Wolfram
Wolfram (W, łac. wolframium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych w układzie okresowym.
| tantal ← wolfram → ren | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| stalowoszary | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Widmo emisyjne wolframu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nazwa, symbol, l.a. |
wolfram, W, 74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grupa, okres, blok | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stopień utlenienia |
II, III, IV, V, VI | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości metaliczne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Właściwości tlenków | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Masa atomowa |
183,84 ± 0,01[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Stan skupienia |
stały | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gęstość | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura topnienia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Temperatura wrzenia | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nazewnictwo
edytujNazwa pierwiastka pochodzi od wolframitu, minerału, z którego wolfram został wyodrębniony po raz pierwszy. Dawna nazwa polska „tungsten”[7] pochodzi od szwedzkich słów tung – „ciężki” i sten – „kamień”[8]; nazwa o takiej etymologii używana jest współcześnie w języku angielskim, francuskim i kilku innych. Oznaczenie wolframu symbolem "W" wprowadził Jöns Jacob Berzelius[9][10]
Odkrycie
edytujIstnienie tego pierwiastka zasugerował pierwszy w 1779 Peter Woulfe, który badał minerał wolframit. Analogiczne sugestie wysunął w 1781 Carl Scheele, który odkrył kwas wolframowy, w minerale znanym obecnie jako szelit. Storbern Bergman doszedł do wniosku, że z kwasu wolframowego można otrzymać metal. Wolfram w stanie czystym jako pierwsi wyodrębnili w 1783 hiszpańscy mineralodzy, José i Fausto Elhuyarowie, poprzez redukcję węglem drzewnym tlenku wolframu (WO3)[2][8][10].
Występowanie
edytujWystępuje w skorupie ziemskiej w ilości 1,25 ppm. Jego najważniejszymi minerałami są szelit CaWO4 i wolframit (Fe,Mn)WO4[11], który ma skład pośredni pomiędzy hübnerytem MnWO4 a ferberytem FeWO4[a][8]. Wolfram zawierają także stolzyt i raspit – oba PbWO4[12]. Nie występuje w postaci wolnego metalu[10].
Głównym producentem wolframu są Chiny, odpowiadają one za około 80% światowego wydobycia wolframu i posiadają około dwie trzecie światowych zasobów. Wietnam, Rosja, Kanada i Boliwia zajmują większość pozostałego rynku[10].
W Europie największym złożem wolframu jest kopalnia Mittersill w Austrii w regionie Hohe Tauert (Wysokie Taury) w rejonie Salzburga w Alpach[13].
W Polsce wolfram występuje przede wszystkim w rudach molibdenowo-wolframowo-miedziowych w północno-wschodnich krańcach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, głównie w okolicach Myszkowa. Jest to złoże porfirowe[14]. Możliwość jego eksploatacji badana jest od 2025 r.[15]
Wolfram bywa znajdowany w Sudetach, ale nie udokumentowano tam większych złóż[14].
Właściwości
edytujWolfram jest ciemnoszarym metalem. Bardzo czysty wolfram jest ciągliwy i łatwy w obróbce, natomiast z niewielkimi domieszkami węgla jest twardy i kruchy. Jest ogniotrwały, ma najwyższą temperaturę topnienia i wrzenia ze wszystkich znanych pierwiastków[14]. W temperaturze poniżej 0,0012 K (a w postaci cienkiej warstwy poniżej 4 K) jest nadprzewodnikiem. Dzięki pasywacji jest odporny na działanie, wody, zasad, nawet wody królewskiej.
Jest odporny na działanie kwasów[16], z wyjątkiem mieszaniny stężonych kwasów azotowego i fluorowodorowego[10]. Utleniacze powodują jego pasywację[16], jednak roztwarza się w stopionych alkaliach w obecności utleniaczy, np. KNO3 lub KClO3 z wytworzeniem wolframianów, np. K2WO4[17.1]. Na powietrzu utlenia się jedynie na gorąco (w temperaturze czerwonego żaru[10]) tworząc WO3[16]. W jeszcze wyższej temperaturze, >1500 °C reaguje z chlorem, fluorem i azotem[16]. W temperaturze pokojowej ulega działaniu fluorku chloru[17.2]:
- W + 6ClF → WF6 + 3Cl2
Zastosowanie
edytujWolfram stosowany jest jako dodatek stopowy do wysokogatunkowej stali, z jego stopów sporządza się elektrody lamp elektronowych i rentgenowskich, włókna żarowe itp. Węglik wolframu dzięki dużej twardości służy do wyrobu materiałów ściernych i narzędzi – jest głównym składnikiem widii. Ze względu na wysoką twardość i gęstość jest używany do produkcji rdzeni podkalibrowych pocisków przeciwpancernych oraz kompozytowych pocisków pełnokalibrowych, zewnętrznych części samolotów, elementów samochodów. Jest też wykorzystywany przy produkcji przewodów i kontaktów elektrycznych oraz rzutek do darta[18][14].
Ze względu na bardzo zbliżoną gęstość wolframu do złota (oba 19,3 g/cm3), metal ten wykorzystywany jest także do podrabiania złotych sztabek i monet bulionowych[19].
Uwagi
edytuj- ↑ Według części mineralogów nazwa wolframit w ogóle nie powinna być stosowana, a odpowiednie minerały, w zależności od składu, należy klasyfikować jako hübneryt lub ferberyt.
Przypisy
edytuj- ↑ Thomas Prohaska i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).
- 1 2 3 4 Tungsten, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 4-38, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
- 1 2 Tungsten, [w:] PubChem [online], United States National Library of Medicine, CID: 23964 [dostęp 2022-05-23] (ang.).
- 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 1-14, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
- ↑ Wolfram [PDF], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, numer katalogowy: 357421 [dostęp 2011-10-05].
- ↑ Tungsten (nr 357421) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2011-10-05]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ wolfram, [w:] Słownik języka polskiego [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2022-05-23].
- 1 2 3 R.J. King, Minerals explained 41. The wolframite series, „Geology Today”, 21 (1), 2005, s. 33–37, DOI: 10.1111/j.1365-2451.2005.00493.x (ang.).
- ↑ wolfram. Słownik internetowy Ling.pl. [dostęp 2022-05-23].
- 1 2 3 4 5 6 tungsten, [w:] Encyclopædia Britannica [dostęp 2026-03-24] (ang.).
- ↑ Adam Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 882, ISBN 83-01-13654-5.
- ↑ Physical and optical properties of minerals, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R. Lide (red.), wyd. 83, Boca Raton: CRC Press, 2002, s. 4-149–4-155, ISBN 978-0-8493-1556-5 (ang.).
- ↑ Kopalnia wolframu Mittersill (Austria) wzorcem dla projektu Myszków [online], Kurier Zawierciański, 4 listopada 2025 [dostęp 2026-03-20].
- 1 2 3 4 Wolfram [online], Muzeum Geologiczne [dostęp 2026-03-20].
- ↑ Polska ma strategiczne metale niczym z innej planety. Amerykanie już chcą je wydobywać [online], Business Insider Polska, 14 stycznia 2026 [dostęp 2026-03-20].
- 1 2 3 4 Philip John Durrant, Bryl Durrant, Zarys współczesnej chemii nieorganicznej, Warszawa: PWN, 1965, s. 1119.
- Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, DOI: 10.1016/C2009-0-30414-6, ISBN 0-7506-3365-4 (ang.).
- ↑ 9 Top Countries for Tungsten Production [online], Forged Tuntsten, 1 kwietnia 2022 [dostęp 2026-03-20].
- ↑ Katarzyna Mikołajewska, Wolframowe pręty w złocie. Jak nie dać się oszukać? [online], WP Finanse, 15 października 2017 [dostęp 2024-08-01] (ang.).