Különbség a volfrám és a titán között

Volfrám

Nómenklatúra, származás és felfedezés

A volfrám a svéd származékból származik tung sten, vagy "nehéz kő". A W szimbólum képviseli, mivel sok európai országban Wolfram néven ismert. Ez németül származik a "farkashab" vonatkozásában, mivel a korai ónbányászok észrevették, hogy a wolframitnak nevezett ásványi anyag csökkentette az ónhozamot, amikor ónércben van jelen, tehát úgy tűnt, hogy ónt fogyaszt, mint egy farkas, amely juhokat emészt fel. [én]

1779-ben Peter Woulfe megvizsgálta a svédországi sheelitet és rájött, hogy új fémet tartalmaz. Két évvel később Carl Wilhelm Scheele redukálta a volfrámsavat ebből az ásványból, és egy savas fehér oxidot izolált. További két évvel később, Juan és Fausto Elhuyar (Spanyolország), Vergara, azonos fém-oxidot izoláltak a wolframitból redukált azonos savból. Melegítették a fém-oxidot szénnel, redukálva volfrámfémré.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A volfrám fényes, ezüstfehér fém, amelynek periodikus elemtábláján a 74-es atomszám és a normál atomtömeg (A_r) (183,84). [ii]

Az összes elem olvadáspontja a legmagasabb, rendkívül magas sűrűségű, nagyon kemény és stabil. Az összes fém legalacsonyabb gőznyomásával, legalacsonyabb hőtágulási együtthatójával és legnagyobb szakítószilárdságával rendelkezik. Ezek a tulajdonságok az 5d elektronok által alkotott volfrámatomok közötti erős kovalens kötéseknek köszönhetők. Az atomok test-központú köbös kristályszerkezetet képeznek.

A volfrám vezetőképes, viszonylag kémiailag semleges, hipoallergén, és sugárzást védő tulajdonságokkal rendelkezik. A volfrám legtisztább formája könnyen alakítható és kovácsolással, extrudálással, húzással és szinterezéssel megmunkálható. Az extrudálás és a húzás magában foglalja a forró volfrám nyomását és húzását egy „szerszámon” (penész) keresztül, míg a szinterelés során a volfrámport összekeverik más porított fémekkel ötvözet előállítása céljából..

Kereskedelmi felhasználás

A volfrámötvözetek rendkívül kemények, például a volfrám-keményfém, amelyet a kerámiával kombinálva "nagysebességű acélt" képeznek - ezt fúrók, kések, vágó-, fűrész- és marószerszámok készítéséhez használják. Ezeket a fémmegmunkálásban, a bányászatban, a famegmunkálásban, az építőiparban és az olajiparban használják, és a kereskedelemben használt volfrámfelhasználás 60% -át teszik ki..

A volfrámot fűtőelemekben és magas hőmérsékletű kemencékben használják. Ugyancsak megtalálható repülőgépek farokában, jachtkulcsokban és versenyautókban lévő ballasztokban, valamint súlyokban és lőszerekben..

A kalcium- és magnézium-volframátokat egyszer használták izzólámpák izzólámainak, de ezeket energiahatékonynak tekintik. A volfrámötvözetet azonban alkalmazzák az alacsony hőmérsékletű szupravezető áramkörökben.

A kristály-volframátokat a nukleáris fizikában és a nukleáris orvoslásban, a röntgen- és katódsugárcsövekben, az ívhegesztő elektródákban és az elektronmikroszkópokban használják. A volfrám-trioxidot olyan katalizátorokban használják, mint például a szénüzemű erőművekben. Más volfrám-sókat használnak a vegyiparban és a cserzőiparban.

Néhány ötvözetet ékszerként használnak, míg az egyikről ismert, hogy állandó mágneseket képez, és néhány szuperötvözetet kopásálló bevonatként használnak..

A volfrám a legnehezebb fém, amelynek biológiai szerepe van, de csak baktériumokban és archaea-ban. Egy enzim használja, amely redukálja a karbonsavakat aldehidekké. [III]

Titán

Nómenklatúra, származás és felfedezés

A titán a "Titánok" szóból származik, amely a Föld istennő fia a görög mitológiában. William Gregor tiszteletes, amatőr geológus észrevette, hogy a 1791. évi Cornwall-i patak fekete homokját vonzza a mágnes. Elemezte és megtudta, hogy a homok vasoxidot tartalmaz (magyarázza a mágnesességet), valamint egy menachanit néven ismert ásványt, melynek megállapítása szerint ismeretlen fehér fém-oxidból készül. Erről beszámolt a Cornwall Királyi Geológiai Társaságának.

1795-ben a Boinikból származó Martin Heinrich Klaproth porosz tudós megvizsgálta a magyarországi Schörl néven ismert vörösércöt, és megnevezte a benne található ismeretlen oxid elemét, a titánt. Megerősítette a titán jelenlétét a menachanitban is.

TiO vegyület₂ egy rutil néven ismert ásvány. A titán az ilmenit és a gömb ásványokban is előfordul, amelyek elsősorban az iszapkövekben és az azokból származó üledékekben találhatók, de eloszlanak a Föld litoszférájában.

A tiszta titánt először Matthew A. Hunter készítette 1910-ben a Rensselaer Politechnikai Intézetben titán-tetraklorid (amelyet titán-dioxid klórral vagy kénnel történő melegítésével állítottak elő) és a nátrium-fém melegítésével, az úgynevezett Hunter-folyamatban. William Justin Kroll 1932-ben kalciummal redukálta a titán-tetrakloridot, majd magnézium és nátrium felhasználásával finomította az eljárást. Ez lehetővé tette a titán laboratóriumán kívüli felhasználását, és a Kroll-eljárásnak nevezett eljárás ma is kereskedelemben használatos.

Nagyon tiszta titánt kis mennyiségben állított elő Anton Eduard van Arkel és Jan Hendrik de Boer a jodid- vagy kristályrúd-eljárás során 1925-ben, amikor a titánt jóddal reagáltatta és a forró szálon képződött gőzöket elválasztotta. [Iv]

Fizikai és kémiai tulajdonságok

A titán egy kemény, fényes, ezüstfehér fém, amelyet a periódustáblán a Ti szimbólum képvisel. 22 atomszámmal rendelkezik és szabványos atomtömeggel rendelkezik (A_r) 47,867. Az atomok hatszögletű, szorosan csomagolt kristályszerkezetet képeznek, amelynek eredményeként a fém ugyanolyan erős, mint az acél, de sokkal kevésbé sűrű. Valójában a titán a legnagyobb szilárdság / sűrűség arányban van az összes fémből.

A titán képlékeny oxigénmentes környezetben és viszonylag magas olvadáspontja miatt képes ellenállni a szélsőséges hőmérsékleteknek. Nem mágneses, alacsony elektromos és hővezető képességgel rendelkezik.

A fém ellenáll a korróziónak a tengervízben, a savas vízben és a klórban, valamint jó infravörös sugárzást tükröz. Fotokatalizátorként fény jelenlétében elektronokat bocsát ki, amelyek a molekulákkal reagálva szabad gyököket képeznek, amelyek elpusztítják a baktériumokat. [V]

A titán jól kapcsolódik a csonttal és nem mérgező, bár a finom titán-dioxid feltételezhetően rákkeltő. A cirkónium, a leggyakoribb titán-izotóp, számos különféle kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkezik.

Kereskedelmi felhasználás

A titánt leggyakrabban titán-dioxid formájában használják, amely a festékekben, műanyagokban, zománcokban, papírban, fogkrémben és az édesség-adalékanyagban található fényes fehér pigment fő alkotóeleme, amely fehéríti az édességeket, sajtokat és jegesedéseket. A titánvegyületek a fényvédõk és a füstvédõk alkotóeleme, pirotechnikában használhatók, és javítják a láthatóságot a napenergia obszervatóriumokban. [Vi]

A titánt a vegyiparban és a petrolkémiai iparban, valamint a lítium elemek fejlesztésében is használják. Bizonyos titánvegyületek katalizátor-összetevőket képeznek, például azokat, amelyeket a polipropilén előállításához használnak.

A titán a sporteszközökben, például teniszütőben, golfklubokban és kerékpárkeretekben, valamint elektronikus felszerelésekben, például mobiltelefonokban és laptopokban való felhasználásáról ismert. Sebészeti alkalmazásai között szerepel az ortopédiai implantátumok és az orvosi protézisek felhasználása.

Alumíniummal, molibdénnel, vasával vagy vanádiummal ötvözve a titánt vágószerszámok és védőbevonatok bevonására, vagy ékszerekben vagy dekoratív kivitelben használják. TiO₂ az üveg- vagy csempefelületek bevonása csökkentheti a kórházak fertőzéseit, megakadályozhatja a gépjárművek oldalsó tükrök elmosódását és csökkentheti a szennyeződést az épületekre, járdákra és utakra.

A titán a tengervíznek kitett szerkezetek fontos részét képezi, mint például a sótalanító üzemek, a hajók és tengeralattjárók házai és a légcsavar tengelyei, valamint az erőmű kondenzátorcsövei. Egyéb felhasználások közé tartoznak az alkatrészek gyártása az űr- és közlekedési iparban, valamint a katonaságban, például repülőgépek, űrhajók, rakéták, páncéllemezek, motorok és hidraulikus rendszerek gyártása. Kutatás folyik annak meghatározására, hogy a titán alkalmas-e nukleáris hulladék tároló tartályok anyagához. iv

A volfrám és a titán közötti főbb különbségek

• A volfrám a scheelit és a wolframite ásványokból származik. A titán az ilmenit, a rutile és a gömb ásványokban található.
• A volfrám előállítása során az ásványból a volfrámsavat redukálják, a fém-oxidot elkülönítik, és szénnel melegítve fémré redukálják. A titánt úgy állítják elő, hogy klorid- vagy szulfát-eljárásokkal titán-tetrakloridot képeznek, és magnéziummal és nátriummal melegítik.
• A periodikus táblában a volfrám 74-es számú, relatív atomtömege 84. A titán 22. száma, relatív atomtömege 47.867..
• A volfrám atomok testközpontú köbös kristályszerkezetet képeznek. A titánatomok hatszögletű, szorosan összecsomagolt kristályszerkezetet képeznek.
• A volfrám rendkívül erős, kemény és sűrű. A titán nagyon erős és kemény, sűrűsége jóval alacsonyabb.
• A volfrám kissé mágneses és enyhén elektromosan vezetőképes. A titán nem mágneses és kevésbé elektromosan vezető.
• A volfrám a sós vízben nem olyan korrózióálló, mint a titán, és nem olyan fotokatalizátor, mint a titán.
• A volfrámnak biológiai szerepe van, a titánnak azonban nincs.
• A volfrám a legtisztább formájában formázható. A titán képlékeny oxigénmentes környezetben.

A volfrámot fűtőelemekben, súlyokban, alacsony hőmérsékletű szupravezető áramkörökben használják, és alkalmazhatók nukleáris fizikában és elektronkibocsátó eszközökben. A titánt fehér pigmentekben, sporteszközökben, műtéti implantátumokban és tengeri szerkezetekben használják.