|
|
|
|
|
Símbol: W |
Nombre atòmic: 74 |
|
|
Tungstè |
Wolframio |
Tungsten |
Tungstène |
Grup: 6 |
Període: 6 |
|
|
Família: Metalls
de transició |
Configuració electrònica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d4 |
|||||
|
Generalitats |
|||||
|
Descobridor/s: Fausto i Juan José Elhuyar |
Nacionalitat: Espanya |
Any: 1783 |
|||
|
Origen del nom: procedeix del suec “tung sten” que vol
dir pedra pesada i el nom de wolframi es deu a Peter Woulfe, que en 1779 va
suposar que el mineral conegut avui com wolframita havia de contenir un
element nou. |
Una mica
d’història: Fou
descobert en 1783 pels germans espanyols Fausto i Juan José
Elhuyar que conegueren reduir l’àcid, del que parlava Scheele
dos anys abans, amb carbó vegetal. Existeix bibliografia en la que
es cita al químic suec Carl Wilhelm Scheele com al seu descobridor en
1781. Scheele havia observat que podia ontenir-se un àcid a partir del
mineral conegut avui dia com scheelita, però no va poder reduir
l’element. Per aquest element estan admesos
els noms de volgrami, wolframi i tungsté. |
||||
|
Estat natural: No es troba mai lliure en la
natura, sinó en combinació amb altres metalls, principalment en
la scheelita (CaWO4) i wolframita ((Fe, Mn)WO4) que
són els seus minerals més importants. Aquests minerals es troben a Xina (amb el 75% de la
producció mundial), Estats Units, Corea del sud, Federació
Russa, Portugal, Àustria, Alemanya, Bolívia, Austràlia i
Espanya (Córdoba i Galícia). |
Estructura cristal·lina: Sistema cúbic centrat en el cos |
Tots els angles rectes a = b = c |
|||
|
Abundància a
l’ésser humà: - |
Abundància
a la Terra: Ocupa el lloc 57è en la classificació dels
elements més abundants en l’escorça terrestre. |
Abundància
al Sistema Solar: 0,5ppb (parts per bilió) en pes |
|||
|
Propietats |
||||||||
|
Físiques |
Massa
atòmica (u) |
Densitat
(kg/m3) |
Duresa
(escala de Mohs) |
Volum
atòmic (cm3/mol) |
||||
|
183,84 |
19300 |
7,5 |
9,53 |
|||||
|
Tèrmiques |
Estat
d’agregació a 298 K |
Punt de
fusió (K) |
Punt
d’ebullició (K) |
|
||||
|
sòlid |
3683 |
5933 |
|
|||||
|
Radis |
Radi
atòmic (Å) |
Radi
iònic (Å) |
Radi
covalent (Å) |
|
||||
|
1,39 |
0,68 (W+6) |
1,30 |
|
|||||
|
Ionització |
Afinitat
electrònica (KJ/mol) |
1a
energia ionització (KJ/mol) |
2a
energia ionització (KJ/mol) |
3a
energia ionització (KJ/mol) |
Estats
d’oxidació |
|||
|
78,6 |
770 |
1710 |
2330 |
-2, -1, +1, +2, +3,
+4, +5, +6 |
||||
|
Elèctriques |
Conductivitat
elèctrica (mOhm.cm)-1 |
Electròniques |
Electronegativitat
(Pauling) |
Polaritzabilitat
(Å3) |
|
|||
|
177 |
2,36 |
11,1 |
|
|||||
|
Termodinàmiques |
Calor
d’atomització (KJ/mol d’àtoms) |
Calor de
fusió (KJ/mol) |
Calor de
vaporització (KJ/mol) |
Calor
específica (J/kg K) |
Conductivitat
tèrmica (J/m s ºC) |
|||
|
849 |
35,2 |
824 |
133,76 |
173 |
||||
|
Altres |
Potencial
normal de reducció (v) |
Caràcter
metàl·lic |
Precaucions: La pols del metall presenta risc de foc i
explosió. Tos els compostos de tungstè s’haurien de considerar com altament tòxics. S’ha demostrat que el tungstè actua antagonitzant l’acció de l’element traça essencial molibdè. Efectes aguts sobre la salut: irritació de la pell i els ulls al contacte, la inhalació causarà irritació dels pulmons i de la membrana mucosa. S’han de seguir les normes
d’higiene industrial i usar sempre equip de protecció quan es
manegi aquest element.
|
|||||
|
-0,09 WO3/W (solució àcida) |
metall |
|||||||
|
Característiques: |
|
|||||||
|
En estat pur és de color
blanc platejat, però quan conté impureses és de color
gris acer. És un metall dur, mal·leable
i dúctil, amb el punt de fusió més alt i la
pressió de vapor més baixa de tots els elements i té una
gran resistència elèctrica. A temperatures sobre 1650ºC
té la força elàstica més alta. Té una resistència a
la corrosió excel·lent i és atacat molt poc per la
majoria dels àcids minerals. El tungstè natural és
una barreja de cinc isòtops estables, a més a més es
coneixen 21 isòtops inestables de l’element. Té un paper biològic
limitat; un cert nombre d’enzims (oxireductases) utilitzen
tungstè. |
||||||||
|
Isòtops |
||||||
|
Isòtop |
Protons |
Neutrons |
Símbol |
Vida mitjana |
Abundància(%) |
Altres |
|
Tungstè-178 |
74 |
104 |
178W |
21,6
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Tungstè-179 |
74 |
105 |
179W |
38
minuts |
0,00 |
Radioactiu |
|
Tungstè-180 |
74 |
106 |
180W |
Estable |
0,12 |
|
|
Tungstè-181 |
74 |
107 |
181W |
121,2
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Tungstè-182 |
74 |
108 |
182W |
Estable |
26,50 |
|
|
Tungstè-183 |
74 |
109 |
183W |
Estable |
14,31 |
|
|
Tungstè-184 |
74 |
110 |
184W |
Estable |
30,64 |
|
|
Tungstè-185 |
74 |
111 |
185W |
74,8
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Tungstè-186 |
74 |
112 |
186W |
Estable |
28,43 |
|
|
Tungstè-187 |
74 |
113 |
187W |
23,9
hores |
0,00 |
Radioactiu |
|
Tungstè-188 |
74 |
114 |
188W |
69,4
dies |
0,00 |
Radioactiu |
|
Reactivitat |
|
|
Descripció |
Des del punt de vista
químic, el tungstè és relativament inert. A temperatura ambient no reacciona
ni amb aire ni amb oxigen; a temperatures elevades es forma el triòxid
de tungstè, WO3: 2W (s) + 3O2
(g) à 2WO3 (s) És molt resistent a
l’atac dels àcids. És insoluble en aigua i alcohol,
lleugerament soluble en amoníac i àcid nítric i soluble
en hidròxid de potassi concentrat i calent. Reacciona amb una mescla
d’àcids nítric i fluorhídric. Les sals oxidants
foses com el nitrit de sodi, l’ataquen fàcilment. Reacciona directament amb fluor, F2,
a temperatura ambient per a formar fluorur de tungstè (VI), WF6,
les condicions són molt més suaus que les exigides pel crom
(dos llocs damunt del tungstè en la taula periòdica): W (s) +
3F2 (g) à WF6 (g) incolor El ungstè reacciona
directament amb clor, Cl2, a 250ºC o amb el brom, Br2,
per formar respectivament clorur de tungstè (VI), WCl6, i
bromur de tungstè (VI), WBr6. Sota condicions prudentment
controlades, el clorur de tungstè (V), WCl5, es forma en la
reacció entre el metall i el clor, Cl2:
W (s) + 3Cl2 (g) à WCl6 (s) de color blau fosc
W (s) + 3Br2 (l) à WBr6 (s) de color blau fosc 2W
(s) + 5Cl2 (g) à WCl5 (s) de color verd fosc El diòxid de carboni, el
monòxid de carboni i el sofre gasós reaccionen amb el
tungstè només a altes temperatures. El carboni, bor, silici i
nitrogen també formen compostos amb ell a temperatures elevades; amb
l’hidrogen no reacciona. Els compostos de tungstè
inclouen estats d’oxidació de +2 a +6; els estats
d’oxidació elevats són els més estables. La
química del tungstè s’assembla a les del crom i
molibdè, elements del mateix grup en la taula periòdica. La
química aquosa del tungstè és complicada per la
tendència que té a forma r ions complexos. |
|
Amb aire |
No reacciona; amb calor à WO3
2W (s) + 3O2 (g) à 2WO3 (s) |
|
Amb H2O |
No reacciona |
|
Amb HCL 6M |
No reacciona |
|
Obtenció |
Es fon el mineral amb carbonat de
sodi per a donar tungstenat de sodi, NaWO4. El tungstenat de sodi
soluble s’extreu amb aigua calenta i es tracta amb àcid
clorhídric per a donar àcid tungstànic, H2WO4,
que es renta i seca per a produir l’òxid, WO3, que es
redueix amb hidrogen a 1200ºC en un forn elèctric. La pols fina que en resulta es
calenta en motlles en atmosfera d’hidrogen i es premsa en barres que es
martellegen i enrotllen a altes temperatures per a comprimir-lo i fer-lo
dúctil. |
|
En estat pur s’utilitza en la fabricació de filaments per a làmpades elèctriques, resistències per a forns elèctrics amb atmosferes reductores o neutres, contactes elèctrics pels distribuïdors dels automòbils, anticàtodes per a tubs de raig-x i de televisió. Té usos importants en aliatges per a eines de tall a elevada velocitat (W2C), en la fabricació de bugies i en la preparació de vernissos (WO3) i mordents de tintoreria. Els tungstenats de calci i magnesi s’utilitzen en la fabricació de tubs fluorescents. El carbur de tungstè, estable a
temperatures de 500ºC, també s’usa com a lubrificant sec i
a reemplaçat al diamant en moltes aplicacions per a perforacions. |
|
|
Tos els compostos de tungstè s’haurien de considerar com altament tòxics. S’ha demostrat que el tungstè actua antagonitzant l’acció de l’element traça essencial molibdè. Efectes aguts sobre la salut:
irritació de la pell i els ulls al contacte, la inhalació
causarà irritació dels pulmons i de la membrana mucosa. |