Eltungstè owolframi és unelement químic amb el símbol químicW i elnombre atòmic 74. El tungstè només es troba a la Terra combinat en compostos químics. Lesmenes més importants són lawolframita i lascheelita. L'element pur té unes característiques físiques fortes, especialment el fet que té elpunt de fusió més alt de tots els metalls sensealiar i el segon més alt de tots els elements després delcarboni. També és remarcable la seva alta densitat, 19,3 vegades la de l'aigua. Aquesta densitat és lleugerament superior a la de l'urani i un 71 % més que la delplom.[3] El tungstè policristal·lí és dur i fràgil; tanmateix, el tungstè monocristal·lí pur és més dúctil, i es pot tallar amb una serra d'arquet.[4]
El tungstè és l'únic metall de la tercera sèrie de transició que es troba enbiomolècules, i l'element utilitzat per éssers vius més pesant conegut.[5][6]
Fa més de 350 anys, els fabricants de porcellana a la Xina van incorporar un color préssec únic als seus dissenys mitjançant un pigment de tungstè que no es coneixia a Occident. El1779, el químic i mineralogista irlandèsPeter Woulfe (1727-1803), estudiant una mostra del mineralwolframita suggerí que podria contenir un nou element químic. Pocs anys després, el1781, els químics suecsCarl Wilhelm Scheele (1742-1786) iTorbern Olof Bergman (1735-1784) proposaren que es podria obtenir un nou elementreduint l'àcid túngstic obtingut del mineralscheelita, aleshores anomenattungsten.[7]
Mesclaren la wolframita ambcarbonat de potassi i escalfaren la mescla obtenint una sal blanca, la qual tractaren amb àcid nítric i es formà una pols groga que, en escalfar-la intensificava el color groc. La sal blanca és eltungstat de potassi:[8]
En tractar el tungstat de potassi ambàcid nítric donà l'àcid túngstic:[8]
Escalfant l'àcid túngstic s'obté l'òxid de tungstè(VI):[8]
Finalment, van poder obtenir el metall pur, reduint l'òxid amb pols de carbó, en un gresol refractari ben tapat; és a dir, aconseguint generar a l'interior del gresol una atmosfera reductora de monòxid de carboni:[8]
El 28 de setembre de 1783 presentaren el treball a les Juntes Generals sota el nom:Análisis químico del volfram, y examen de un nuevo metal, que entra en su composición.[8]
La paraula «tungstè» procedix delsuectungsten, mot compost detung ‘pesant’ isten, ‘pedra’, és a dir, ‘pedra pesant’.[9] La paraula «wolframi» procedix de l'alemanyWolfram, ‘mineral de tungstat de ferro i manganès, d'on s'extreu el tungstè’, mot compost del mot alemanyWolf ‘llop’ i del mot de l'antic alemany mitjàrâm ‘sutge’, ‘brutícia’, usat despectivament pels miners que en trobaren cercantestany.[10]
Al llibreMéthode de Nomenclature Chimique (1787), deGuyton de Morveau (1743-1794) i col., els químicsJean Henri Hassenfratz (1755-1827) iPierre Auguste Adet (1763-1832) proposaren com a símbol del tungstè unaT dins d'un cercle a partir del nom en llatí‘T’ungstenum, que fou el que elegiren els autors[11] i no el proposat pels descobridors, els germansJuan José iFausto de Elhúyar.[12] Representaren tots elsmetalls amb la primera lletra en majúscula del nom en llatí i una segona en minúscula si coincidia la primera. El 1814 el químic suecJöns J. Berzelius (1779-1848) proposà el mateix sistema de Hassenfratz i Adet, però sense el cercle per a tots els elements químics. Com en altres elements, Berzelius fe servir en diferents parts de l'article original símbols diferents, en aquest casW de ‘W’olframium iTn de ‘T’u‘n’gstenum.[13] El 1834 Berzelius considerà millor el nom wolframi perquè el mineraltungsten s'havia reanomenatscheelita i generava confusió, i anomenar al nou elementscheelium presentava dificultats en suec.[14] Aquesta proposta fou acceptada pels químics suecs i alemanys, però no pels francesos i britànics que mantingueren el nom emprat pels autors delMéthode.[15]
Durant molts d'anys es feren servir els dos noms de l'element, però el símbol que fou adoptat pels químics fou laW. El 2005 en la nova edició delRed Book de laUnió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) el nom oficial elegit foutungsten. Els químics espanyols presentaren una queixa defensant que el nom elegit pels descobridors espanyols erawolframium. Però la queixa no fou acceptada, malgrat que es permeté usarwolframio en castellà i altres llengües.[16][17]
El tungstè és un element poc abundant a l'escorça terrestre. Amb una concentració mitjana d'1ppm, ocupa la 58a posició quant a abundància dels elements químics. En els sols se'l pot trobar en concentracions entre 1 i 2,5 ppm i a l'aigua de la mar la concentració mitjana és de 90 ppt. No se'n troba a l'atmosfera.[18]
El principal productor mundial de tungstè el 2022 fou laXina amb 71.000 t, seguida delVietnam (4.800 t),Rússia (2.300 t),Bolívia (1.400 t) iRuanda (1.100 t). La producció mundial fou de 84.000 t i les reserves s'han calculat en 3,8 × 106 t.[20]
Per la seva obtenció, es fonen els minerals amb carbonat de sodi per adquirir una sal soluble que comprèn el wolframi. Posteriorment, es tracta amb àcid clorhídric per obtenir òxid de wolframi. Finalment, es redueix l'òxid per mitjà d'un corrent d'hidrogen. Així s'obté pols de wolframi que, després, es reescalfa per sinteritzar-lo, compactar-lo, forjar-lo i laminar-lo. Però a causa del seu gran temperament, s'han de fer refredaments molt lents en els recuits, fer recuits isotèrmics i temprar-lo amb dos banys.
Per obtenir-lo, en estat pur, amb la metal·lúrgia és senzill, però l'elevat punt de fusió del metall dificulta el tractament del producte final. El wolframi es pot treballar amb forjat, trefilat, extrusió i sinterització.
El tungstè és un metall no fèrric i refractari de color gris acerós brillant, amb un punt de fusió de 3.422 °C (el més alt de tots els metalls i el segon de tots els elements), un d'ebullició de 5.555 °C; molt dur i dens (densitat 19,3 g/cm³ a 20 °C); fràgil, resistent a la corrosió i de bona conductivitat elèctrica. Com que és un metall tan dur, resulta difícil de mecanitzar. Tot i això, és molt dúctil, per obtenir fils d'aquest metall es necessita emprar fileres de diamant. També té molta resistència a la tracció. Això permet treballar el ferro a temperatures extremadament altes sense perdre les seves propietats físiques.[21]
Laconfiguració electrònica del tungstè és [Xe] 4f145d46s2 i elsestats d'oxidació del tungstè són: +2, +3, +4,+5 i +6.[21] A temperatura ambient, el tungstè no reacciona amb l'aire ni amb l'oxigen. A temperatures elevades es forma l'òxid de tungstè(VI). El metall de tungstè finament dividit és pirofòric.[22]
El tungstè reacciona directament amb el fluor a temperatura ambient per formarfluorur de tungstè(VI). Amb el clor hi reacciona a 250 °C i també amb el brom per formar, respectivament,clorur de tungstè(VI) i bromur de tungstè(VI). En condicions acuradament controlades es forma clorur de tungstè(V) en la reacció entre el metall de tungstè i el clor. Sembla que el tungstè escalfat reacciona fins a cert punt amb el iode. Les reaccions són:[22]
El tungstè o es veu afectat per la majoria dels àcids ni per les bases.[22]
Es coneixen quaranta-dos isòtops del tungstè que tenennombres màssics del 157 al 197. A la natura hom en troba cinc, de nombres màssics 180, 182, 183, 184 i 186, que presenten les proporcions 0,12 %, 26,50 %, 14,31 %, 30,64 % i 28,43 %. Estables només ho són el tungstè 182 i el tungstè 184. Tanmateix, els altres tres tenenperíodes de semidesintegració superiors a l'edat de l'univers (13,8 × 10⁹ anys), per la qual cosa hom pot considerar-los també estables. Els períodes de semidesintegració són t½(180W) = 6,6 × 1017 anys, t½(183W) = 6,7 × 1020 anys i t½(186W) = 2,3 × 1019 anys.[23]
El tungstè, com que resisteix temperatures altes (és el metall amb el punt de fusió més alt 3 422 °C) i té unapressió de vapor baixíssima, fins i tot a altes temperatures, és pràcticament l'únic material utilitzat en la fabricació de filaments de les bombetes de projecció, leslàmpades halògenes, lesfluorescents, les de descàrrega d'alta intensitat, etc., i com a càtode emissor d'electrons (entubs de raigs X).[24]
El tungstè forma, junt amb el carboni i el cobalt, elcarbur de tungstè (widia), un aliatge de gran duresa que s'utilitza en la fabricació d'eines de tall com arafreses,broques,serres, corones de perforació, etc. L'addició de tungstè (en un 10 %) augmenta la duresa total dels acers d'alta velocitat (HSS, High Speed Steels) i permet treballar a altes temperatures. La bola de la punta delsbolígrafs està feta de carbur de tungstè.[24]
Quan s'afegeix tungstè a l'acer es forma unsuperaliatge molt resistent que s'empra en la fabricació dels motors dels avions i de les turbines de generació d'energia. L'acer al tungstè s'usa en la fabricació dels discos de les serres dediamant, ja que n'augmenta la resistència.[24]
El tungstè s'utilitza en la fabricació de pesos per a la pesca i enperdigons, en substitució delplom.[24] També s'utilitza en la fabricació de puntes defletxa d'alta qualitat.[cal citació]
↑Daintith, John.Facts on File Dictionary of Chemistry, 4th ed.. Nova York: Checkmark Books, 2005.
↑Stwertka, Albert.A Guide to the elements, 2nd ed.. Nova York: Oxford University Press, 2002.
↑McMaster, J. and Enemark, John H «The active sites of molybdenum- and tungsten-containing enzymes». Current Opinion in Chemical Biology, 2, 2, 1998, pàg. 201–207.DOI:10.1016/S1367-5931(98)80061-6.PMID:9667924.
↑Guyton de Morveau, L.B.; Lavoisier, A.L.; Berthollet, C.L.; Fourcroy, A.F..Méthode de Nomenclature Chimique. París: Cuchet, 1787.
↑De Luyart, J.J.; De Luyart, F.Extractos de las Juntas Generales celebradas por la Real Sociedad Bascongada de los Amigos del País, Setembre 1783, p. 46–88.
↑Berzelius, J.J. «Essay on the Cause of Chemical Proportions, and on Some Circumstances Relating to Them; Together with a Short and Easy Method of Expressing Them». Annals of Philosophy, 3, 1814, pàg. 51-62, 93–106, 244–257, 353–364.
↑Berzelius, J.J..Lehrbuch der Chemie (en alemany). 3. Dresden: Arnold, 1834, p. 120.
_Chloride.jpg)
