Volfrám

Volfrám (zastarano wolfram, nesprávne wolfrám; ) je chemický prvok s chemickou značkou W a protónovým číslom 74. V prírode bol objavený iba v chemických zlúčeninách. Ako nový prvok ho v roku 1781 identifikoval C. W. Scheele v neraste scheelite, ktorý sa po dánsky nazýva tungsten (v preklade „ťažký kameň“; odtiaľ pochádza anglický a francúzsky názov prvku, tungsten). Neskôr ho nezávisle objavili v roku 1783 španielskí chemici J. J. a F. Elhuyaroví, a to v neraste  volframite, podľa ktorého ho pomenovali.

Hlavnými rudami, v ktorých sa nachádza, sú volframit, scheelit a stolzit. Ako čistý prvok je známy svojou robustnosťou, a predovšetkým tým, že jeho teplota topenia je najvyššia zo všetkých prvkov (okrem uhlíka). Volfrám je známy svojou hustotou, ktorá je 19,3× vyššia ako hustota vody, čím je porovnateľný s uránom alebo zlatom, pričom je 1,7-krát hustejší ako olovo. Volfrám s malým množstvom nečistôt je často krehký a tvrdý, kvôli čomu sa ťažko obrába. Veľmi čistý volfrám je rovnako tvrdý, je viac ťažný a je ho možné rezať s pílou na kov z tvrdej ocele.

Mnohé zliatiny volfrámu majú rôzne použitie, najznámejšie je však použitie ako vlákno v žiarovkách, röntgene, elektródach pri zváraní TIG a v superzliatinách. Vďaka tvrdosti a vysokej hustote sa používa v armáde v prierazných projektiloch. Zlúčeniny volfrámu sa tiež používajú ako priemyselné katalyzátory.

Volfrám patrí medzi prechodné prvky, reaguje s molybdénom a meďou a je mierne toxický pre živé organizmy.

 Dôležité charakteristiky 
Čistý volfrám je oceľovo sivý až biely tvrdý kov. Tento prvok má najvyššiu teplotu tavenia 3 422 °C (6 192 °F), najnižší tlak v plynnom skupenstve a navyššiu silu v ťahu pri teplotách nad 1 650 °C (3 000 °F) zo všetkých kovov. Takmer vôbec nekoroduje, poškodený môže byť iba v malej miere minerálnymi kyselinami. Volfrám si vytvára ochrannú vrstvu z oxidu, pri vystavení na vzduchu môže pri vysokých teplotách zoxidovať celý. V zliatine s oceľou významne zvyšuje jej tvrdosť.

 Použitie 
Volfrám je kov so širokou škálou použitia. Najpoužívanejší je karbid volfrámu (W2C, WC) v cementovaných karbidoch. Cementované karbidy sú materiály odolné voči opotrebeniu používané v hutníctve a ako konštrukčný materiál. Volfrám je široko využívaný v žiarovkách ako vlákno alebo elektródy vo vákuových trubiciach, pre jeho schopnosť vytvoriť veľmi tenké drôty a jeho vysokú teplotu tavenia.
Iné použitie: 
 Vysoká teplota tavenia robí z volfrámu materiál vhodný do vesmíru a pre použitie pri veľmi vysokej teplote napr. elektroniku, vykurovanie a pri zváraní.
 Tvrdosť a hustota robí tento kov ideálny pre tvorenie zliatín s inými tvrdými kovmi, ktoré su používané v armáde, odvod tepla, alebo ako závažia.
 Ocele pre nástroje sú často zlievané s volfrámom (obsah volfrámu môže byť až 18%).
 Zliatiny s volfrámom sú používané v lopatkách turbín, nástrojovej oceli, a pre súčiastky a poťahy odolné voči opotrebeniu.
 Kompozity sú používané ako náhrada pre olovo v nábojoch.
 Chemické zlúčeniny volfrámu sa požívajú v katalyzátoroch, anorganických farbivách a disulfid volfrámu ako vysokotepelný lubrikant, ktorý je stály až pri 500 °C (930 °F).
 Keďže jeho tepelná rozťažnosť je podobná ako pri borosilikátovom skle, je používaný pre zátavy skla s kovom.

Ostatné: Oxidy sú používané v galzpre na keramiku a zlúčeniny volfrámu s kalciom alebo s horčíkom sú široko využívané v fluorescenčnom osvetlení. Kryštály sú používané v scintilačných detektoroch v jadrovej fyzike a v jadrovej medicíne, ale aj v elektrických peciach. Soli obsahujúce volfrám sú využívane v chemickom priemysle. Volfrámove „bronzy“ (nazýva sa tak kvôli farbe oxidu volfrámu) sú spolu s inými zložkami používané vo farbách. Karbidy volfrámu sa v poslednej dobe používaju v klenotníctve pre jeho schopnosť udržať si lesk aj po dlhšiu dobu na rozdiel od iných leštených kovov.

 História 
Volfrám bol po prvýkrát predpokladaný Petrom Woulfeom v roku 1779, ktorý po preskúmaní volframitu vyvodil, že musí obsahovať novú chemickú zlúčeninu. V roku 1781 Carl Wilhelm Scheele zistil, že nová kyselina môže byť vyrobená z volframitu. Scheele a Torbern Bergman predpokladali, že by mohli byť schopní získať nový kov redukovaním tejto kyseliny. V Španielsku roku 1783 bol volfrám úspešne izolovaný redukciou z kyseliny použitím uhlia. José a Fausto Elhuyar sú považovaní za objaviteľov tohto prvku.

V druhej svetovej vojne hral volfrám veľkú rolu v politickom pozadí vojny. Na Portugalsko, ako hlavný zdroj volfrámu pre Európu, bol vyvíjaný veľký tlak z obidvoch strán pre jeho zdroje volfrámovej rudy. Odolnosť voči veľkým teplotám ako aj veľká pevnosť jeho zliatín urobila tento kov veľmi dôležitý pre zbrojársky priemysel, používal sa ako jadro protipancierových striel.

 Výskyt 
Volfrám sa nachádza v mineráloch: 
 volframit – (FeWO4/MnWO4,CaWO4)
 scheelit
 ferberit
 hübnerit
Celosvetovo významné zásoby týchto minerálov sú v Bolívií, Kalifornii, Číne, Colorade, Portugalsku, Rusku, a v Južnej Kórei (spolu s Čínou predstavujú približne 75% svetových zásob). 
V Európe sú ďalšie menšie zásoby v Rakúsku, Francúzsku a Spojenom kráľovstve. Ako druhotná surovina sa používa šrot volfrámu vo forme triesok, pilín a prachu z brúsenia a šrot ťažkých kovov. Komerčne je tento kov vyrábaný redukovaním oxidu volfrámu s vodíkom alebo uhlíkom.

 Zlúčeniny 
Najbežnejším oxidačným stavom v ktorom sa volfrám vyskytuje je volfrám +VI, ale existujú aj iné stavy od +II do +VI. Volfrám typicky tvorí zlúčeniny s kyslíkom a vytvára tak napríklad oxid volfrámový, WO3, ktorý sa rozpúšta v bázických roztokoch a tým vytvára ióny volfrámanu, WO42−.

 Referencie 

 Iné projekty 

 Externé odkazy 
 Los Alamos National Laboratory – Tungsten 
 WebElements.com – Tungsten
 ScienceLab.com – Tungsten 
 picture in the collection from Heinrich Pniok 
 Tungsten-Scrap.com – Articles about Tungsten and applications for Tungsten scrap 
 Elementymology & Elements Multidict by Peter van der Krogt – Tungsten 


Kategória:Prechodné prvky
Kategória:Kovy