TÍNH CHẤT HÓA HỌC, ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG CỦA VONFRAM (W)

1. Lịch sử về nguyên tố Vonfram

– Năm 1783, José và Fausto Elhuyar tìm thấy một a-xít được chế từ wolframit, được xác định là a-xít wolframic. Sau năm đó, ở Tây Ban Nha, họ đã thành công khi cô lập wolfram bằng cách ô-xy hóa a-xít này với than củi, và họ được ghi công đã phát hiện ra nguyên tố này.

2. Tính chất vật lí

– Ở dạng thô, wolfram là kim loại có màu xám thép, thường giòn và cứng khi gia công, nhưng nếu tinh khiết nó rất dễ gia công.

– Trong tất cả kim loại nguyên chất, wolfram có điểm nóng chảy cao nhất (3.422 °C), áp suất hơi thấp nhất, (ở nhiệt độ trên 1.650 °C) độ bền kéo lớn nhất. và hệ số giãn nở nhiệt thấp nhất. Độ giãn nở nhiệt thấp, điểm nóng chảy và độ bền cao.

3. Tính chất hóa học

– Wolfram là kim loại kém hoạt động, có khả năng chống ôxy hóa, axit, và kiềm.

– Wolfram có một số trạng thái ôxi hóa phổ biến là +2, +3, +4, +5 và +6.

a. Tác dụng với phi kim

– Ở nhiệt độ cao, W tác dụng được với các phi kim (như oxi, halogen, lưu huỳnh,…)

Ví dụ: 2W + 3O2 → 2WO3

W + 3F2 → WF6

b. Tác dụng với axit

– W không tan trong dung dịch axit loãng, đặc. Nhưng W bị hòa tan trong hỗn hợp dung dịch HF và HNO3 đặc.

W + 4HF (đặc) + 2HNO3 (đặc, nóng) → H2[WO2F4] + 2NO + 2H2O.

b. Tác dụng với dung dịch kiềm

W tan trong dung dịch kiềm đặc đun nóng trong không khí.

2W + 4NaOH + 3O2 → 2Na­2WO4 + 2H2O.

4. Trạng thái tự nhiên

– Wolfram được tìm thấy trong các khoáng vật wolframit (wolframat sắt-mangan FeWO4/MnWO4), scheelit (canxi wolframat, (CaWO4), ferberit (FeWO4) và hübnerit (MnWO4).

5. Điều chế

– Wolfram được tách từ các quặng của nó qua nhiều công đoạn. Quặng được chuyển đổi từ từ thành wolfram(VI) ôxit (WO3), sau đó được nung với hydro hoặc cacbon tạo ra wolfram bột. Nó có thể được dùng ở dạng bột hoặc ép thành các thỏi rắn.

– Wolfram cũng có thể được tách ra bằng cách khử hydro của WF6

WF6 + 3 H2 → W + 6 HF

6. Ứng dụng

– Do có chịu được nhiệt độ cao và có điểm nóng chảy cao nên wolfram được dùng trong các ứng dụng nhiệt độ cao, như bóng đèn, ống đèn tia âm cực, và sợi ống chân không, thiết bị sưởi, và các vòi phun động cơ tên lửa.

– Do tính dẫn điện và tính trơ hóa hóa học tương đối của nó, wolfram cũng được dùng trong làm điện cực, và nguồn phát xạ trong các thiết bị chùm tia điện tử dùng súng phát xạ trường, như kính hiển vi điện tử. Trong điện tử, wolfram được dùng làm vật liệu kết nối trong các vi mạch, giữa vật liệu điện môi silic đôxít và transistor. Nó được dùng làm các màng kim (hoặc molypden) loại phủ trên miếng silicon thay thế dây dẫn được dùng trong điện tử thông thường

Trung tâm luyện thi, gia sư – dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng