Különbség a volfrám és a titán között Különbség a

Volfrám

Nómenklatúra, eredet és felfedezés

A volfrám a svéd tung sten kő". Ezt a W szimbólum képviseli, mivel sok európai országban Wolfram néven ismert. Ez származik a német a "farkas hab", mint a korai ón bányászok észrevették, hogy egy ásványi úgynevezett wolframite csökkentett ón termés, amikor jelen van a ón érc, így úgy tűnt, hogy fogyasztani ón, mint egy farkas evő juhok. [I]

179-ben Peter Woulfe vizsgálta a sheelit Svédországból, és felfedezte, hogy új fémt tartalmaz. Két évvel később Carl Wilhelm Scheele csökkentette a volfrámsavat ezen ásványból és elkülönített egy savas fehér oxidot. Még két évvel később, Juan és Fausto Elhuyar, Spanyolországban, Vergarában ugyanazt a fémoxidot izolálták egy azonos savból, amelyet csökkent a tolframit. A fém-oxidot szénnel fűtötték, csökkentve a volfrám-fémre.

A fizikai és kémiai tulajdonságok

A volfrám fényes, ezüstfehérfém, és a 74 atomszámú az elemek periódusos rendszerében és standard atomtömeggel (A

r >) 183. 84. [ii]

A legmagasabb olvadáspontja az összes elemnek, az ultra-nagy sűrűségnek, és nagyon kemény és stabil. A legkisebb gőznyomással, a legkisebb hőtágulási együtthatóval és a fémek legnagyobb szakítószilárdságával rendelkezik. Ezek a tulajdonságok az 5d elektronok által létrehozott volfrám atomok közötti erős kovalens kötéseknek tudhatók be. Az atomok test-középpontú köbös kristályszerkezetet képeznek.

A volfrám szintén vezetőképes, viszonylag kémiailag inert, hipoallergén és sugárzás-árnyékoló tulajdonságokkal rendelkezik. A volfrám legtisztább formája könnyen alakítható és kovácsolással, extrudálással, rajzolással és szintereléssel dolgozik. Az extrudálás és a rajzolás magában foglalja a forró volfrám lökését és húzását egy "szerszám" -on keresztül, miközben a szinterelés a volfrámpor és más por alakú fémek keveréke az ötvözet előállításához.

Kereskedelmi felhasználások

A volfrámötvözetek rendkívül kemények, mint például a volfrámkarbid, amely kerámiával kombinálva "nagysebességű acél" -ot képez - ez fúrók, kések és vágó-, fűrész- és marószerszámok készítésére szolgál. Ezeket a fémmegmunkálás, a bányászat, a famegmunkálás, az építőipar és a kőolajipar területén használják, és a kereskedelmi forgalomban a volfrám használatának 60% -át teszik ki.

A volfrámot fűtőelemekben és magas hőmérsékletű kemencékben használják. Ez megtalálható a repülőgép repülés, yacht keels és versenyautók, valamint a súlyok és a lőszerek előtétjeiben.

A kalcium- és magnézium-volframátokat gyakran használták az izzólámpákban lévő filamentumokhoz, de energiát nem hatékonyak. A volfrámötvözetet azonban alacsony hőmérsékletű szupravezető áramkörökben használják.

Crystal volframátokat használnak nukleáris fizikában és nukleáris medicinában, röntgen- és katódsugárcsövekben, ívhegesztő elektródákban és elektronmikroszkópokban. A volfrám-trioxidot olyan katalizátorokban használják, mint például a szénen üzemelő erőművek. A volfrámsókat a kémiai és barnító iparban használják.

Néhány ötvözetet ékszerként használnak, míg az egyik ismert, hogy állandó mágneseket képez, és néhány szuperötvözet kopásálló bevonatként használható.

A volfrám a legnehezebb fém, amelynek biológiai szerepe van, de csak baktériumok és archaea. Ezt egy olyan enzim használja, amely csökkenti a karbonsavakat az aldehidekké. [iii]

Titán

Nómenklatúra, eredet és felfedezés

A titán a "Titánok" szóból származik, a földi istennő fiai a görög mitológiában. William Gregor tiszteletes, egy amatőr geológus észrevette, hogy egy fekete homokot egy Cornwall-i pataknál 1791-ben vonzottak egy mágneshez. Elemezte és megtanulta, hogy a homok vas-oxidot tartalmaz (a mágnesességet magyarázó), valamint a menachanit néven ismert ásványt, amelyet egy ismeretlen fehérfém-oxidból készített. Ezt jelentette a Cornwall Királyi Földtani Társaságnak.

1795-ben a Boinik Martin Heinrich Klaproth porosz tudósa egy magyarországi Schörl néven ismert vörös ércet kutatott, és megnevezte a titánium ismeretlen oxidjának elemét. Azt is megerősítette, hogy jelen van a titán a menachanite.

A TiO

2

vegyület egy rutilénként ismert ásvány. Titán is előfordul az ásványokban, az ilmenite és a sphene, amelyek főként igneus kőzetekből és azokból származó üledékekből származnak, de eloszlik a Föld litoszférájában is.

A tiszta titánt először Matthew A. Hunter 1910-ben gyártotta a Rensselaer Polytechnic Institute-ban, titán-tetraklorid (titán-dioxid klórral vagy kénnel való fűtésével) és nátrium-fémmel, amit ma Hunter-eljárásnak neveznek. William Justin Kroll 1932-ben csökkentette a titán-tetrakloridot kalciummal, majd később finomították a folyamatot magnézium és nátrium alkalmazásával. Ez lehetővé tette a titán felhasználását a laboratóriumon kívül, és a jelenleg ismert Kroll-folyamat még ma is kereskedelmi forgalomban van. _{Nagyon tisztaságú titánt kis mennyiségben gyártottak Anton Eduard van Arkel és Jan Hendrik de Boer a jód- vagy kristálycsőrendszerben 1925-ben, titán és jód reagáltatásával és a forró szálon képződött gőzök elválasztásával. [iv]} Fizikai és kémiai tulajdonságok

A titán kemény, csillogó, ezüstszínű fehér fém, amelyet a periódusos asztalnál lévő Ti szimbólum képvisel. A 22-es atomszám és a normál atomtömeg (A

r

) 47. 867. Az atomok hatszögletű, szorosan lezárt kristályszerkezetet képeznek, amely a fém olyan erős, mint az acél, de sokkal kevesebb sűrű. Tény, hogy a titánnak a legmagasabb szilárdság-sűrűség aránya van valamennyi fémben.

A titán oxigénmentes környezetben göndör, és viszonylag magas olvadáspontjának köszönhetően ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek. Nem mágneses és alacsony az elektromos és a hővezetés. _{A fém ellenáll a korróziónak a tengervízben, savas vízben és klórban, valamint jó infravörös sugárzás reflektorral szemben. Fotokatalizátorként felszabadítja az elektronokat a fény jelenlétében, amelyek reagálnak a molekulákkal a szabad gyökök kialakulása érdekében, amelyek megakadályozzák a baktériumokat. [v]} A titán jól kapcsolódik a csonthoz és nem toxikus, bár a finom titán-dioxid gyaníthatóan karcinogén. A cirkónium, a legáltalánosabb titán izotóp, számos különböző kémiai és fizikai tulajdonsággal rendelkezik.

Kereskedelmi felhasználások

A titánt legelterjedtebben titán-dioxid formájában használják, amely a festékekben, műanyagokban, zománcokban, papírban, fogkrémben és az E171 élelmiszer-adalékanyagban található fényes fehér pigment fő összetevője, amely cukrászati, sajtok és jegesedések. A titánvegyületek alkotják a napvédőket és a füstszemüvegeket, a pirotechnikában használatosak, és javítják a láthatóságot a napenergia megfigyelőközpontokban. [vi]

A titánt a kémiai és petrolkémiai iparban és a lítium elemek fejlesztésében is használják. Bizonyos titánvegyületek katalizátorkomponenseket képeznek, például a polipropilén előállításához.

A Titanium sportfelszerelésekből, például teniszütőkből, golfklubokból és kerékpárkeretekből, valamint elektronikus eszközökből, például mobiltelefonokból és laptopokból való használatáról ismert. Sebészeti alkalmazásai közé tartoznak az ortopédiai implantátumok és az orvosi protézisek.

Alumínium, molibdén, vas vagy vanádium ötvözése esetén a titán a vágószerszámok és védőbevonatok bevonására, vagy ékszerek vagy díszítő felületek bevonására szolgál. A TiO

2

bevonatok az üveg- vagy csempefelületekre csökkenthetik a kórházban jelentkező fertőzések számát, megakadályozhatják a gépjárművek oldalsó tükrök elcsúszását és csökkentsék az épületek, járdák és utak szennyeződését.

A titán a tengervíznek kitett szerkezetek fontos elemét képezi, mint például a sótalanító üzemek, a hajó és a tengeralattjáró hajótestek és a propellerengelyek, valamint az erőmű-kondenzátorcsövek. Más felhasználási területek közé tartoznak az űrhajózási és szállítási iparágak és a hadsereg, például repülőgépek, űrhajók, rakéták, páncélozás, motorok és hidraulikus rendszerek alkatrészeinek gyártása. Kutatást végeznek annak megállapítására, hogy a titán megfelel-e nukleáris hulladék tároló tartályanyagnak. iv _{Főbb különbségek a volfrám és a titán között} A volfrám az ásványi anyagokból származó scheelite és wolframite eredetű. A titánt az ilmenite, rutil és sphene ásványokban találják meg.

A volfrámot úgy állítják elő, hogy az ónból származó volfrámsavat redukálják, a fém-oxidot leválasztják és szénnel történő hevítéssel fémre redukálják. A titánt úgy állítják elő, hogy titán-tetrakloridot kloriddal vagy szulfátos eljárással állítanak elő, és magnéziummal és nátriummal melegítik.

A wolfram 74-es szám a periodikus táblán, relatív atomtömege 84. A titán a 22. szám, relatív atomtömege 47. 867.

• A volfrám atomok test-központú köbös kristályszerkezetet képeznek. A titán atomok hatszögletű, szorosan lezárt kristályszerkezetet alkotnak.
• A volfrám rendkívül erős, kemény és sűrű.A titán nagyon erős és kemény, és sokkal kisebb a sűrűsége.
• A volfrám kissé mágneses és enyhén elektromosan vezető. A titán nem mágneses és kevésbé elektromosan vezető.
• A volfrám nem olyan korrózióálló a sós vízben, mint a titán, és nem fotokatalizátor, mint a titán.
• A volfrámnak biológiai szerepe van, de a titán nem.
• A volfrám a legtisztább formában alakítható. A titán oxigénmentes környezetben göndör.
• A volfrámot fűtőelemekben, súlyokban, alacsony hőmérsékletű szupravezető áramkörökben használják, és alkalmazásuk nukleáris fizikában és elektronmembrán. A titánt fehér pigmentekben, sporteszközökben, sebészeti implantátumokban és tengeri struktúrákban használják.