Tények a volfrámról
A volfrám a természetben található egyik legkeményebb dologként ismert. Szuper sűrű és szinte lehetetlen megolvasztani. A tiszta volfrám ezüstfehér fém, és finom porrá alakítva gyúlékony lehet, és spontán meggyulladhat. A természetes volfrám öt stabil izotópot és 21 egyéb instabil izotópot tartalmaz.
A volfrámot sokféleképpen használják, mert nagyon erős és tartós. Nagyon ellenáll a korróziónak, és minden elem közül a legmagasabb olvadásponttal és a legnagyobb szakítószilárdsággal rendelkezik. Erőssége azonban akkor jön létre, amikor vegyületekké alakítják. A tiszta volfrám nagyon lágy.
Csak a tények
Itt vannak a volfrám tulajdonságai a Los Alamos Nemzeti Laboratórium szerint:
- Atomiaszám: 74
- Atomi jel: 74
- Atomi jel: W
- Atomsúly: 183,84
- Az olvadáspont: 6,192 F (3422 C)
- Fűtőpont: 10,030 F (5555 C)
Történelem
A volfrám első felhasználása több mint 350 évvel ezelőtt történt. A kínai porcelánkészítők egy olyan volfrámpigmentet használtak, amely a Royal Society of Chemistry szerint egyedülálló barackszínű volt.
Sokkal később, 1779-ben Peter Woulfe megvizsgált egy Svédországból származó ásványt, és rájött, hogy az egy újfajta fémet tartalmaz, de a kutatás ennél tovább nem jutott. 1781-ben Wilhelm Scheele folytatta ennek az új fémnek a kutatását, és izolált egy savas fehér oxidot. Az elem felfedezését azonban egyiküknek sem tulajdonítják,
Juan és Fausto Elhuyarnak jutott ez a megtiszteltetés. A spanyolországi Vergara szemináriumában kutatták ezt a titokzatos fémet. 1783-ban izolálták a fémoxidot a wolframitból, majd a többiekkel ellentétben szénnel való hevítéssel volfrámfémmé redukálták.
Források
A legtöbb volfrámkészlet Kínában, Dél-Koreában, Bolíviában, Nagy-Britanniában, Oroszországban és Portugáliában, valamint Kaliforniában és Coloradóban található. Bár ezeken a sok helyen megtalálható, a világ készletének 80 százalékát Kína ellenőrzi – írja a BBC.
Az elem a természetben a scheelit, a wolframit, a huebnertie és a ferberit ásványokban fordul elő. Az ásványokból úgy nyerik ki, hogy a volfrám-oxidot hidrogénnel vagy szénnel redukálják.
Ahol egyszer már kinyerték, a volfrámot gyakran ötvözetekbe keverik. A legkeményebb ötvözeteket gyémánt felhasználásával alakítják ki. Egyes volfrámötvözeteknél csak a gyémánt keményebb.
Felhasználás
Az egyik leggyakoribb és legkeményebb volfrámvegyület a volfrámkarbid. Erőssége miatt vegyületekké alakítva a volfrámot fűrészlapok keményítésére és fúrófejek készítésére használják. A BBC szerint nagyjából 10 percig is eltarthat egyetlen fúrószár vágása volfrámból gyémántvágó rendszerrel. Egyes ékszerészek a volfrámkarbidot jegygyűrűk és egyéb gyűrűk készítéséhez is használják.
A másik különösen hasznos volfrámvegyület a volfrám-diszulfid. Ezt száraz kenőanyagként használják akár 932 Fahrenheit-fokos (500 Celsius-fokos) hőmérsékleten is, a Jefferson Lab szerint.
A volfrám néhány más felhasználási területe közé tartozik a fémpárologtatási munka, a festékek gyártása, üveg-fém tömítések készítése, valamint elektron- és televíziócsövek készítése.
A hadsereg a “kinetikus bombázásban” használt golyók és rakéták gyártásához használja a volfrámot. Ez a fajta támadás robbanóanyagok helyett egy szupersűrű anyagot használ a páncélzat áttörésére.
A hőállósága hasznos, amikor elektromos kemencék fűtőelemeiben, űrhajó alkalmazásokban, hegesztésben és más magas hőmérsékletű alkalmazásokban használják. Emiatt különböző típusú világítótestek készítésénél is alkalmazták. Minél forróbb tud lenni egy izzószál anélkül, hogy megolvadna, annál fényesebb az izzó. William D. Coolidge feltaláló 1908-ban felfedezte, hogy a volfrám ideális izzószál-anyag. Ma azonban a legtöbb izzó energiatakarékosabb anyagokat használ. Röntgenizzószálakban és különböző elektronikai cikkek elektromos érintkezőiben azonban még mindig használják.
Biológiailag egyes baktériumok a volfrámot arra használják, hogy a karbonsavakat aldehidekké redukálják.
Ki gondolta volna?
Ezt az elemet trükközésre használják. “A volfrámnak talán nincs meg az arany csillogása, de megvan a sűrűsége (0,36 százalékon belül), ami azt jelenti, hogy ha egy volfrámtéglát beborítunk egy aranybevonattal – és teszteljük, hogy a tégla annyit nyom-e, mint az arany -, akkor majdnem pontos lesz” – mondta Amanda Simson, a New Haven-i Egyetem vegyészmérnöki tanszékének adjunktusa a Live Science-nek. “Így találtak már volfrámot hamisított aranytéglákban.”
A volfrám egy svéd kifejezésből, a tung sten-ből származik, ami azt jelenti: “nehéz kő.”
A volfrám kémiai jele egy W, ami furcsának tűnhet, mivel a szóban nincs W betű. A W valójában az elem másik nevéből, a wolframból származik. A wolfram elnevezés az elemet felfedező ásványról, a wolframitról származik. A wolframit jelentése “az ón felfalója”, ami találó, mivel az ásvány zavarja az ón olvasztását.
További források
- Biológiai kémia: Clostridium formicoaceticumból származó volfrámtartalmú karbonsav reduktáz tisztítása és néhány tulajdonsága
- Proceedings of the National Academy of Science: Benzoyl-Coenzyme A Reductase Tungsten-Containing Class of Benzoyl-Coenzyme A Reductase
- Centers for Disease Control and Prevention: Tungsten Toxicity
Ezt a cikket 2020. február 3-án frissítettük a volfrám forráspontjának javítása érdekében.
Újabb hírek