Tietoa volframista
Volframi tunnetaan yhtenä kovimmista luonnossa esiintyvistä asioista. Se on erittäin tiheää ja lähes mahdotonta sulattaa. Puhdas volframi on hopeanvalkoinen metalli, ja hienoksi jauheeksi tehtynä se voi olla palavaa ja syttyä itsestään. Luonnollisessa volframissa on viisi vakaata isotooppia ja 21 muuta epävakaata isotooppia.
Volframia käytetään monin eri tavoin, koska se on erittäin vahva ja kestävä. Se kestää hyvin korroosiota, ja sillä on kaikista alkuaineista korkein sulamispiste ja korkein vetolujuus. Sen vahvuus tulee kuitenkin esiin, kun siitä tehdään yhdisteitä. Puhdas volframi on hyvin pehmeää.
Vain faktat
Tässä ovat volframin ominaisuudet Los Alamosin kansallisen laboratorion mukaan:
- Atominumero: 74
- Atomin symboli: W
- Atomipaino: 183,84
- Sulamispiste: 6 192 F (3 422 C)
- Kiehumispiste: 10 030 F (5 555 C)
Historia
Volframia käytettiin ensimmäisen kerran yli 350 vuotta sitten. Kiinalaiset posliininvalmistajat käyttivät volframipigmenttiä, joka oli Royal Society of Chemistryn mukaan ainutlaatuisen persikanvärinen.
Paljon myöhemmin, vuonna 1779, Peter Woulfe tutki Ruotsista peräisin olevaa mineraalia ja huomasi, että se sisälsi uudentyyppistä metallia, mutta pidemmälle tutkimus ei mennyt. Vuonna 1781 Wilhelm Scheele jatkoi tämän uuden metallin tutkimusta ja eristi happaman valkoisen oksidin. Kumpikaan näistä miehistä ei kuitenkaan ole saanut kunniaa alkuaineen löytämisestä.
Juan ja Fausto Elhuyar saavat tämän kunnian. Espanjassa Vergaran seminaarissa he tutkivat tätä salaperäistä metallia. Vuonna 1783 he eristivät metallioksidin wolframiitista ja pelkistivät sen sitten muista poiketen volframimetalliksi kuumentamalla sitä hiilen kanssa.
Lähteet
Lähteistä
Suurin osa volframivaroista löytyy Kiinasta, Etelä-Koreasta, Boliviasta, Isosta-Britanniasta, Venäjältä ja Portugalista sekä Kaliforniasta ja Coloradosta. Vaikka sitä löytyy näistä monista paikoista, 80 prosenttia maailman tarjonnasta on BBC:n mukaan Kiinan hallinnassa.
Alkuaine esiintyy luonnossa mineraaleissa scheeliitti, wolframiitti, huebnertie ja ferberiitti. Se kerätään mineraaleista pelkistämällä volframioksidia vedyn tai hiilen kanssa.
Kun se on hankittu, volframia sekoitetaan usein seoksiin. Kovimmat seokset muotoillaan timanttien avulla. Timantit ovat ainoita asioita, jotka ovat kovempia kuin jotkut volframiseokset.
Käyttökohteet
Yksi yleisimmistä ja kovimmista volframiyhdisteistä on volframikarbidi. Yhdisteiksi tehtynä lujuutensa vuoksi volframia käytetään sahanterien kovettamiseen ja poranterien valmistukseen. BBC:n mukaan voi kestää noin 10 minuuttia leikata vain yksi poranterä volframista timanttileikkurilla. Jotkut koruntekijät käyttävät volframikarbidia myös vihkisormusten ja muiden sormusten valmistukseen.
Toinen erityisen käyttökelpoinen volframiyhdiste on volframidisulfidi. Sitä käytetään kuivavoiteluaineena jopa 932 celsiusasteen (500 celsiusasteen) lämpötiloissa Jefferson Labin mukaan.
Joitakin muita volframin käyttökohteita ovat muun muassa metallin haihduttamistyöt, maalien valmistus, lasista metalliin -tiivisteiden valmistaminen sekä elektroni- ja televisioputkien luominen.
Sotilaskäytössä volframia käytetään luoteihin ja ohjuksiin, joita käytetään ”kineettisessä pommituksessa”. Tässä hyökkäystyypissä käytetään erittäin tiheää materiaalia panssarin murtamiseen räjähteiden sijasta.
Wolframin lämmönkestävyydestä on hyötyä, kun sitä käytetään sähköuunien lämmityselementeissä, avaruusalussovelluksissa, hitsauksessa ja muissa korkean lämpötilan sovelluksissa. Sitä käytettiin tästä syystä myös erilaisten valaisimien valmistuksessa. Mitä kuumemmaksi hehkulanka saadaan sulamatta, sitä kirkkaampi lamppu on. Vuonna 1908 keksijä William D. Coolidge havaitsi, että volframi oli ihanteellinen hehkulangan materiaali. Nykyään useimmissa hehkulampuissa käytetään kuitenkin energiatehokkaampia materiaaleja. Sitä käytetään kuitenkin edelleen röntgensäteiden hehkulangoissa ja erilaisen elektroniikan sähkökontakteissa.
Biologisesti jotkut bakteerit käyttävät volframia pelkistääkseen karboksyylihappoja aldehydeiksi.
Kuka olisi arvannut?
Tätä alkuaineita käytetään temppuiluun. ”Volframilla ei ehkä ole kullan kiiltoa, mutta sillä on sen tiheys (0,36 prosentin tarkkuudella), mikä tarkoittaa, että jos päällystät volframitiilen kultaisella pinnoitteella – ja testaat tiiliä, painaako se yhtä paljon kuin kulta – se on lähes oikein”, New Havenin yliopiston kemiantekniikan apulaisprofessori Amanda Simson kertoi Live Science -lehdelle. ”Näin ollen volframia on löydetty väärennetyistä kultatiilistä.”
Volframi tulee ruotsinkielisestä termistä tung sten, joka tarkoittaa ”raskasta kiveä.”
Volframin kemiallinen symboli on W, mikä voi tuntua oudolta, koska sanassa ei ole W:tä. W tulee itse asiassa alkuaineen toisesta nimestä, wolfram. Nimi wolfram tulee mineraalista, josta alkuaine löydettiin, wolframiitista. Wolframiitti tarkoittaa ”tinan syövyttäjää”, mikä on osuvaa, koska mineraali häiritsee tinan sulattamista.
Lisälähteitä
- Biologinen kemia: Clostridium formicoaceticumista peräisin olevan volframia sisältävän karboksyylihapporeduktaasin puhdistus ja joitakin ominaisuuksia
- Proceedings of the National Academy of Science: Identification and Characterization of the Tungsten-Containing Class of Benzoyl-Coenzyme A Reductase
- Centers for Disease Control and Prevention: Tungsten Toxicity
Tämä artikkeli päivitettiin 3.2.2020 korjaamaan volframin kiehumispiste.
Uudemmat uutiset