Wolfram
Wolfram er et grunnstoff med atomnummer 74 og kjemisk symbol W.
| Wolfram | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Basisdata | |||
| Navn | Wolfram | ||
| Symbol | W | ||
| Atomnummer | 74 | ||
| Utseende | gråhvit glinsende | ||
| Plass i periodesystemet | |||
| Gruppe | 6 | ||
| Periode | 6 | ||
| Blokk | D | ||
| Kjemisk serie | transisjonsmetall | ||
| Atomegenskaper | |||
| Atomvekt | 183,84 u | ||
| Empirisk atomradius | 135 pm | ||
| Kalkulert atomradius | 193 pm | ||
| Kovalent atomradius | 146 pm | ||
| Elektronkonfigurasjon | [Xe] 4f14 5d4 6s2 | ||
| Elektroner per energinivå | 2, 8, 18, 32, 12, 2 | ||
| Oksidasjonstilstander | 6, 5, 4, 3, 2 | ||
| Krystallstruktur | kubisk romsentrert | ||
| Fysiske egenskaper | |||
| Stofftilstand | fast stoff | ||
| Smeltepunkt | 3 422 °C | ||
| Kokepunkt | 5 555 °C | ||
| Molart volum | 9,47 · 10-6 m³/mol | ||
| Tetthet | 19 250 kg/m³ | ||
| Hardhet | 7,5 (Mohs skala) | ||
| Fordampningsvarme | 824 kJ/mol | ||
| Smeltevarme | 35,4 kJ/mol | ||
| Damptrykk | 4,27 Pa ved 3 680 K | ||
| Lydfart | 4 260 m/s | ||
| Diverse | |||
| Elektronegativitet etter Pauling-skalaen | 2,36 | ||
| Spesifikk varmekapasitet | 130 J/(kg · K) | ||
| Elektrisk ledningsevne | 18,9 · 106 S/m | ||
| Termisk konduktivitet | 173 W/(m · K) | ||
Det gamle svenske navnet på scheelitt, tungsten, har gitt opphav til betegnelser på wolfram på en rekke språk: engelsk og tyrkisk tungsten, fransk tungstène, italiensk tungsteno, brasiliansk portugisisk tungstênio, europeisk portugisisk tungsténio, katalansk tungstè, irsk og skotsk-gælisk tungstan, walisisk twngsten, gassisk tongstena, hebraisk טוּנְגְּסְטֶן. På svensk brukes imidlertid navnet volfram.
Historie
redigerI 1779 gjettet Peter Woulfe at han hadde å gjøre med et nytt grunnstoff da han undersøkte mineralet wolframitt. I 1781, oppdaget Carl Wilhelm Scheele at en ny syre, wolframsyre, kan være laget av scheelitt (på den tiden kalt tungsten). Scheele og Torbern Bergman antydet at det kunne være mulig å få et nytt metall ved å redusere denne syren. I 1783 lyktes de spanske brødrene José og Fausto Elhuyar å isolere det nye stoffet. De er kreditert oppdagelsen av wolfram. Navnet kommer av tysk wolf schaum, senere wolf rahm som betyr «ulvefråde».
Under 2. verdenskrig spilte wolfram en stor rolle på grunn av sine mange anvendelsesmuligheter i rustningsindustrien. Nøytrale Portugal som hadde de største europeiske forekomstene av wolframitt-malm, ble satt under press fra begge sider i konflikten.
Egenskaper
redigerRent wolfram er et hardt stålgrått til tinn-hvitt transisjonsmetall som kan kuttes med skjærfil. Av grunnstoffene har wolfram det nest høyeste smeltepunktet (etter karbon), det laveste damptrykket og den høyeste strekkfastheten (4 200 N/mm²). Wolfram har videre den laveste termiske utvidelseskoeffisienten av alle rene metaller. I uren form er det sprøtt og vanskelig å bearbeide. Det er meget korrosjonsbestandig, og det angripes nesten ikke av syrer. I romtemperert luft dannes et passiviserende oksidsjikt, men wolfram oksiderer ved høyere temperaturer.
Isotoper
redigerNaturlig forekommende wolfram består av 5 isotoper, 3 stabile: 180W (0,13 %), 182W (26,3 %), 186W (28,6 %) og 2 ustabile: 183W (14,3 % og halveringstid 1,1 · 1017 år) og 184W (30,67 % og halveringstid 3 · 1017 år). De lange halveringstidene gjør at de 2 ustabile isotopene ofte betraktes som stabile. I tillegg finnes 30 kunstig fremstilte ustabile (og dermed radioaktive) isotoper hvorav de mest stabile er 181W – halveringstid 121,2 døgn, 185W – halveringstid 75,1 døgn, 188W – halveringstid 69,4 døgn, og 178W – halveringstid 21,6 døgn. De resterende isotopene har alle halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.
CAS-nummer: 7440-33-7
Forekomst
rediger
Wolfram forekommer ikke i ren form naturlig, men finnes i mineraler som wolframitt ((Mn, Fe)WO4), scheelitt (CaWO4), stolzitt (PbWO4) og tuneptitt (WO3 · H2O). Wolframinneholdet i jordskorpen er omkring 0,0001 vektprosent.
De største forekomstene finnes i Kina (med omkring 57 % av forekomstene), USA, Korea, Bolivia, Kasakhstan, Russland, Østerrike og Portugal. Verdens gjenværende reserver anslås til 2,9 millioner tonn rent wolfram.
I 2006 ble det produsert 73 300 tonn rent wolfram på verdensbasis. Den suverent største produsenten er Kina med over 80 % av verdensproduksjonen. Kommersiell fremstilling foregår ved kjemisk reduksjon av wolframoksid med hydrogen eller karbon.
De største wolfram-produserende land i 2006:
| Rang | Land | Produksjon ( i tonn ) |
|---|---|---|
| 1 | Kina | 62 000 |
| 2 | Russland | 4 500 |
| 3 | Canada | 2 500 |
| 4 | Østerrike | 1 350 |
| 5 | Portugal | 900 |
| 6 | Nord-Korea | 600 |
| 7 | Bolivia | 530 |
| 8 | andre land | 900 |
Anvendelse
redigerWolfram benyttes til glødetråd i lyspærer. Lyspæreprodusenten Osram har hentet sitt navn fra grunnstoffene osmium og wolfram.
Det brukes også i TIG-sveising (Tungsten Inert Gass) og som ballastvekt i høyteknologiske motorsporter som formel 1 og NASCAR.
I legeringer gir wolfram økt varmebestandighet og hardhet og blir derfor blant annet mye brukt i verktøystål.
I nyere tider har sintret wolfram blandet med plaststøv (engelsk "tungsten matrix") blitt benyttet i haglepatroner, da metallet har egenskaper som gjør det meget godt egnet til jakt kontra stål og andre alternativer. Det gir mindre rikosjettfare, samt at det er mykere og sliter ikke ut løp eller trangboringer like fort.