkeit. Die bekannteste Wolframlegierung im Bauwesen heißt „Win“. Dieses Element wird auch häufig in der chemischen Industrie verwendet. Mit seiner Zugabe entstehen Farben und Pigmente. Besonders weit verbreitet ist in diesem Bereich Wolframoxid 6. Es wird zur Herstellung von Wolframcarbiden und -halogeniden verwendet. Ein anderer Name für diesen Stoff ist Wolframtrioxid. 6 wird als gelbes Pigment in Keramik- und Glasfarben verwendet.

Was sind schwere Legierungen?

Als schwer werden alle Legierungen auf Wolframbasis bezeichnet, die eine hohe Dichte aufweisen. Sie werden ausschließlich pulvermetallurgisch gewonnen. Wolfram ist immer die Basis schwerer Legierungen, deren Anteil bis zu 98 % betragen kann. Zusätzlich zu diesem Metall werden schweren Legierungen Nickel, Kupfer und Eisen zugesetzt. Sie können jedoch auch Chrom, Silber, Kobalt und Molybdän enthalten. Die beliebtesten Legierungen sind VMF (Wolfram – Nickel – Eisen) und VNM (Wolfram – Nickel – Kupfer). Die hohe Dichte solcher Legierungen ermöglicht es ihnen, gefährliche Gammastrahlung zu absorbieren. Daraus werden Schwungräder, elektrische Kontakte und Rotoren für Gyroskope hergestellt.

Wolframcarbid

Etwa die Hälfte des gesamten Wolframs wird zur Herstellung starker Metalle verwendet, insbesondere Wolframkarbid, das einen Schmelzpunkt von 2770 °C hat. Wolframkarbid ist eine chemische Verbindung, die die gleiche Anzahl an Kohlenstoff- und Wolframatomen enthält. Diese Legierung hat besondere chemische Eigenschaften. Wolfram verleiht ihm eine solche Festigkeit, dass es doppelt so stark ist wie Stahl.

Wolframcarbid wird in der Industrie häufig verwendet. Daraus werden Schneidgegenstände hergestellt, die sehr widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und Abrieb sein müssen. Auch aus diesem Element hergestellt:

• Flugzeugteile, Automotoren.
• Teile für Raumschiffe.
• Medizinische chirurgische Instrumente, die im Bereich der Bauchchirurgie eingesetzt werden. Solche Instrumente sind teurer als herkömmlicher medizinischer Stahl, aber sie sind produktiver.
• Schmuck, insbesondere Eheringe. Die Beliebtheit von Wolfram hängt mit seiner Haltbarkeit zusammen, die für diejenigen, die heiraten, die Stärke der Beziehung symbolisiert, sowie mit seinem Aussehen. Die Eigenschaften von Wolfram in polierter Form sind, dass es sehr lange ein spiegelndes, glänzendes Aussehen behält.
• Kugeln für Luxus-Kugelschreiber.

Wird gewinnen - Wolframlegierung

Etwa in der zweiten Hälfte der 1920er Jahre begannen viele Länder mit der Herstellung von Legierungen für Schneidwerkzeuge, die aus Wolframcarbiden und Kobaltmetall gewonnen wurden. In Deutschland hieß eine solche Legierung Vidia, in den USA Carbola. In der Sowjetunion wurde eine solche Legierung „Win“ genannt. Diese Legierungen haben sich für die Bearbeitung von Gusseisenprodukten als hervorragend erwiesen. Pobedit ist eine Metall-Keramik-Legierung mit extrem hoher Festigkeit. Es besteht aus Platten in verschiedenen Formen und Größen.

Der Herstellungsprozess eines Pobedits läuft wie folgt ab: Wolframkarbidpulver, feines Nickel- oder Kobaltpulver werden genommen, alles wird gemischt und in spezielle Formen gepresst. Die so gepressten Platten werden einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen. Dadurch entsteht eine sehr harte Legierung. Diese Einsätze werden nicht nur zum Schneiden von Gusseisen, sondern auch zur Herstellung von Bohrwerkzeugen verwendet. Pobeditplatten werden mit Kupfer auf Bohrgeräte aufgelötet.

Vorkommen von Wolfram in der Natur

Dieses Metall kommt in der Umwelt sehr selten vor. Nach allen Elementen liegt es auf Platz 57 und kommt in Form von Clarke-Wolfram vor. Das Metall bildet auch Mineralien – Scheelit und Wolframit. Wolfram wandert entweder als eigenes Ion oder in Form verschiedener Verbindungen ins Grundwasser. Die höchste Konzentration im Grundwasser ist jedoch vernachlässigbar. Sie beträgt Hundertstel mg/l und verändert ihre chemischen Eigenschaften praktisch nicht. Wolfram kann auch aus Abwässern von Fabriken und Fabriken in natürliche Gewässer gelangen.

Wirkung auf den menschlichen Körper

Wolfram gelangt praktisch nicht mit Wasser oder Nahrung in den Körper. Bei der Arbeit besteht möglicherweise die Gefahr, Wolframpartikel in der Luft einzuatmen. Obwohl Wolfram zur Kategorie der Schwermetalle gehört, ist es jedoch nicht giftig. Eine Wolframvergiftung kommt nur bei Menschen vor, die mit der Wolframproduktion in Zusammenhang stehen. Gleichzeitig variiert der Einfluss des Metalls auf den Körper. Beispielsweise können Wolframpulver, Wolframcarbid und eine Substanz wie Wolframanhydrit Lungenschäden verursachen. Die Hauptsymptome sind allgemeines Unwohlsein und Fieber. Schwerwiegendere Symptome treten bei Vergiftungen durch Wolframlegierungen auf. Dies geschieht beim Einatmen von Legierungsstaub und führt zu Bronchitis und Pneumosklerose.

Metallisches Wolfram, das in den menschlichen Körper gelangt, wird im Darm nicht absorbiert und nach und nach ausgeschieden. Von Wolframverbindungen, die als löslich eingestuft werden, kann eine große Gefahr ausgehen. Sie lagern sich in Milz, Knochen und Haut ab. Bei längerer Einwirkung von Wolframverbindungen können Symptome wie brüchige Nägel, schälende Haut und verschiedene Arten von Dermatitis auftreten.

Wolframreserven in verschiedenen Ländern

Die größten Wolframvorkommen gibt es in Russland, Kanada und China. Nach Prognosen von Wissenschaftlern befinden sich im Inland etwa 943.000 Tonnen dieses Metalls. Glaubt man diesen Schätzungen, liegen die allermeisten Reserven in Südsibirien und im Fernen Osten. Der Anteil der erkundeten Ressourcen ist sehr gering – er beträgt nur etwa 7 %.

Gemessen an der Zahl der erkundeten Wolframvorkommen liegt Russland nach China an zweiter Stelle. Die meisten davon befinden sich in den Regionen Kabardino-Balkarien und Burjatien. Doch in diesen Lagerstätten wird nicht reines Wolfram abgebaut, sondern seine Erze, die auch Molybdän, Gold, Wismut, Tellur, Scandium und andere Stoffe enthalten. Zwei Drittel der aus erkundeten Quellen gewonnenen Wolframmengen sind in schwer zu verarbeitenden Erzen enthalten, wobei das wichtigste wolframhaltige Mineral Scheelit ist. Der Anteil leicht verarbeitbarer Erze macht nur ein Drittel der gesamten Produktion aus. Die Eigenschaften des in Russland geförderten Wolframs sind geringer als im Ausland. Die Erze enthalten einen hohen Anteil an Wolframtrioxid. In Russland gibt es nur sehr wenige Seifenmetallvorkommen. Wolframsande sind ebenfalls von schlechter Qualität und enthalten viele Oxide.

Wolfram in der Wirtschaft

Die weltweite Wolframproduktion begann etwa 2009 zu wachsen, als sich die asiatische Industrie zu erholen begann. China bleibt der größte Wolframproduzent. Beispielsweise machte die Produktion dieses Landes im Jahr 2013 81 % des weltweiten Angebots aus. Etwa 12 % des Wolframbedarfs stammen aus der Beleuchtungsindustrie. Experten zufolge wird der Einsatz von Wolfram in diesem Bereich vor dem Hintergrund des Einsatzes von LED- und Leuchtstofflampen sowohl im häuslichen Bereich als auch in der Produktion zurückgehen.

Man geht davon aus, dass die Nachfrage nach Wolfram in der Elektronikindustrie steigen wird. Die hohe Verschleißfestigkeit und die Fähigkeit, Elektrizität zu widerstehen, machen Wolfram zum am besten geeigneten Metall für die Herstellung von Spannungsreglern. Allerdings ist dieser Bedarf mengenmäßig noch recht unbedeutend und man geht davon aus, dass er bis 2018 nur um 2 % wachsen wird. Den Prognosen der Wissenschaftler zufolge dürfte es jedoch in naher Zukunft zu einem Anstieg der Nachfrage nach Hartmetall kommen. Dies ist auf das Wachstum der Automobilproduktion in den USA, China und Europa sowie auf die Zunahme der Bergbauindustrie zurückzuführen. Man geht davon aus, dass die Nachfrage nach Wolfram bis 2018 um 3,6 % steigen wird.

Wolfram ist ein chemisches Element der 4. Gruppe mit der Ordnungszahl 74 im Periodensystem von Dmitri Iwanowitsch Mendelejew und wird als W (Wolframium) bezeichnet. Das Metall wurde 1783 von zwei spanischen Chemikern, den Gebrüdern d'Eluyard, entdeckt und isoliert. Der Name „Wolframium“ selbst wurde auf das Element vom bereits im 16. Jahrhundert bekannten Mineral Wolframit übertragen, damals hieß es „Wolfsschaum“ oder auf Lateinisch „Spuma lupi“, auf Deutsch klingt dieser Satz so „Wolf Rahm“ (Wolfram). Der Name ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Wolfram, wenn es Zinnerze begleitet, das Schmelzen von Zinn erheblich beeinträchtigt, weil verwandelte Zinn in Schlackenschaum (über diesen Prozess begann man zu sagen: „Das Zinn frisst das Zinn wie ein Wolf ein Schaf frisst!“). Derzeit wird in den USA, Frankreich, Großbritannien und einigen anderen Ländern der Name „Wolfram“ (vom schwedischen Wort tungsten, was übersetzt „schwerer Stein“ bedeutet) zur Bezeichnung von Wolfram verwendet.

Wolfram ist ein hartes, graues Übergangsmetall. Wolfram wird hauptsächlich als Grundmaterial für feuerfeste Materialien in der Metallurgie verwendet. Wolfram ist äußerst feuerfest; unter normalen Bedingungen ist das Metall chemisch beständig.

Wolfram unterscheidet sich von allen anderen Metallen durch seine ungewöhnliche Härte, Schwere und Feuerfestigkeit. Seit der Antike verwenden Menschen den Ausdruck „schwer wie Blei“ oder „schwerer als Blei“, „bleihaltige Augenlider“ usw. Richtiger wäre es jedoch, in diesen Allegorien das Wort „Wolfram“ zu verwenden. Die Dichte dieses Metalls ist fast doppelt so hoch wie die von Blei, genauer gesagt 1,7-mal. Damit ist die Atommasse von Wolfram geringer und liegt bei 184 gegenüber 207 bei Blei.

Wolfram ist ein hellgraues Metall; der Schmelz- und Siedepunkt dieses Metalls ist am höchsten. Aufgrund der Duktilität und Feuerfestigkeit von Wolfram kann es als Glühfaden für Beleuchtungsgeräte, in Bildröhren sowie in anderen Vakuumröhren verwendet werden.

Es sind zwanzig Wolframmineralien bekannt. Am häufigsten: Mineralien der Scheelit-Wolframit-Gruppe, die von industrieller Bedeutung sind. Seltener kommt Wolframitsulfid vor, d. h. Wolframsit (WS2) und oxidartige Verbindungen – Ferro- und Cuprotungstit, Wolframit, Hydrowolfram. Vadas, Psilomelane mit hohem Wolframgehalt, sind weit verbreitet.

Abhängig von den Vorkommensbedingungen, der Morphologie und der Art der Wolframvorkommen werden bei ihrer Erschließung Tagebau-, Untertage- und kombinierte Methoden eingesetzt.

Derzeit gibt es keine Methoden zur direkten Gewinnung von Wolfram aus Konzentraten. Dabei werden zunächst Zwischenverbindungen aus dem Konzentrat isoliert und anschließend daraus metallisches Wolfram gewonnen. Die Isolierung von Wolfram umfasst: die Zersetzung von Konzentraten, dann den Übergang des Metalls in Verbindungen, aus denen es von den übrigen begleitenden Elementen getrennt wird. Freisetzung von Wolframsäure, d.h. reine chemische Verbindung Wolfram, wird mit der anschließenden Herstellung von Wolfram in metallischer Form fortgesetzt.

Wolfram wird bei der Herstellung von Maschinen und Geräten für die Metallverarbeitung, die Bau- und Bergbauindustrie, bei der Herstellung von Beleuchtungskörpern und Lampen, in der Transport- und Elektronikindustrie, in der chemischen Industrie und anderen Bereichen eingesetzt.

Das aus Wolframstahl gefertigte Werkzeug hält den enormen Geschwindigkeiten der intensivsten Metallbearbeitungsprozesse stand. Die Schnittgeschwindigkeit mit einem solchen Werkzeug wird normalerweise in mehreren zehn Metern pro Sekunde gemessen.

Wolfram kommt in der Natur recht selten vor. Der Metallgehalt in der Erdkruste beträgt massemäßig etwa 1,3·10−4 %. Die wichtigsten wolframhaltigen Mineralien sind die natürlich vorkommenden Wolframate: Scheelit, ursprünglich Wolfram genannt, und Wolframit.

Biologische Eigenschaften

Die biologische Rolle von Wolfram ist unbedeutend. Wolfram ist in seinen Eigenschaften Molybdän sehr ähnlich, im Gegensatz zu letzterem ist Wolfram jedoch kein essentielles Element. Trotz dieser Tatsache ist Wolfram durchaus in der Lage, Molybdän in Tieren und Pflanzen als Teil von Bakterien zu ersetzen, während es die Aktivität von Mo-abhängigen Enzymen, beispielsweise Xanthinoxidase, hemmt. Aufgrund der Anreicherung von Wolframsalzen bei Tieren sinkt der Harnsäurespiegel und der Hypoxanthin- und Xanthinspiegel steigt. Wolframstaub reizt wie andere Metallstäube die Atemwege.

Im Durchschnitt nimmt der menschliche Körper etwa 0,001–0,015 Milligramm Wolfram pro Tag mit der Nahrung auf. Die Verdaulichkeit des Elements selbst sowie der Wolframsalze im menschlichen Magen-Darm-Trakt beträgt 1-10 %, von schwerlöslichen Wolframsäuren bis zu 20 %. Wolfram reichert sich hauptsächlich im Knochengewebe und in den Nieren an. Knochen enthalten etwa 0,00025 mg/kg und menschliches Blut enthält etwa 0,001 mg/l Wolfram. Das Metall wird normalerweise auf natürlichem Wege über den Urin aus dem Körper ausgeschieden. Aber 75 % des radioaktiven Wolframisotops 185W werden über den Kot ausgeschieden.

Nahrungsquellen für Wolfram sowie sein täglicher Bedarf wurden noch nicht untersucht. Eine toxische Dosis für den menschlichen Körper wurde bisher nicht ermittelt. Bei Ratten kommt es ab etwas mehr als 30 mg der Substanz zu einem tödlichen Ausgang. In der Medizin geht man davon aus, dass Wolfram keine metabolischen, krebserzeugenden oder fruchtschädigenden Wirkungen auf Mensch und Tier hat.

Indikator für den Elementarstatus von Wolfram im menschlichen Körper: Urin, Vollblut. Es liegen keine Daten zu einer Abnahme des Wolframspiegels im Blut vor.

Ein erhöhter Wolframgehalt im Körper tritt am häufigsten bei Arbeitern in Hüttenwerken auf, die feuerfeste und hitzebeständige Materialien, legierte Stähle herstellen, sowie bei Menschen, die mit Wolframcarbid in Kontakt gekommen sind.

Das klinische Syndrom „Schwermetallkrankheit“ oder Pneumokoniose kann durch chronische Exposition gegenüber Wolframstaub entstehen. Zu den Anzeichen können das Auftreten von Husten, Atembeschwerden, die Entwicklung von atopischem Asthma und Veränderungen in der Lunge gehören. Die oben genannten Syndrome klingen normalerweise nach einer langen Ruhepause und einfach dann ab, wenn kein direkter Kontakt mit Vanadium besteht. In den schwersten Fällen, wenn die Krankheit zu spät diagnostiziert wird, entwickeln sich die Pathologie „Cor pulmonale“, ein Emphysem und eine Lungenfibrose.

„Schwermetallkrankheiten“ und die Voraussetzungen für ihr Auftreten treten meist als Folge der Exposition gegenüber mehreren Arten von Metallen und Salzen (z. B. Kobalt, Wolfram usw.) auf. Es wurde festgestellt, dass die kombinierte Wirkung von Wolfram und Kobalt auf den menschlichen Körper die schädliche Wirkung auf das Lungensystem verstärkt. Die Kombination von Wolfram- und Kobaltkarbiden kann lokale Entzündungen und Kontaktdermatitis verursachen.

Im gegenwärtigen Stadium der medizinischen Entwicklung gibt es keine wirksamen Möglichkeiten, den Stoffwechsel zu beschleunigen oder eine Gruppe von Metallverbindungen zu eliminieren, die das Auftreten einer „Schwermetallkrankheit“ hervorrufen können. Deshalb ist es so wichtig, ständig vorbeugende Maßnahmen durchzuführen und Menschen mit hoher Schwermetallempfindlichkeit rechtzeitig zu identifizieren und eine Diagnose im Anfangsstadium der Erkrankung durchzuführen. Alle diese Faktoren bestimmen die weiteren Erfolgsaussichten bei der Behandlung der Pathologie. In einigen Fällen werden jedoch bei Bedarf eine Komplexbildnertherapie und eine symptomatische Behandlung eingesetzt.

Mehr als die Hälfte (58 % um genau zu sein) des gesamten produzierten Wolframs wird für die Produktion von Wolframcarbid verwendet, und fast ein Viertel (23 % um genau zu sein) wird für die Produktion verschiedener Stähle und Legierungen verwendet. Die Herstellung von „gewalzten“ Wolframprodukten (dazu gehören Glühlampenfäden, elektrische Kontakte usw.) macht etwa 8 % des weltweit verbrauchten Wolframs aus, und die restlichen 9 % werden zur Herstellung von Katalysatoren und Pigmenten verwendet.

Wolframdraht, der in elektrischen Lampen Verwendung findet, hat kürzlich ein neues Profil erhalten: Es wurde vorgeschlagen, ihn als Schneidwerkzeug bei der Bearbeitung spröder Materialien zu verwenden.

Die hohe Festigkeit und gute Duktilität von Wolfram ermöglichen die Herstellung einzigartiger Gegenstände. Aus diesem Metall lässt sich beispielsweise ein so dünner Draht ziehen, dass 100 km dieses Drahtes eine Masse von nur 250 kg haben.

Geschmolzenes flüssiges Wolfram könnte in diesem Zustand sogar nahe der Sonnenoberfläche selbst verbleiben, da der Siedepunkt des Metalls über 5500 °C liegt.

Viele Menschen wissen, dass Bronze aus Kupfer, Zink und Zinn besteht. Doch die sogenannte Wolframbronze ist nicht nur per Definition keine Bronze, denn... enthält keines der oben genannten Metalle; es ist überhaupt keine Legierung, weil Es enthält keine rein metallischen Verbindungen und Natrium und Wolfram werden oxidiert.

Pfirsichfarbe zu bekommen war sehr schwierig und oft völlig unmöglich. Dabei handelt es sich weder um Rot noch um Rosa, sondern um eine Art Zwischenfarbe und sogar mit einem grünlichen Farbton. Die Legende besagt, dass es mehr als 8.000 Versuche brauchte, um diese Farbe zu erhalten. Im 17. Jahrhundert wurden für den damaligen chinesischen Kaiser in einer speziellen Fabrik in der Provinz Shanxi nur die teuersten Porzellanprodukte mit Pfirsichfarbe verziert. Doch als nach einiger Zeit das Geheimnis des seltenen Lacks gelüftet wurde, stellte sich heraus, dass dieser nur auf Wolframoxid basierte.

Dies geschah im Jahr 1911. Ein Student kam aus Peking in die Provinz Yunnan, sein Name war Li. Tag für Tag verschwand er in den Bergen und versuchte, einen Stein zu finden, wie er erklärte, es sei ein Zinnstein. Aber nichts hat bei ihm funktioniert. Der Besitzer des Hauses, in dem die Studentin Li lebte, lebte mit einer kleinen Tochter namens Xiao-mi zusammen. Das Mädchen hatte großes Mitleid mit dem unglücklichen Schüler und erzählte ihm abends beim Abendessen einfache Geschichten. Eine Geschichte erzählte von einem ungewöhnlichen Ofen, der aus dunklen Steinen gebaut wurde, die direkt von der Klippe gerissen und im Hinterhof ihres Hauses verlegt wurden. Dieser Ofen erwies sich als recht erfolgreich und vor allem langlebig; er leistete seinen Besitzern viele Jahre lang gute Dienste. Die junge Xiao-mi schenkte dem Schüler sogar einen solchen Stein. Es war ein gerollter, bleischwerer brauner Stein. Später stellte sich heraus, dass es sich bei diesem Stein um reines Wolframit handelte...

Im Jahr 1900 wurden bei der Eröffnung der Weltausstellung für Metallurgie in Paris erstmals völlig neue Beispiele von Schnellarbeitsstahl (einer Legierung aus Stahl und Wolfram) vorgeführt. Buchstäblich unmittelbar danach begann Wolfram in der metallurgischen Industrie aller hochentwickelten Länder weit verbreitet zu sein. Aber es gibt eine ziemlich interessante Tatsache: Wolframstahl wurde erstmals 1865 in Russland im Motovilikha-Werk im Ural erfunden.

Anfang 2010 fiel ein interessantes Artefakt in die Hände von Ufologen aus Perm. Es wird angenommen, dass es sich um ein Teil eines Raumschiffs handelt. Eine Analyse des Fragments ergab, dass das Objekt fast vollständig aus reinem Wolfram besteht. Nur 0,1 % der Zusammensetzung bestehen aus seltenen Verunreinigungen. Wissenschaftlern zufolge bestehen Raketendüsen aus reinem Wolfram. Aber eine Tatsache kann noch nicht erklärt werden. An der Luft oxidiert und rostet Wolfram schnell. Aber aus irgendeinem Grund korrodiert dieses Fragment nicht.

Geschichte

Das Wort „Wolfram“ selbst ist deutschen Ursprungs. Früher wurde Wolfram nicht als Metall selbst bezeichnet, sondern als sein Hauptmineral, d.h. zu Wolframit. Einige vermuten, dass das Wort damals fast als Schimpfwort verwendet wurde. Vom frühen 16. Jahrhundert bis zur zweiten Hälfte des 17. Jahrhunderts galt Wolfram als Zinnmineral. Obwohl es ziemlich oft mit Zinnerzen einhergeht. Aber aus Erzen, die Wolframit enthielten, wurde viel weniger Zinn geschmolzen. Es war, als würde jemand oder etwas die nützliche Dose „essen“. Daher kommt auch der Name des neuen Elements. Auf Deutsch bedeutet Wolf Wolf und Ram bedeutet auf Altdeutsch Widder. Diese. Der Ausdruck „Zinn frisst Zinn wie ein Wolf ein Lamm“ wurde zum Namen des Metalls.

Das bekannte Chemical Abstract Journal der USA oder Referenzpublikationen zu allen chemischen Elementen von Mellor (England) und Pascal (Frankreich) enthalten nicht einmal eine Erwähnung eines solchen Elements wie Wolfram. Das chemische Element Nummer 74 heißt Wolfram. Das Symbol W, das für Wolfram steht, hat sich erst in den letzten Jahren stark verbreitet. In Frankreich und Italien wurde das Element bis vor kurzem mit den Buchstaben Tu bezeichnet, d.h. die ersten Buchstaben des Wortes Wolfram.

Der Grund für diese Verwirrung liegt in der Geschichte der Entdeckung des Elements. Im Jahr 1783 berichteten die spanischen Chemiker, die Gebrüder Eluard, dass sie ein neues chemisches Element entdeckt hatten. Bei der Zersetzung des sächsischen Minerals „Wolfram“ mit Salpetersäure gelang es ihnen, „saure Erde“ zu gewinnen, d. h. ein gelber Niederschlag eines Oxids eines unbekannten Metalls; der Niederschlag erwies sich als in Ammoniak löslich. Im Ausgangsmaterial war dieses Oxid zusammen mit Mangan- und Eisenoxiden vorhanden. Die Eluard-Brüder nannten dieses Element Wolfram und das Mineral, aus dem das Metall gewonnen wurde, Wolframit.

Aber die Eluard-Brüder können nicht zu 100 % als Entdecker des Wolframs bezeichnet werden. Natürlich waren sie die ersten, die ihre Entdeckung in gedruckter Form veröffentlichten, aber ... 1781, zwei Jahre vor der Entdeckung der Brüder, fand der berühmte schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele genau dieselbe „gelbe Erde“, als er ein anderes Mineral mit Salpeter behandelte Säure. Der Wissenschaftler nannte es einfach „Wolfram“ (übersetzt aus dem Schwedischen tung – schwer, sten – Stein, also „schwerer Stein“). Karl Wilhelm Scheele stellte fest, dass sich „gelbe Erde“ in der Farbe und in anderen Eigenschaften von ähnlicher Molybdänerde unterscheidet. Der Wissenschaftler erfuhr auch, dass es im Mineral selbst mit Kalziumoxid gebunden war. Zu Ehren Scheeles wurde der Name des Minerals „Wolfram“ in „Scheelit“ geändert. Interessant ist, dass einer der Eluard-Brüder ein Schüler von Scheele war; 1781 arbeitete er im Labor des Lehrers. Weder Scheele noch die Eluard-Brüder teilten die Entdeckung. Scheele erhob einfach keinen Anspruch auf diese Entdeckung, und die Eluard-Brüder bestanden nicht auf der Priorität ihres Vorrangs.

Viele Menschen haben von den sogenannten „Wolframbronzen“ gehört. Das sind optisch sehr schöne Metalle. Blaue Wolframbronze hat die folgende Zusammensetzung Na2O · WO2 · und goldene – 4WO3Na2O · WO2 · WO3; Violett und Purpurrot nehmen eine Zwischenstellung ein, bei ihnen beträgt das Verhältnis von WO3 zu WO2 weniger als vier und mehr als eins. Wie die Formeln zeigen, enthalten diese Stoffe weder Zinn noch Kupfer noch Zink. Dies sind keine Bronzen und überhaupt keine Legierungen, weil... Sie enthalten nicht einmal Metallverbindungen und Natrium und Wolfram werden hier oxidiert. Solche „Bronzen“ ähneln nicht nur im Aussehen echter Bronze, sondern auch in ihren Eigenschaften: Härte, Beständigkeit gegenüber chemischen Reagenzien und hohe elektrische Leitfähigkeit.

In der Antike gehörte die Pfirsichfarbe zu den seltensten, man sagte, dass 8.000 Experimente durchgeführt werden mussten, um sie zu erhalten. Im 17. Jahrhundert war das teuerste Porzellan des chinesischen Kaisers pfirsichfarben bemalt. Doch nachdem das Geheimnis dieser Farbe gelüftet wurde, stellte sich unerwartet heraus, dass ihre Basis Wolframoxid war.

In der Natur sein

Wolfram kommt in der Natur kaum vor, der Metallgehalt in der Erdkruste beträgt 1,3·10 -4 Masse-%. Wolfram kommt hauptsächlich in komplexen oxidierten Verbindungen vor, die aus Wolframtrioxid WO3 sowie Oxiden von Eisen und Kalzium oder Mangan, manchmal Kupfer, Blei, Thorium und verschiedenen Seltenerdelementen gebildet werden. Das am häufigsten vorkommende Mineral Wolframit ist eine feste Lösung von Wolframaten, d. h. Salze von Wolframsäure, Mangan und Eisen (nMnWO 4 mFeWO 4). Die Lösung erscheint als harte und schwere Kristalle von schwarzer oder brauner Farbe, je nachdem, wie viele verschiedene Verbindungen in der Lösung vorherrschen. Bei mehr Manganverbindungen (Hübnerit) sind die Kristalle schwarz, bei überwiegenden Eisenverbindungen (Ferberit) ist die Lösung braun. Wolframit ist ein ausgezeichneter Stromleiter und paramagnetisch.

Wie andere Wolframmineralien ist Scheelit von industrieller Bedeutung, d. h. Calciumwolframat (Formel CaWO 4). Das Mineral bildet glänzende Kristalle von hellgelber und manchmal fast weißer Farbe. Scheelit ist überhaupt nicht magnetisch, hat aber eine weitere Eigenschaft – die Fähigkeit zu lumineszieren. Nach ultravioletter Beleuchtung im Dunkeln fluoresziert es mit einer leuchtend blauen Farbe. Das Vorhandensein von Molybdänverunreinigungen verändert die Farbe des Glühens; sie wechselt zu blassem Blau, manchmal zu Creme. Dank dieser Eigenschaft lassen sich geologische Vorkommen des Minerals leicht erkennen.

Typischerweise sind Wolframerzvorkommen mit dem Granitgebiet verbunden. Große Scheelit- oder Wolframitkristalle sind sehr selten. Normalerweise werden Mineralien einfach in Granitfelsen eingebettet. Es ist ziemlich schwierig, Wolfram aus Granit zu gewinnen, weil... seine Konzentration beträgt normalerweise nicht mehr als 2 %. Insgesamt sind nicht mehr als 20 Wolframmineralien bekannt. Unter ihnen können wir Stolzit und Rasoit unterscheiden, zwei verschiedene kristalline Modifikationen von Bleiwolframat PbWO 4. Die übrigen Mineralien sind Zersetzungsprodukte oder Sekundärformen gewöhnlicher Mineralien, zum Beispiel Scheelit und Wolframit (Hydrowolframit, ein hydratisiertes Wolframoxid, das aus Wolframit gebildet wird; Wolframocker), Rousselit, ein Mineral, das Wolfram- und Wismutoxide enthält. Das einzige nichtoxidische Wolframmineral ist Wolframit (WS 2), und seine Hauptreserven befinden sich in den Vereinigten Staaten. Typischerweise liegt der Wolframgehalt im Bereich von 0,3 % bis 1,0 % WO 3 .

Alle Wolframvorkommen sind hydrothermalen oder magmatischen Ursprungs. Scheelit und Wolframit kommen häufig in Form von Adern an Stellen vor, an denen Magma in Risse in der Erdkruste eingedrungen ist. Der Großteil der Wolframvorkommen konzentriert sich auf Gebiete junger Gebirgszüge – die Alpen, den Himalaya und den Pazifikgürtel. Die größten Wolframit- und Scheelitvorkommen befinden sich in China, Burma, den USA, Russland (Ural, Transbaikalien und Kaukasus), Portugal und Bolivien. Die jährliche Produktion von Wolframerzen beträgt weltweit etwa 5,95.104 Tonnen Metall, wovon 49,5.104 Tonnen (oder 83 %) in China abgebaut werden. In Russland werden etwa 3.400 Tonnen pro Jahr abgebaut, in Kanada sind es 3.000 Tonnen pro Jahr.

China spielt eine weltweit führende Rolle bei der Entwicklung von Wolframrohstoffen (die Jianshi-Lagerstätte macht 60 Prozent der chinesischen Produktion aus, Hunan – 20 Prozent, Yunnan – 8 Prozent, Guandong – 6 Prozent, Innere Mongolei und Guanzhi – jeweils 2 %). , Da sind andere). In Russland befinden sich die größten Wolframerzvorkommen in zwei Regionen: im Nordkaukasus (Tyrnyauz, Kabardino-Balkarien) und im Fernen Osten. Die Anlage in Naltschik verarbeitet Wolframerz zu Ammoniumparawolframat und Wolframoxid.

Der größte Wolframverbraucher ist Westeuropa (30 %). USA und China – jeweils 25 %, 12–13 % – Japan. In der GUS werden jährlich etwa 3000 Tonnen Metall verbraucht.

Anwendung

Insgesamt produziert die Welt jährlich etwa 30.000 Tonnen Wolfram. Wolframstahl und andere Legierungen, die Wolfram und seine Karbide enthalten, werden bei der Herstellung von Panzerpanzerungen, Granaten und Torpedos, den wichtigsten Teilen von Flugzeugen und Verbrennungsmotoren, verwendet.

Die besten Werkzeugstähle enthalten sicherlich Wolfram. Die Metallurgie im Allgemeinen absorbiert etwa 95 % des gesamten produzierten Wolframs. Typisch für die Metallurgie ist, dass nicht nur reines Wolfram verwendet wird, sondern hauptsächlich billigeres Wolfram – Ferrotungsten, d. h. eine Legierung, die etwa 80 % Wolfram und etwa 20 % Eisen enthält. Es wird in Elektrolichtbogenöfen hergestellt.

Wolframlegierungen haben eine Reihe bemerkenswerter Eigenschaften. Eine Legierung aus Wolfram, Kupfer und Nickel, die auch als „schweres“ Metall bezeichnet wird, ist ein Rohstoff für die Herstellung von Behältern zur Lagerung radioaktiver Stoffe. Die Schutzwirkung einer solchen Legierung ist um 40 % größer als die von Blei. Diese Legierung wird auch in der Strahlentherapie eingesetzt, da die relativ geringe Dicke des Schirms einen ausreichenden Schutz bietet.

Eine Legierung aus Wolframcarbid und 16 Prozent Kobalt hat eine solche Härte, dass sie Diamant beim Bohren von Bohrlöchern teilweise ersetzt. Wolfram-Pseudolegierungen mit Silber und Kupfer sind ein hervorragendes Material für Schalter und Schalter unter Bedingungen hoher elektrischer Spannung. Solche Produkte halten sechsmal länger als herkömmliche Kupferkontakte.

Die Verwendung von reinem Wolfram oder wolframhaltigen Legierungen basiert im Wesentlichen auf deren Härte, Feuerfestigkeit und chemischer Beständigkeit. Wolfram in seiner reinen Form wird häufig bei der Herstellung von Glühfäden für elektrische Glühlampen sowie Kathodenstrahlröhren verwendet, bei der Herstellung von Tiegeln zum Verdampfen von Metallen, in Kontakten von Automobil-Zündverteilern und in Zielen für Röntgenröhren; werden als Wicklungen und Heizelemente von Elektroöfen sowie als Strukturmaterial für Raumfahrt- und Flugzeuge verwendet, die bei hohen Temperaturen betrieben werden.

Wolfram ist Teil der Legierungen von Schnellarbeitsstählen (Wolframgehalt 17,5 - 18,5 %), Stelliten (hergestellt aus Kobalt mit Zusätzen von Cr, C, W), Hastalloy (Ni-basierte Edelstähle) sowie vielen anderen Legierungen . Wolfram wird als Basis bei der Herstellung von hitzebeständigen Legierungen und Werkzeuglegierungen verwendet, nämlich Ferrotungsten (W 68–86 %, Mo und Eisen bis zu 7 %), das leicht durch direkte Reduktion von Scheelit oder Wolframitkonzentrat gewonnen wird. Wolfram wird bei der Herstellung von Pobedit verwendet. Dabei handelt es sich um eine superharte Legierung mit 80–85 % Wolfram, 7–14 % Kobalt und 5–6 % Kohlenstoff. Pobedit ist im Metallverarbeitungsprozess sowie in der Öl- und Bergbauindustrie einfach unersetzlich.

Magnesium- und Calciumwolframat werden häufig in Leuchtstoffgeräten verwendet. Andere Wolframsalze werden in der Gerberei- und Chemieindustrie verwendet. Wolframdisulfid ist ein trockenes Hochtemperaturschmiermittel, das bei Temperaturen bis 500 °C stabil ist. Wolframbronzen sowie andere Wolframverbindungen werden bei der Herstellung von Farben verwendet. Viele Wolframverbindungen sind hervorragende Katalysatoren.

Bei der Herstellung elektrischer Lampen ist Wolfram unverzichtbar, da es nicht nur außergewöhnlich feuerfest, sondern auch recht duktil ist. 1 kg Wolfram dient als Rohstoff für die Herstellung von 3,5 km Draht. Diese. Aus 1 kg Wolfram können Glühfäden für 23.000 60-Watt-Lampen hergestellt werden. Allein dank dieser Eigenschaft verbraucht die Elektroindustrie weltweit etwa hundert Tonnen Wolfram pro Jahr.

Produktion

Der erste Schritt bei der Gewinnung von Wolfram ist die Erzanreicherung, d.h. Abtrennung wertvoller Bestandteile aus der Haupterzmasse, dem Ganggestein. Die verwendeten Aufbereitungsmethoden sind die gleichen wie bei anderen Schwermetallerzen: Mahlen und Flotation, gefolgt von magnetischer Trennung (Wolframiterze) und oxidativem Rösten. Das auf diese Weise gewonnene Konzentrat wird üblicherweise mit einem Überschuss an Soda verbrannt, wodurch Wolfram in einen löslichen Zustand gebracht wird, d. h. in Natriumwolframit.

Eine andere Methode zur Gewinnung dieses Stoffes ist die Auslaugung. Wolfram wird mit einer Sodalösung bei erhöhter Temperatur und unter Druck extrahiert, gefolgt von der Neutralisation und Ausfällung von Calciumwolframat, d. h. Scheelitis. Scheelit wird gewonnen, weil sich gereinigtes Wolframoxid recht einfach extrahieren lässt.

CaWO 4 → H 2 WO 4 oder (NH 4) 2 WO 4 → WO 3

Wolframoxid wird auch über Chloride gewonnen. Das Wolframkonzentrat wird bei erhöhten Temperaturen mit Chlorgas behandelt. Dabei entstehen Wolframchloride, die sich durch Sublimation leicht von anderen Chloriden trennen lassen. Das entstehende Chlorid kann zur Herstellung von Oxid verwendet werden oder es kann direkt Metall daraus extrahiert werden.

Im nächsten Schritt werden die Oxide und Chloride in Wolframmetall umgewandelt. Der beste Weg, Wolframoxid zu reduzieren, ist die Verwendung von Wasserstoff. Bei dieser Reduktion ist das Metall am reinsten. Die Reduktion des Oxids erfolgt in einem speziellen Rohrofen, in dem sich das „Boot“ aus WO 3 durch mehrere Temperaturzonen bewegt. Trockener Wasserstoff strömt dem „Boot“ entgegen. Die Reduktion des Oxids erfolgt in heißen (450-600°C) und kalten Zonen (750-1100°C). In kalten Zonen erfolgt die Reduktion zu WO 2 und dann zu Metall. Während die Zeit durch die heiße Zone vergeht, ändern die Wolframpulverkörner ihre Größe.

Die Reduktion kann nicht nur unter Zufuhr von Wasserstoff erfolgen. Kohle wird häufig verwendet. Durch das feste Reduktionsmittel wird die Herstellung vereinfacht, allerdings muss die Temperatur in diesem Fall 1300°C erreichen. Kohle selbst und die darin immer enthaltenen Verunreinigungen bilden durch Reaktion mit Wolfram Karbide anderer Verbindungen. Dadurch wird das Metall verunreinigt. In der Elektroindustrie wird jedoch nur hochwertiges Wolfram verwendet. Schon 0,1 % Eisenverunreinigung machen Wolfram für die Herstellung dünnster Drähte geeignet, denn es wird viel fragiler.

Die Trennung von Wolfram von Chloriden basiert auf der Pyrolyse. Wolfram und Chlor bilden einige Verbindungen. Überschüssiges Chlor ermöglicht die Umwandlung aller Stoffe in WCl6, das wiederum bei einer Temperatur von 1600 °C in Chlor und Wolfram zerfällt. Ist Wasserstoff vorhanden, beginnt der Prozess bei 1000°C.

Auf diese Weise wird Wolfram in Pulverform gewonnen, das dann bei hoher Temperatur im Wasserstoffstrom gepresst wird. In der ersten Pressstufe (Erhitzen auf ca. 1100–1300 °C) entsteht ein spröder, poröser Barren. Dann wird weiter gepresst und die Temperatur beginnt fast bis zum Schmelzpunkt von Wolfram anzusteigen. In einer solchen Umgebung beginnt das Metall fest zu werden und erlangt nach und nach seine Qualitäten und Eigenschaften.

Durchschnittlich 30 % des in der Industrie produzierten Wolframs ist Wolfram aus recycelten Materialien. Wolframschrott, Sägemehl, Späne und Pulver werden oxidiert und in Ammoniumparawolframat umgewandelt. Schneidstahlschrott wird in der Regel bei einem Betrieb entsorgt, der die gleichen Stähle herstellt. Abfälle von Elektroden, Glühlampen und chemischen Reagenzien werden fast nie recycelt.

In der Russischen Föderation werden Wolframprodukte hergestellt in: Skopino Hydrometallurgical Plant „Metallurg“, Wladikawkas Werk „Pobedit“, Nalchik Hydrometallurgical Plant, Kirovgrad Hard Alloy Plant, Elektrostal, Chelyabinsk Electrometallurgical Plant.

Physikalische Eigenschaften

Wolfram ist ein hellgraues Metall. Es hat den höchsten Schmelzpunkt aller bekannten Elemente außer Kohlenstoff. Der Wert dieses Indikators liegt zwischen etwa 3387 und 3422 Grad Celsius. Wolfram weist hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen auf; von allen Metallen weist Wolfram den niedrigsten Wert eines solchen Indikators wie des Ausdehnungskoeffizienten auf.

Wolfram ist eines der schwersten Metalle, seine Dichte beträgt 19250 kg/m3. Das Metall hat ein kubisch raumzentriertes Gitter mit dem Parameter a = 0,31589 nm. Bei einer Temperatur von 0 Grad Celsius beträgt die elektrische Leitfähigkeit von Wolfram nur 28 % des Wertes des gleichen Indikators für Silber (Silber leitet den Strom besser als jedes andere Metall). Reines Wolfram lässt sich sehr leicht verarbeiten, kommt jedoch selten in reiner Form vor; häufiger weist es Verunreinigungen aus Kohlenstoff und Sauerstoff auf, wodurch es seine bekannte Härte erhält. Der elektrische Widerstand des Metalls beträgt bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius 5,5 * 10 -4, bei einer Temperatur von 2700 Grad Celsius - 90,4 * 10 -4.

Wolfram unterscheidet sich von allen anderen Metallen durch seine besondere Feuerfestigkeit, Schwere und Härte. Die Dichte dieses Metalls ist fast doppelt so hoch wie die des gleichen Bleis, genauer gesagt 1,7-mal. Die Atommasse des Elements ist dagegen geringer und beträgt 184 gegenüber 207.

Wolfram hat ungewöhnlich hohe Zug- und Druckmodulwerte, eine enorme Temperaturkriechbeständigkeit und das Metall verfügt über eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit. Wolfram hat einen relativ hohen Elektronenemissionskoeffizienten, der durch Legieren des Elements mit Oxiden einiger anderer Metalle deutlich verbessert werden kann.

Die Farbe des resultierenden Wolframs hängt weitgehend von der Art seiner Herstellung ab. Geschmolzenes Wolfram ist ein glänzendes, graues Metall, das Platin sehr ähnlich sieht. Wolframpulver kann grau, dunkelgrau und sogar schwarz sein: Je kleiner die Körnung des Pulvers, desto dunkler wird es.

Wolfram ist sehr beständig: Bei Raumtemperatur verändert es sich an der Luft nicht; Wenn die Temperatur Rotglut erreicht, beginnt das Metall langsam zu oxidieren und setzt Wolframsäureanhydrid frei. Wolfram ist in Schwefelsäure, Flusssäure und Salzsäure nahezu unlöslich. In Königswasser und Salpetersäure wird das Metall von der Oberfläche her oxidiert. In einer Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure löst sich Wolfram auf und bildet dabei Wolframsäure. Von allen Wolframverbindungen sind die größten praktischen Vorteile: Wolframanhydrid oder Wolframtrioxid, Peroxide mit der allgemeinen Formel ME2WOX, Wolframate, Verbindungen mit Kohlenstoff, Schwefel und Halogenen.

Wolfram, das in der Natur vorkommt, besteht aus 5 stabilen Isotopen mit den Massenzahlen 186,184, 183, 182, 181. Das häufigste Isotop ist mit der Massenzahl 184, sein Anteil beträgt 30,64 %. Von der relativen Vielfalt künstlicher radioaktiver Isotope des Elements Nummer 74 sind nur drei von praktischer Bedeutung: Wolfram-181 (seine Halbwertszeit beträgt 145 Tage), Wolfram-185 (seine Halbwertszeit beträgt 74,5 Tage), Wolfram-187 ( seine Halbwertszeit beträgt 23,85 Stunden. Alle diese Isotope entstehen in Kernreaktoren beim Beschuss von Wolframisotopen mit Neutronen aus einer natürlichen Mischung.

Die Wertigkeit von Wolfram ist variabel – von 2 bis 6, am stabilsten ist sechswertiges Wolfram; drei- und zweiwertige Verbindungen des chemischen Elements sind instabil und haben keine praktische Bedeutung. Der Radius eines Wolframatoms beträgt 0,141 nm.

Der Wolfram-Clarke der Erdkruste beträgt nach Winogradow 0,00013 g/t. Sein durchschnittlicher Gesteinsgehalt, Gramm/Tonne: ultrabasisch – 0,00001, basisch – 0,00007, mittel – 0,00012, sauer – 0,00019.

Chemische Eigenschaften

Wolfram wird nicht angegriffen durch: Königswasser, Schwefel-, Salz-, Fluss- und Salpetersäure, eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid, Quecksilber, Quecksilberdampf, Ammoniak (bis 700° C), Luft und Sauerstoff (bis 400° C), Wasserstoff, Wasser, Chlorwasserstoff (bis 600° C), Kohlenmonoxid (bis 800° C), Stickstoff.

Schon nach kurzer Erhitzung beginnt sich trockenes Fluor mit fein gemahlenem Wolfram zu verbinden. Dadurch entsteht Hexafluorid (Formel WF 6) – ein sehr interessanter Stoff mit einem Schmelzpunkt von 2,5 °C und einem Siedepunkt von 19,5 °C. Nach Reaktion mit Chlor entsteht eine ähnliche Verbindung, jedoch die Die Reaktion ist erst bei einer Temperatur von 600 °C möglich. WC16, stahlblaue Kristalle, beginnt bei einer Temperatur von 275 °C zu schmelzen und bei 347 °C zu sieden. Wolfram bildet mit Jod und Brom schwach stabile Verbindungen: Tetra- und Diiodid, Penta- und Dibromid.

Bei hohen Temperaturen kann sich Wolfram mit Selen, Schwefel, Stickstoff, Bor, Tellur, Silizium und Kohlenstoff verbinden. Einige dieser Verbindungen zeichnen sich durch eine erstaunliche Härte sowie andere hervorragende Eigenschaften aus.

Von besonderem Interesse ist Carbonyl (Formel W(CO) 6). Wolfram verbindet sich hier mit Kohlenmonoxid und hat daher eine Wertigkeit von Null. Wolframcarbonyl wird unter besonderen Bedingungen hergestellt, weil er ist extrem instabil. Bei einer Temperatur von 0°C wird es aus einer speziellen Lösung in Form farbloser Kristalle freigesetzt; bei Erreichen von 50°C sublimiert Carbonyl; bei 100°C zersetzt es sich vollständig. Aber gerade dank dieser Verbindung können dichte und harte Wolframbeschichtungen (aus reinem Wolfram) erhalten werden. Viele Wolframverbindungen sind, wie auch Wolfram selbst, sehr aktiv. Beispielsweise hat Wolframoxid Wolframoxid WO 3 die Fähigkeit zur Polymerisation. Dabei entstehen sogenannte Heteropolyverbindungen (ihre Moleküle können mehr als 50 Atome enthalten) und Isopolyverbindungen.

Wolframoxid (VI)WO 3 ist eine kristalline Substanz mit hellgelber Farbe, die beim Erhitzen orange wird. Das Oxid hat einen Schmelzpunkt von 1473 °C und einen Siedepunkt von 1800 °C. Die entsprechende Wolframsäure ist nicht stabil; in einer Wasserlösung fällt das Dihydrat aus und verliert bei Temperaturen von 70 bis 100 °C ein Wassermolekül und bei Temperaturen von 180 bis 350 °C das zweite Molekül.

Wolframsäureanionen neigen zur Bildung von Polyverbindungen. Durch die Reaktion mit konzentrierten Säuren entstehen gemischte Anhydride:

12WO3 + H3PO4 = H3.

Durch die Reaktion von Wolframoxid und Natriummetall entsteht nichtstöchiometrisches Natriumwolframat, das „Wolframbronze“ genannt wird:

WO 3 + xNa = Na x WO 3.

Bei der Reduktion von Wolframoxid mit Wasserstoff werden bei der Trennung hydratisierte Oxide mit gemischter Oxidationsstufe erhalten, die als „Wolframblau“ bezeichnet werden:

WO3–n(OH)n, n = 0,5–0,1.

WO 3 + Zn + HCl = („blau“), W 2 O 5 (OH) (braun)

Wolfram(VI)-oxid ist ein Zwischenprodukt im Produktionsprozess von Wolfram und seinen Verbindungen. Es ist Bestandteil ausgewählter Keramikpigmente und industriell wichtiger Hydrierungskatalysatoren.

WCl 6 – Höheres Wolframchlorid, das durch die Wechselwirkung von metallischem Wolfram oder Wolframoxid mit Chlor, Fluor oder Tetrachlorkohlenstoff entsteht. Nach der Reduktion von Wolframchlorid mit Aluminium entsteht neben Kohlenmonoxid Wolframcarbonyl:

WCl 6 + 2Al + 6CO = + 2AlCl 3 (in Ether)

MINISTERIUM FÜR BILDUNG UND WISSENSCHAFT DER RUSSISCHEN FÖDERATION

SEVERSKY TECHNOLOGICAL INSTITUTE – Zweigstelle

Landesautonome Bildungseinrichtung

höhere Berufsausbildung

„National Research Nuclear University „MEPhI“

Abteilung für HiTMSE

WOLFRAM

Zusammenfassung zum Thema Disziplin

„Ausgewählte Kapitel zur Chemie der Elemente“

Studentengr. D-143

Androsov V. O.

„____“___________ 2014

Geprüft

Außerordentlicher Professor der Abteilung für ChiTMSE

Bezrukova S.A.

„____“_________ 2014

Sewersk 2014

Einführung

Ursprung des Namens

Quittung

Physikalische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

1. Anwendung

   1. Wolframmetall

      Wolframverbindungen

   2. Isotope

Biologische Rolle

Abschluss

Referenzliste

Einführung

Wolfram ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 74 im Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev und wird mit dem Symbol W (lat. Wolframium) bezeichnet. Unter normalen Bedingungen ist es ein hartes, glänzendes silbergraues Übergangsmetall.

Wolfram ist das feuerfesteste Metall. Nur das nichtmetallische Element Kohlenstoff hat einen höheren Schmelzpunkt. Unter normalen Bedingungen ist es chemisch beständig.

Ursprung des Namens

Der Name Wolframium wurde auf das Element vom bereits im 16. Jahrhundert bekannten Mineral Wolframit übertragen. „Wolfsschaum“ genannt – auf Lateinisch „Spuma lupi“ oder auf Deutsch „Wolf Rahm“. Der Name ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Wolfram zusammen mit Zinnerzen das Schmelzen von Zinn störte und es in Schlackenschaum verwandelte („frisst Zinn wie ein Wolf ein Schaf“).

Derzeit wird in den USA, Großbritannien und Frankreich für Wolfram die Bezeichnung „Wolfram“ (schwedisch: Tungsten – „schwerer Stein“) verwendet.

Im Jahr 1781 erhielt der berühmte schwedische Chemiker Scheele durch die Behandlung des Minerals Scheelit mit Salpetersäure einen gelben „schweren Stein“ (Wolframtrioxid). Im Jahr 1783 berichteten die spanischen Chemiker Gebrüder Eluard, dass sie aus dem sächsischen Mineral Wolframit sowohl das ammoniaklösliche gelbe Oxid eines neuen Metalls als auch das Metall selbst gewinnen konnten. Darüber hinaus war einer der Brüder, Fausto, 1781 in Schweden und kommunizierte mit Scheele. Scheele erhob keinen Anspruch auf die Entdeckung von Wolfram, und die Gebrüder Eluard bestanden nicht auf ihrer Priorität.

Quittung

Die Rohstoffe für die Herstellung von Wolfram sind Wolframit- und Scheelitkonzentrate (50-60 % WO 3).

Ferrotungsten (eine Eisenlegierung mit 65–80 % Wolfram), das in der Stahlproduktion verwendet wird, wird direkt aus den Konzentraten erschmolzen; Um Wolfram, seine Legierungen und Verbindungen zu gewinnen, wird Wolframanhydrid aus dem Konzentrat isoliert.

In der Industrie werden verschiedene Methoden zur Gewinnung von WO 3 eingesetzt:

1. Scheelit-Konzentrate werden in Autoklaven mit einer Sodalösung bei 180–200 °C (eine technische Lösung von Natriumwolframat wird erhalten) oder Salzsäure (eine technische Wolframsäure wird erhalten) zersetzt:

1. CaWO 4 (tv) + Na 2 CO 3 (l) = Na 2 WO 4 (l) + CaCO 3 (tv)

2. CaWO 4 (fest) + 2 HCl (flüssig) = H 2 WO 4 (fest) + CaCl 2 (Lösung).

Wolframitkonzentrate werden entweder durch Sintern mit Soda bei 800–900 °C und anschließendes Auslaugen von Na 2 WO 4 mit Wasser oder durch Erhitzen mit Natriumhydroxidlösung zersetzt. Bei der Zersetzung durch alkalische Mittel (Soda oder Natronlauge) entsteht eine mit Verunreinigungen verunreinigte Na 2 WO 4 -Lösung. Nach ihrer Abtrennung wird H 2 WO 4 aus der Lösung abgetrennt. Um gröbere, leicht filtrierbare und waschbare Sedimente zu erhalten, wird CaWO 4 zunächst aus einer Lösung von Na 2 WO 4 ausgefällt und anschließend mit Salzsäure zersetzt. Getrocknetes H 2 WO 4 enthält 0,2 – 0,3 % Verunreinigungen.

Durch Kalzinieren von H 2 WO 4 bei 700-800°C wird WO 3 gewonnen und daraus Hartlegierungen gewonnen.

2. Um metallisches Wolfram herzustellen, wird H 2 WO 4 zusätzlich mit der Ammoniakmethode gereinigt – Auflösung in Ammoniak und Kristallisation von Ammoniumparawolframat 5(NH 4) 2 O 12WO 3 nH 2 O. Die Kalzinierung dieses Salzes ergibt reines WO 3.

3. Wolframpulver wird durch Reduktion von WO 3 mit Wasserstoff (und bei der Herstellung von Hartlegierungen auch mit Kohlenstoff) in elektrischen Rohröfen bei 700–850 °C gewonnen. Kompaktmetall wird aus Pulver im Metallkeramikverfahren hergestellt, d. h. durch Pressen in Stahlformen unter einem Druck von 3000–5000 (kg*s/cm2) und Wärmebehandlung der gepressten Rohlinge – Stangen. Die letzte Stufe der Wärmebehandlung – das Erhitzen auf etwa 3000 °C – wird in speziellen Apparaten durchgeführt, indem in einer Wasserstoffatmosphäre direkt elektrischer Strom durch einen Stab geleitet wird. Das Ergebnis ist Wolfram, das sich durch Druck (Schmieden, Ziehen, Walzen usw.) bei Erwärmung leicht verarbeiten lässt.

Physikalische Eigenschaften

Wolfram ist ein glänzendes hellgraues Metall mit den höchsten nachgewiesenen Schmelz- und Siedepunkten (man geht davon aus, dass Seaborgium noch feuerfester ist, aber das lässt sich bisher nicht eindeutig sagen – die Lebensdauer von Seaborgium ist sehr kurz). Schmelzpunkt - 3695 K (3422 °C), siedet bei 5828 K (5555 °C). Die Dichte von reinem Wolfram beträgt 19,25 g/cm³. Hat paramagnetische Eigenschaften. Brinellhärte 488 kg/mm², elektrischer Widerstand bei 20 °C - 55·10−9 Ohm·m, bei 2700 °C - 904·10−9 Ohm·m. Es lässt sich gut schmieden und zu einem dünnen Faden ziehen.

Chemische Eigenschaften

Es hat die Valenzen II, III und VI. Wolfram mit der Wertigkeit VI ist am stabilsten. II-, III-Valenzverbindungen von Wolfram sind instabil und haben keine praktische Bedeutung.

Unter normalen Bedingungen ist Wolfram chemisch beständig. Bei 400–500 °C oxidiert es an der Luft zu WO 3 . Wasserdampf oxidiert es oberhalb von 600°C intensiv zu WO 3 . Halogene, Schwefel, Kohlenstoff, Silizium, Bor interagieren bei hohen Temperaturen mit Wolfram (Fluor mit Wolframpulver - bei Raumtemperatur). Wolfram reagiert nicht mit Wasserstoff bis zum Schmelzpunkt; mit Stickstoff über 1500°C bildet sich Nitrid. Unter normalen Bedingungen ist Wolfram beständig gegen Salz-, Schwefel-, Salpeter- und Flusssäure sowie Königswasser; bei 100°C interagiert es schwach mit ihnen; löst sich schnell in einer Mischung aus Flusssäure und Salpetersäure auf.

In alkalischen Lösungen löst sich Wolfram beim Erhitzen leicht auf, und in geschmolzenen Alkalien löst es sich bei Luftzutritt oder in Gegenwart von Oxidationsmitteln schnell auf; in diesem Fall entstehen Wolframate.

Wolfram bildet vier Oxide:

am höchsten - WO 3 (Wolframanhydrid),

am niedrigsten - WO 2 und

zwei mittlere W 10 O 29 und W 4 O 11.

Wolframanhydrid ist ein zitronengelbes kristallines Pulver, das sich in Alkalilösungen unter Bildung von Wolframaten löst. Bei der Reduktion mit Wasserstoff entstehen nacheinander niedere Oxide und Wolfram.

Wolframsäureanhydrid entspricht Wolframsäure H 2 WO 4 – ein gelbes Pulver, praktisch unlöslich in Wasser und Säuren. Bei der Wechselwirkung mit Lösungen von Alkalien und Ammoniak entstehen Lösungen von Wolframaten. Bei 188 °C zersetzt sich H 2 WO 4 zu WO 3 und Wasser.

Wolfram bildet mit Chlor eine Reihe von Chloriden und Oxychloriden. Die wichtigsten davon: WCl 6 (Schmelze 275 °C, Siedepunkt 348 °C) und WO 2 Cl 2 (Schmelztemperatur 266 °C, sublimiert über 300 °C) werden durch die Einwirkung von Chlor auf Wolframanhydrid in Gegenwart erhalten von Kohle.

Wolfram bildet mit Schwefel zwei Sulfide WS 2 und WS 3.

Die Wolframcarbide WC (Schmelze 2900 °C) und W 2 C (Schmelze 2750 °C) sind harte, feuerfeste Verbindungen; werden durch die Wechselwirkung von Wolfram mit Kohlenstoff bei 1000-1500°C gewonnen