Wolframul, cunoscut și sub numele de tungsten, este un metal rar, greu și rezistent, care are multe aplicații și proprietăți interesante. Acesta este considerat a fi cel mai dur metal din lume, având, sub forma carburii, o duritate Mohs de 9 pe o scală de la 1 la 10, unde 10 este diamantul.
Wolframul are două nume diferite în funcție de limba și de țara în care este folosit. În majoritatea țărilor europene, se numește wolfram, după minereul din care a fost izolat pentru prima dată, wolframit. Numele wolframit vine de la cuvintele germane “wolf’s rahm” sau “wolf’s foam”, care se referă la faptul că acest minereu reducea randamentul staniului în timpul topirii și părea să devoreze staniul la fel cum un lup ar devora oile. Da, ştim, comparaţii nemţeşti.
În țările nordice și în cele vorbitoare de engleză sau franceză, se numește tungsten, după cuvintele suedeze “tung sten” sau “piatră grea”, care descriu greutatea mare a unui alt minereu de wolfram, scheelit. Numele oficial al elementului, aprobat de Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată, este tungsten, dar mulți oameni încă folosesc numele de wolfram. Simbolul său chimic în tabelul periodic al elementelor, W, vine de la numele de wolfram.[sursa]
Descoperirea și izolarea
Wolframul a fost identificat ca un element nou în anul 1781, când doi chimiști suedezi, Carl Wilhelm Scheele și Torbern Bergman, au obținut o substanță necunoscută, acidul tungstic, din scheelit.
În anul 1783, doi frați spanioli, Juan José și Fausto D’Elhuyar, au reușit să izoleze wolframul ca metal prin reducerea oxidului de wolfram cu carbon. Aceştia sunt considerați descoperitorii oficiali ai elementului, deși un alt chimist englez, Peter Woulfe, a examinat wolframitul în 1779 și a determinat că acesta conținea o substanță nouă.
Cel mai dur metal din lume: Tungsten
Duritatea unui metal se poate măsura prin diferite teste, cum ar fi testul Mohs, testul Vickers sau testul Brinell. Aceste teste se bazează pe capacitatea unui metal de a rezista la zgâriere, deformare sau penetrare de către un alt material.
Testul Mohs este cel mai simplu și mai cunoscut test de duritate, care se bazează pe o scală de la 1 la 10, unde 10 este diamantul, cel mai dur material natural. Wolframul are o duritate Mohs de aproximativ 7,5 (9 sub forma carburii de wolfram), ceea ce înseamnă că poate zgâria sticla, cuarțul și oțelul, dar nu și diamantul. Wolframul este mai dur decât majoritatea metalelor, cum ar fi fierul (4), cuprul (3), aurul (2,5) sau plumbul (1,5).
Testul Vickers este un test mai precis și mai sofisticat, care se bazează pe măsurarea dimensiunii unei amprente lăsate de un diamant piramidal pe suprafața unui metal. Wolframul are o duritate Vickers între 3430 și 4600 MPa, ceea ce înseamnă că este foarte greu de străpuns sau de îndoit. Wolframul este mai dur decât orice alt metal, inclusiv osmiul (3920-4000 MPa), iridiul (1760-2200 MPa), ruteniul (2160 MPa) sau cromul (1060 MPa).
Testul Brinell este un alt test comun, care se bazează pe măsurarea diametrului unei amprente lăsate de o bilă de oțel sau de wolfram pe suprafața unui metal. Wolframul are o duritate Brinell între 2000 și 4000 MPa, ceea ce înseamnă că este foarte rezistent la uzură și la frecare. Wolframul este mai dur decât cele mai multe metale, cum ar fi titanul (716-2770 MPa), molibdenul (1370-2500 MPa), nichelul (667-1600 MPa) sau aluminiul (160-550 MPa).
În concluzie, wolframul este cel mai dur metal din lume, dacă nu luăm în considerare diamantul, care este un material non-metalic.
Proprietățile și utilizările
Wolframul are unele dintre cele mai impresionante proprietăți fizice și chimice dintre toate metalele. Are cel mai înalt punct de topire (3.410 °C), cel mai mică presiune de vapori și cea mai mare rezistență la tracțiune la temperaturi ridicate.
Densitatea sa este comparabilă cu cea a aurului și a uraniului și este de 1,7 ori mai mare decât cea a plumbului. Wolframul este un metal gri-argintiu, care se oxidează în aer la temperaturi ridicate, formând un strat colorat. Wolframul pur poate fi tăiat, forjat, extrudat și torsionat, dar orice impurități îl fac fragil și greu de prelucrat. Wolframul este conductiv și rezistă la coroziune, deși este atacat ușor de acizi, dar nu de alcalii sau de oxigen. Wolframul este unul dintre cele cinci metale refractare, alături de niobiu, molibden, tantal și reniu.
Wolframul are multe aplicații în industrie, tehnologie și medicină. Este folosit pentru a face sigilii de sticlă/metal, deoarece are o dilatare termică similară cu cea a sticlei borosilicate. Este folosit și pentru a face filamente pentru becuri electrice și tuburi de televiziune, contacte electrice, ținte pentru raze X, elemente de încălzire, componente pentru evaporarea metalului și alte aplicații la temperaturi înalte.
Wolframul este, de asemenea, un component al multor aliaje, cum ar fi Hastelloy, Stellite, oțelul rapid și altele. Magneziul și calciul tungstate sunt folosite în iluminarea fluorescentă. Carbura de wolfram este importantă în industria minieră, metalurgică și petrolieră. Sulfura de wolfram este folosită ca un lubrifiant uscat la temperaturi ridicate. Bronzul de wolfram și alte compuși de wolfram sunt folosiți în vopsele.
Rolul biologic
Wolframul este cel mai greu element cu o funcționalitate biologică cunoscută. Este implicat în metabolismul unor bacterii și arhee (organisme unicelulare, anucleate și care nu au organite despărțite de membrane), care îl folosesc ca un cofactor pentru anumite enzime. Aceste enzime sunt implicate în reducerea acidului acetic, a acidului formic și a dioxidului de carbon. Wolframul este, de asemenea, prezent în unele plante, cum ar fi feriga, dar rolul său nu este clar. Wolframul nu este esențial pentru animale sau pentru oameni și poate fi toxic la doze mari.
Wolframul este un metal rar și valoros, care are multe aplicații industriale și tehnologice, dar nu este foarte scump. Prețul unui kilogram de tungsten poate varia în funcție de calitate, puritate, formă și sursă, variind între 100-350$/kg.
Wolframul este un metal fascinant, care are o istorie, o nomenclatură, o chimie și o fizică interesante. Este un element rar, dar valoros, care are multe aplicații și beneficii pentru societate.
Abonaţi-vă la newsletter folosind butonul de mai jos, pentru a primi - periodic şi gratuit - o notificare pe adresa de email atunci când publicăm articole interesante:
