Taula

Generalitats

Propietats

Isòtops

Reactivitat

Obtenció, Usos i Toxicitat

 

Català

Español

English

Français

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.  

Usos

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.

Toxicitat

 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.