Вольфрам оксиді бейорганикалық заттардың осы класындағы ең отқа төзімділерінің бірі болып саналады. Металға сипаттама беру үшін металдың өзінің қасиеттерін талдап көрейік.
Вольфрамның ерекшеліктері
Вольфрам оксидінің практикалық маңыздылығын түсіну үшін металдың өзінің электрлік кедергісі, сызықтық кеңею коэффициенті және жоғары балқу температурасы бар екенін ескереміз.
Таза вольфрам жоғары икемділікке ие. Металл 5000 oC температураға дейін қызған кезде ғана қышқылда ериді. Ол көміртегімен әрекеттеседі, реакция өнімі ретінде вольфрам карбиді түзеді. Алынған қосылыс өте берік.
Ең таралған вольфрам оксиді – вольфрам ангидриді. Химиялық қосылыстың басты артықшылығы – жанама өнім ретінде төменгі оксидтер түзе отырып, ұнтақты металға айналдыру мүмкіндігі.
Метал жоғары тығыздықпен, сынғыштықпен және төмен температурада вольфрам оксидін түзу қабілетімен сипатталады.
Вольфрам қорытпалары
Ғалымдар қорытпалардың бір фазалы түрлерін анықтайды, олардың ішіндебір немесе бірнеше элементтер бар. Вольфрамның молибденмен ең танымал қосылысы. Қорытпаны молибденмен легирлеу вольфрамның созылу беріктігін арттырады.
Бірфазалы қорытпалар қосылыстар: вольфрам – цирконий, вольфрам – гафний, вольфрам – ниобий. Рений вольфрамға максималды пластикалық береді. Оны қосу отқа төзімді металдың жұмысына әсер етпейді.
Металл алу
Отқа төзімді вольфрам қорытпаларын дәстүрлі жолмен алу мүмкін емес: балқу температурасына жеткенде металл бірден газ тәрізді түрге өтеді. Таза металды алудың негізгі нұсқасы электролиз болып табылады. Өнеркәсіптік көлемде вольфрам қорытпаларын алу үшін ұнтақты металлургия қолданылады. Ол үшін вакуумды пайдаланып арнайы технологиялық жағдайлар жасаңыз.
Табиғатта болу
Формула WO3 болатын вольфрам оксиді ең жоғары қосылыс деп аталады. Табиғатта таза күйінде кездеспейді, вольфрам кендерінің құрамына кіреді. Отқа төзімді металды алу және өңдеу процесі бірнеше кезеңді қамтиды.
Кен массасынан жоғары вольфрам оксиді бөлінген. Содан кейін қосылыс байытылады және өңдеуден кейін таза металл оқшауланады.
Жіңішке вольфрам сымын жасау барысында қоспаларды толығымен кетіру үшін абай болу керек. Әйтпесе, дайын өнімнің техникалық сипаттамалары айтарлықтай төмендейді.
Вольфрамды қолдану саласы
Вольфрам оксидін қалай қалпына келтіруге болады? Бұл қосылыспен әрекеттесетін сутегі таза металды алуға көмектеседі. Бұл жоғары температурада пайдалануға арналған жіптерді, рентген түтіктерін, жылытқыштарды және вакуумдық пеш экрандарын өндіруде өте қажет.
Вольфрам легирленген элемент болып табылатын болат жоғары беріктік қасиеттеріне ие. Мұндай қорытпадан жасалған бұйымдар медициналық аспаптарды жасауда, ұңғымаларды бұрғылауға арналған кесу табақтарында қолданылады. Қосылымның басты артықшылығы - механикалық деформацияға төзімділік.
Дайын өнімді пайдалану кезінде жарықтар мен чиптердің пайда болу ықтималдығы өте төмен. Құрамында вольфрам бар ең танымал болат маркасы жеңіске жетті.
Бұл сирек металдың сынықтары жоғары сапалы катализаторларды, бояулардың барлық түрлерін, арнайы пигменттерді және т.б. алу үшін пайдаланылады. Қазіргі атом өнеркәсібінде вольфрам тигельдері мен радиоактивті қалдықтарға арналған контейнерлер кеңінен қолданылады.
Доғалық дәнекерлеуде металдың отқа төзімділігі ерекше рөл атқарады. Вольфрам таза күйінде өте сирек кездесетін металл болғандықтан, оны алу үшін вольфрам кенін байыту және өңдеу процедурасы жүргізіледі. Таза түрінде ол тән металл жылтырлығы бар ашық сұр түсті. Стеллит деп аталатын стандартты вольфрам қорытпаларына кобальт пен хром да кіреді. Мұндай қосылыстардағы негізгі компонент кобальт болып табылады. Қорытпалармашина жасауда сұранысқа ие.
Вольфрам оксидтері
Формула WO3 болатын вольфрам оксидінің (6) ерекшеліктері қандай? Металл әртүрлі тотығу дәрежесін көрсете алады: максималды тұрақтылық металдың валенттілігі (4) және (6) нұсқаларына ие. WO2 түріндегі бірінші қосылыс қышқыл оксидтерге жатады және келесі сипаттамаларға ие: жоғары балқу температурасы және ерекше тығыздық. Бұл химиялық қосылыс суда дерлік ерімейді, бірақ қыздырған кезде ол қышқылдар мен сілтілерде еруі мүмкін. Химия өнеркәсібінде ол кейбір реакцияларда катализатор ретінде қолданылады. Мысалы, WO2 қосылысы керамикалық бұйымдар өндірісінде қолданылады.
Валенттілігі (6) бар вольфрам оксиді де өзіне тән қышқылдық қасиеттерді көрсетеді. Бұл қосылыс сілтілермен әрекеттеседі, бірақ суда ерімейді. Қосылыстың жоғары балқу температурасы бар екенін ескере отырып, ол тек химиялық процестерді жеделдеткіш ретінде қолданылады.
Қорытынды
Бейорганикалық химия курсында оксидтерді зерттеуге, олардың қасиеттерін талдауға және өндірісте қолдану ерекшеліктеріне ерекше көңіл бөлінеді. Мысалы, қорытынды емтиханда тоғызыншы сынып оқушыларына келесі мазмұндағы тапсырма ұсынылады: «Мыс, темір, вольфрам оксидтерінің формулаларын құрастыр, сонымен қатар олардың негізгі химиялық қасиеттерін анықта».
Тапсырманы сәтті шешу үшін оксидтердің ерекшеліктері туралы түсінік болуы керек. Тап мұндайекінші элементі оттегі болатын екілік қосылыстарды қарастырыңыз. Барлық оксидтер әдетте үш топқа жіктеледі: негіздік, қышқылдық, амфотерлік.
Темір мен мыс қосымша ішкі топтың элементтері болып табылады, сондықтан олар өзгермелі валенттіліктерді көрсете алады. Мыс үшін негізгі қасиеттерді көрсететін оксидтердің тек екі нұсқасын жазуға болады - Cu2O және CuO.
Темір химиялық элементтердің негізгі топшасында орналаспайды, сондықтан +2 және +3 тотығу дәрежелері орын алады. Бұл жағдайларда келесі түрдегі оксидтер түзіледі - FeO және Fe2O3.
Оттегі бар екілік қосылыстардағы вольфрам көбінесе (4) және (6) валенттіліктерін көрсетеді. Бұл металдың екі оксиді де қышқылдық қасиетке ие, сондықтан олар өнеркәсіпте химиялық процестерді жеделдеткіш ретінде пайдаланылады.
Вольфрам оксидтерінің барлығының негізгі мақсаты олардан химия және металлургия өнеркәсібінде сұранысқа ие таза металды бөліп алу болып табылады.
