Kemiallinen alkuaine volframi luokitellaan siirtymämetalliin. Sen löysi vuonna 1779 Peter Woulfe.
Tietovyöhyke
| Luokitus: | Volframi on siirtymämetalli |
| Väri: | hopeanvalkoinen |
| Atomipaino: | 183.84 |
| Tila: | kiinteä |
| Lämpötila: | 3422 oC, 3695 K |
| Kiehumispiste: | 5550 oC, 5823 K |
| Elektronit: | 74 |
| Protonit: | 74 |
| Runsaimman isotoopin neutronit: | 110 |
| Elektronikuoret: | |
| Elektronikuoret: | 2,8,18,32,12,2 |
| Elektronikonfiguraatio: | 4f14 5d4 6s2 |
| Tiheys @ 20oC: | 19.3 g/cm3 |
Näytä lisää, mm: Lämpötilat, energiat, hapettuminen,
reaktiot, yhdisteet, säteet, johtavuudet
| Atomitilavuus: | 9.53 cm3/mol |
| Rakenne: | bcc: body-centered cubic |
| Kovuus: | 7.5 mohs |
| Ominaislämpökapasiteetti | 0.13 J g-1 K-1 |
| Sulamislämpö | 35.40 kJ mol-1 |
| Atomisoitumislämpö | 860 kJ mol-1 |
| Höyrystymislämpö | 824.0 kJ mol-1 |
| 1. ionisaatioenergia | 770 kJ mol-1 |
| 2. ionisaatioenergia | 1700 kJ mol-1 |
| 3. ionisaatioenergia | – |
| Elektronien affiniteetti | 78.6 kJ mol-1 |
| Minimi hapetusluku | -2 |
| Minimi yleinen hapetusluku | 0 |
| Maksimi hapetusluku | 6 |
| Maksimi yleishapetusluku. | 6 |
| Elektronegatiivisuus (Paulingin asteikko) | 2.36 |
| Polarisoituvuusmäärä | 11.1 Å3 |
| Reaktio ilman kanssa | w/ht, ⇒ WO3 |
| Reaktio 15 M HNO3:n kanssa | ei yhtään |
| Reaktio 6 M HCl:n kanssa | ei ole |
| Reaktio 6 M NaOH:n kanssa | – |
| Oksidi(t) | WO2, WO3 (volframioksidi) |
| Hydridi(t) | – |
| Kloridi(t) | WCl2, WCl4, WCl6 |
| Atomisäde | 139 pm |
| Ionisäde (1+-ioni) | – |
| Ionisäde (2+ -ioni) | – |
| Ionisäde (3+ -ioni) | – |
| Ionisäde (1- ioni) | – |
| Ionisäde (2-ioni) | – |
| Ionisäde (3- Ioni) | – |
| Lämmönjohtavuus | 173 W m-1 K-1 |
| Sähkönjohtavuus | 18.2 x 106 S m-1 |
| Pakkas-/ sulamispiste: | 3422 oC, 3695 K |
Volframin löytäminen
Irlantilainen kemisti Peter Woulfe päätteli vuonna 1779 uuden alkuaineen – volframin – olemassaolon analysoimalla mineraalia wolframiittia (rauta-mangaani-volframaattimineraali).
Volframi eristettiin volframioksidina (WO3) vuonna 1781 Ruotsissa Carl W. Scheelen toimesta scheeliittimineraalista (kalsiumvolframaatti). Hänellä ei kuitenkaan ollut sopivaa uunia oksidin pelkistämiseksi metalliseksi.
Veljekset Fausto ja Juan Jose de Elhuyar eristivät lopulta volframin vuonna 1783 Espanjassa pelkistämällä hapatettua wolframiittia puuhiilellä.
Alkuaineen nimi tulee ruotsinkielisistä sanoista ’tung sten’, joka tarkoittaa raskasta kiveä.
Kemiallinen symboli W tulee alkuaineen alkuperäisestä nimestä Wolfram.
Volframi on yksi viidestä tärkeimmästä tulenkestävästä metallista (metallit, joilla on erittäin korkea lämmön- ja kulutuskestävyys).
Viisi tulenkestävää metallia – huomaa niiden läheinen suhde jaksollisessa järjestelmässä
Muut tulenkestävät metallit ovat niobium, molybdeeni, tantaali ja renium.
| 41 Nb |
42 Mo |
|
| 73 Ta |
74 W |
75 Re |
Volframi metalli. Kuva: Tomihahndorf.
Large Area Telescope (LAT) tutkii kosmista säteilyä seuraamalla elektroneja ja positroneja, joita ne tuottavat osuttuaan volframikerroksiin. Luotto: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab.
Eritys ja ominaisuudet
Haitalliset vaikutukset:
Volframia pidetään vähän myrkyllisenä.
Ominaisuudet:
Volframi on erittäin kova, tiheä, hopeanvalkoinen, kiiltävä metalli, joka himmenee ilmassa muodostaen suojaavan oksidipinnoitteen. Jauhemuodossa volframi on harmaata.
Metallilla on kaikista metalleista korkein sulamispiste, ja yli 1650 oC:n lämpötiloissa sillä on myös korkein vetolujuus. Puhdas volframi on sitkeää, ja halkaisijaltaan hyvin pienilläkin volframilangoilla on erittäin suuri vetolujuus.
Volframi kestää hyvin korroosiota. Se muodostaa volframihappoa (H2WO4) eli wolframihappoa hydratoidusta oksidista (WO3), ja sen suoloja kutsutaan volframaateiksi eli wolframaateiksi.
Yhdisteissä ollessaan volframi esiintyy useimmiten hapetusasteessa VI.
Volframin käyttötarkoitukset
Volframia ja sen seoksia käytetään laajalti hehkulankoina vanhemman tyylisissä (ei energiansäästö)sähkölampuissa ja elektroniikkaputkissa.
Volframia käytetään myös hehkulankana halogeeni-volframilampuissa. Näissä lampuissa käytetään halogeeneja, kuten bromia ja jodia, estämään volframihehkulangan hajoamista, ja siksi ne ovat energiatehokkaampia kuin tavalliset hehkulamput.
High speed steel (joka voi leikata materiaalia suuremmilla nopeuksilla kuin hiiliteräs), sisältää jopa 18 % volframia.
Volframia käytetään raskasmetalliseoksissa kovuutensa vuoksi ja korkean lämpötilan sovelluksissa, kuten hitsauksessa.
Volframikarbidi (WC tai W2C) on erittäin kovaa ja sitä käytetään porien valmistukseen. Sitä käytetään myös koruihin kovuutensa ja kulutuskestävyytensä vuoksi.
Runsaus ja isotoopit
Runsaus maankuori: 1,25 miljoonasosaa painosta, 0,1 miljoonasosaa mooleista
Runsaus aurinkokunta: 4 osaa per miljardi painossa, 30 osaa per biljoona mooleissa
Kustannus, puhdas: 11 dollaria per 100 g
Kustannus, irtotavarana: 2,95 dollaria per 100 g
Lähde: Volframia ei esiinny luonnossa vapaana. Tärkeimmät volframin malmit ovat wolframiitti (rautamangaani-volframaatti) ja scheeliitti (kalsiumvolframaatti, CaWO3). Kaupallisesti metallia saadaan pelkistämällä volframioksidia vedyllä tai hiilellä.
Isotoopit: Volframilla on 33 isotooppia, joiden puoliintumisajat tunnetaan massaluvuilla 158-190. Luonnossa esiintyvä volframi on viiden isotoopin seos, ja niitä esiintyy esitetyissä prosenttiosuuksissa: 180W (0,1 %), 182W (26,5 %), 183W (14,3 %), 184W (30,6 %) ja 186W (28,4 %).
Lainaa tätä sivua
Verkkolinkitystä varten kopioi ja liitä jokin seuraavista:
<a href="https://www.chemicool.com/elements/tungsten.html">Tungsten</a>
tai
<a href="https://www.chemicool.com/elements/tungsten.html">Tungsten Element Facts</a>
Lainataksesi tätä sivua akateemisessa asiakirjassa, käytä seuraavaa MLA:n mukaista lainausta:
"Tungsten." Chemicool Periodic Table. Chemicool.com. 18 Oct. 2012. Web. <https://www.chemicool.com/elements/tungsten.html>.