Wolfram (W)

Wolfram w układzie okresowym

Pierwiastek leży w szóstym okresie, czyli w szóstym poziomym rzędzie tablicy — to oznacza, że jego elektrony rozmieszczone są na 6 powłokach. Znajduje się w 6 grupie (blok d — pierwiastek przejściowy, zapełniana jest podpowłoka d). W tej samej grupie stoją: Chrom, Molibden, Seaborg — pierwiastki z jednej grupy mają podobną liczbę elektronów walencyjnych, dlatego zachowują się chemicznie podobnie. W temperaturze pokojowej Wolfram jest ciałem stałym (topnieje w 3422 °C, wrze w 5555 °C).

Wolfram — co to za pierwiastek

Topi się najtrudniej z metali — dlatego żarzył się w żarówkach, a dziś wierci w postaci węglika.

Właściwości pierwiastka Wolfram

Wolfram jest srebrzystoszarym metalem o wyjątkowych parametrach cieplnych: topi się w 3422 °C, czyli najwyżej ze wszystkich metali, i wrze dopiero w 5555 °C. Jego gęstość, 19,25 g/cm³, jest bliska gęstości złota, więc niewielki kawałek zaskakuje ciężarem. Czysty metal bywa kruchy, ale odpowiednio przerobiony daje się wyciągać na bardzo cienki drut. Chemicznie jest bierny — nie reaguje z wodą ani z pojedynczymi kwasami i w temperaturze pokojowej nie zmienia się na powietrzu. Rozgrzany utlenia się do tlenku wolframu(VI), dlatego żarniki musiały pracować w bańce bez tlenu. W związkach występuje najczęściej na stopniu +6.

Zastosowanie pierwiastka Wolfram

Najwięcej wolframu zużywa się w postaci węglika wolframu — spieku twardszego niż jakakolwiek stal, z którego wykonuje się wiertła, frezy, płytki skrawające, wiertła do betonu i narzędzia górnicze. Sam metal, dzięki najwyższej ze wszystkich metali temperaturze topnienia, długo był jedynym materiałem na włókna żarówek, a nadal pracuje jako elektroda w spawaniu metodą TIG, jako element lamp rentgenowskich i pieców wysokotemperaturowych. Bardzo duża gęstość sprawia, że robi się z niego przeciwwagi w samolotach i wirnikach, ciężarki do wyważania kół, osłony przed promieniowaniem i rdzenie pocisków przeciwpancernych. Stopy wolframu z niklem i żelazem zastępują ołów tam, gdzie liczy się masa przy małej objętości. Wolfram trafia też do stali szybkotnących, które nie tracą twardości po rozgrzaniu.

Wolfram — najważniejsze związki chemiczne

Węglik wolframu WC to najważniejszy technicznie związek tego pierwiastka: spiekany z kobaltem jako spoiwem daje węgliki spiekane, materiał na narzędzia skrawające i wiertła. Tlenek wolframu(VI) WO₃ ma żółtą barwę i zmienia kolor pod wpływem napięcia, więc bywa używany w szybach przyciemnianych elektrycznie. Wolframit, wolframian żelaza i manganu, oraz szelit, czyli wolframian wapnia CaWO₄, to główne rudy tego pierwiastka. Wolframian sodu Na₂WO₄ jest dobrze rozpuszczalny i stanowi półprodukt w przerobie rud: wolfram przeprowadza się najpierw w wolframian, potem w tlenek, a dopiero z tlenku redukuje się metaliczny proszek.

Wolfram — gdzie go spotykasz

• wiertła
• żarówki
• przeciwwagi
• pociski

Wolfram w szkole — co trzeba wiedzieć

Wolfram to metal przejściowy z 6 grupy. Najczęściej pytana rzecz to rekord: najwyższa temperatura topnienia ze wszystkich metali, 3422 °C, i wynikające z niej zastosowanie we włóknach żarówek. Druga to symbol W, choć po angielsku pierwiastek nazywa się tungsten — w obcojęzycznych tablicach trzeba go szukać po symbolu, a nie po nazwie. Typowa wartościowość to VI, stąd wzór tlenku WO₃. Nie należy też mylić wolframu z węglikiem wolframu: pierwszy jest ciągliwym metalem, drugi twardym spiekiem, i to spiek, a nie czysty metal, tnie stal w narzędziach. Do zapamiętania przydaje się proste skojarzenie: wolfram to metal żarówki i metal wiertła.

Wolfram — historia odkrycia

Wolfram wydzielili w 1783 roku hiszpańscy bracia Juan José i Fausto Elhuyar, redukując węglem kwas wolframowy otrzymany z minerału wolframitu. Wcześniej obecność nowego pierwiastka w ciężkim minerale zwanym po szwedzku tung sten, czyli ciężki kamień, wskazał Carl Wilhelm Scheele — od tej szwedzkiej nazwy pochodzi angielskie tungsten. W polskim i niemieckim przyjęła się natomiast nazwa wolfram, wzięta od minerału wolframitu, i to od niej pochodzi symbol pierwiastka. Przez cały XIX wiek wolfram pozostawał ciekawostką laboratoryjną. Znaczenia przemysłowego nabrał dopiero wtedy, gdy nauczono się wyciągać z niego cienki drut na żarniki żarówek.

Wolfram — skąd wzięła się nazwa

szw. tung sten — ciężki kamień

Wolfram — izotopy

wolfram-184 dominuje

Wolfram — bezpieczeństwo

Metal niskotoksyczny; pyły drażniące.

Ciekawostki o pierwiastku Wolfram

• Topi się w 3422 °C — najwyżej ze wszystkich metali.
• Fałszerze sztabek złota sięgają po wolfram, bo ma niemal identyczną gęstość jak złoto i podrobiona sztabka waży dokładnie tyle, ile powinna.
• Nazwa wolframitu pochodzi od niemieckiego określenia oznaczającego wilczą pianę: górnicy zauważyli, że minerał ten pożera cynę podczas wytapiania.
• Żarniki żarówek zwijano w podwójną spiralę, żeby zmieścić długi drut w małej bańce i ograniczyć straty ciepła.

Najczęstsze pytania o pierwiastek Wolfram