iso:isotopo NA: abbondanza in natura TD:tempo di dimezzamento DM: modalità di decadimento DE: energia di decadimento in MeV DP: prodotto del decadimento
Nel1961 laIUPAC dichiarò ammissibili entrambi i nomi (quello di volframio preferibile nei composti).
In forma pura trova ampio impiego in applicazioni elettriche ed i suoi composti sono ampiamente usati nell'industria. L'esempio più notevole del suo utilizzo è la produzione dei filamenti dellelampade ad incandescenza (e questo è dovuto al fatto che è il metallo con il più alto punto di fusione), ma le sueleghe sono usate anche nell'industria aerospaziale.
Il nome "tungsteno" (o "tunsteno") deriva dallosvedesetung sten, "pietra pesante", termine coniato nel1751 dallo svedeseAxel Fredrik Cronstedt, che chiamò così un minerale da lui scoperto oggi noto comescheelite[3]. Nello svedese odierno il suo nome è peròwolfram, da cui deriva l'italiano "volframio" (o "wolframio"), a sua volta derivato daltedescoWolf Ram, "sporcizia di lupo", perché tale minerale nero riduce il pregio dei filoni di stagno in cui è presente.[4] Nel tedesco odierno è usato anche il nomeTungsten.
Il tungsteno puro ha un colore che varia dal grigio acciaio al bianco, ed è molto duro. Si può tagliare con un seghetto per metalli quando è molto puro, mentre se è impuro è molto fragile e difficile da lavorare; il tungsteno viene ottenuto tramitesinterizzazione in quanto dotato di una temperatura di fusione troppo elevata per poter essere colato. Successivamente viene lavorato tramiteforgiatura,trazione oestrusione. Ilpunto di fusione del tungsteno è il più alto di tutti gli elementi puri (3422°C): sue sono anche la più bassapressione di vapore e la più alta resistenza alla trazione a temperature oltre i1650°C fra tutti gli elementi chimici.
Ha una ottima resistenza alla corrosione, la maggior parte degliacidi minerali lo intacca solo debolmente. Sul tungsteno metallico si forma uno strato protettivo di ossido all'aria, ma questa protezione viene meno alle alte temperature, a cui l'ossidazione non viene fermata.
Il tungsteno ha una vasta gamma di usi, di cui il più diffuso è senz'altro comecarburo di tungsteno (W2C, WC) neicarburi cementati. Questi materiali sono molto resistenti all'usura e sono usati nella lavorazione degli altri metalli, nell'industriamineraria,petrolifera e delle costruzioni. Il tungsteno si usa anche per i filamenti dellelampadine ad incandescenza e dellevalvole termoioniche, e per vari tipi dielettrodi, perché si può ridurre in filamenti molto sottili che hanno un alto punto di fusione.Il carburo di tungsteno si sta usando da non molto tempo anche per bigiotteria e gioielleria grazie alle sue caratteristiche di resistenza al graffio e all'usura.
Altri usi:
le sue proprietà di densità e durezza lo rendono il candidato ideale perleghe pesanti usate in armamenti, dissipatori di calore e sistemi di pesi e contrappesi;
molto utilizzato nella pesca a mosca per la riproduzione di artificiali come ninfe e streamer;
utilizzato nel tiro con l'arco, nella produzione di punte per frecce da competizione, grazie all'alto peso specifico ed alla durezza;
è ideale per lefreccette, di cui arriva a costituire l'80% del peso;
gliacciai rapidi sono spesso delle leghe di tungsteno; ne possono contenere fino al 18%;
superleghe contenenti questo metallo sono usate in pale diturbine, utensili d'acciaio e parti meccaniche o rivestimenti resistenti all'usura;
composti chimici del tungsteno si usano incatalizzatori, pigmenti inorganici elubrificanti ad alta temperatura (disolfuro di tungsteno), stabili fino a500 °C;
poiché il coefficiente didilatazione termica del tungsteno è molto vicino a quello delvetro e alboro silicato, si usa il tungsteno per giunture stagne vetro-metallo;
data la sua grande capacità di schermare le radiazioni (10 volte superiore a quella del piombo) viene utilizzato in applicazioni ove sia richiesta una buona capacità di assorbimento congiunta a dimensioni ridotte. Esso è inoltre lavorabile con più facilità del piombo ed è meno inquinante e più resistente (caratteristiche che ne rendono possibile l'uso sottomarino);
sotto forma di politungstato di sodio è utilizzato come liquido pesante per valutare la densità dei materiali, in particolare per valutazioni gemmologiche;
è utilizzato nelle frese chirurgiche per osso e dentali, nella forma dicarburo di tungsteno;
è largamente utilizzato negli utensili per asportazione di truciolo nella forma dicarburo di tungsteno sinterizzato noto con la denominazione diWidia;
Si sta valutando la possibilità di utilizzare il tungsteno al posto delpiombo per realizzare i corpetti di protezione dalle radiazioni, utilizzati inradiologia;
sotto forma di pasta di tungsteno di alta densità è utilizzata nella pesca sportiva per bilanciare esche e terminali e, inoltre, rende il filo da pesca affondante se fatto passare dentro questa pasta durante l'imbobinamento.
Altri vari usi marginali: gli ossidi di tungsteno si usano nei rivestimenti ceramici, e i tungstati dicalcio emagnesio sono usati diffusamente nelle lampade fluorescenti. Questo metallo si usa anche nei bersagli perraggi X e negli elementi riscaldanti per forni elettrici. Sali contenenti tungsteno sono usati in chimica e per laconcia delle pelli. Ibronzi al tungsteno (ossidi colorati di tungsteno) sono pigmenti usati, con altri composti, nelle vernici e nei colori.A partire dagli anni 2000 viene utilizzato in alternativa al piombo per il caricamento di munizioni da caccia.
Il tungsteno è utilizzato anche nella fabbricazione di bigiotteria e gioielleria, per la suaipoallergenicità e per la capacità, dovuta alla sua estrema durezza, di mantenersi lucido molto più a lungo di qualunque altro metallo.[7]
A causa del peso specifico simile all'oro, viene a volte usato dai falsari per produrre lingotti falsi, costituiti da un'anima di tungsteno ricoperta d'oro.
Immerso in atmosfera diazoto liquido insieme a scariche elettriche ad alta tensione, il tungsteno si appuntisce fino ad arrivare ad una punta con lo spessore di un singolo atomo. Potrebbe essere usato permicroscopi ad effetto tunnel.[7]
La sua esistenza fu ipotizzata per la prima volta nel1779 daPeter Woulfe, che esaminando la wolframite dedusse che doveva contenere un nuovo elemento. Nel1781Carl Wilhelm Scheele verificò che dallatungstenite si poteva produrre un nuovo acido, che chiamaronoacido tungstico. Scheele eTorbern Bergman ipotizzarono quindi che dallariduzione dell'acido tungstico si sarebbe potuto isolare un nuovo metallo.
Nel1783 gli spagnoliJuan José Delhuyar eFausto Delhuyar ottennero dalla wolframite un acido identico all'acido tungstico e più tardi nello stesso anno isolarono il tungsteno metallico riducendo l'acido tungstico con il carbone. A loro è quindi accreditata la scoperta dell'elemento.
Durante laseconda guerra mondiale il tungsteno giocò un grande ruolo economico e politico. IlPortogallo, principale produttore europeo di wolframite subì pressioni da entrambi i fronti; date le sue proprietà meccaniche e la sua resistenza il tungsteno è un metallo ideale per la produzione di armi, specialmente proiettili perforanti in grado di penetrare anche le blindature più solide[8].
Gruppo uno: comprende leghe di tungsteno fuse ad arco pure o legate con renio o molibdeno.
Gruppo due: tungsteno di purezza commerciale, con grani equiassici e temperatura di ricristallizzazione dipendente dalla dimensione dei grani stessi.
Gruppo tre: comprende le leghe di tungsteno drogato con alluminio, potassio e silicio adatte alla produzione di filamenti perché a grani orientati (AKS) e leghe pure indurite con dispersioni diossido di torio, caratterizzate da un alto grado di emissione termoionica. Ultimamente, a causa della nota radioattività del torio, si preferisce sostituire tali leghe con altre contenenti ossidi di terre rare (principalmente ittrio e cesio) e zirconio.
Esistono poi leghe definiteTungsten Heavy-Metal Alloys, o WHAs, adatte per applicazioni massive quali contrappesi, zavorre, componenti per giroscopi e componenti per schermature anti radiazioni. I principali agenti leganti sonometalli di transizione ad alto peso molecolare quali molibdeno, nichel, ferro, cobalto e più raramente rame. Essi portano ad un indurimento per soluzione solida e il cobalto, in aggiunta al nichel, porta a un indurimento per precipitazione di composti intermetallici (principalmente Co3W), soprattutto dopo un trattamento di invecchiamento.
Industrialmente viene prodotto per riduzione dell'ossido di tungsteno conidrogeno ocarbonio.
In natura il Tungsteno (dove non si trova libero, ma in composti di norma corrispondenti al suostato di ossidazione +6) è un elemento relativamente raro costituendo circa il 5 × 10−4% della crosta terrestre
Il più comunestato d'ossidazione del tungsteno nei suoi composti è +6, benché nella gamma dei suoi composti presenta tutti i numeri di ossidazione compresi tra −2 e +6. Tipicamente si combina con l'ossigeno a dare l'ossido tungstico, WO3, che si scioglie insoluzioniacquosealcaline trasformandosi inione tungstato WO2−4.
Le soluzioni acquose di tungstato sono note per formare poliossoanioni in ambiente neutro o acido. A mano a mano che l'acidità aumenta, lo ione tungstato dapprima si converte nell'anione solubile, metastabile,paratungstato A, W7O6−24, che in tempi dell'ordine delle ore o dei giorni si converte nel meno solubileparatungstato B, H2W12O10−42.
Un'ulteriore acidificazione produce, a raggiungimento dell'equilibrio, l'anionemetatungstato, H2W12O6−40, molto solubile. Lo ione metatungstato ha la geometria di un aggregato simmetrico composto da dodici ottaedri di ossigeno e tungsteno, noto comeanione di Keggin.
Molti altri poliossoanioni esistono come specie metastabili. L'inclusione di un atomo diverso, come ad esempio il fosforo, al posto degli idrogeni centrali del metatungstato produce un'ampia gamma di cosiddettieteropolianioni.
Il tungsteno in natura si presenta come una miscela di cinqueisotopi, di cui quattro sonostabili;182W,183W,184W,186W. L'isotopo180W è invece instabile, ma la suaemivita è talmente lunga da poter essere considerato stabile a tutti gli effetti pratici. Sono noti altri 27isotopi radioattivi, di cui i più stabili sono181W (emivita di 121,2 giorni),185W (75,1 giorni),188W (69,4 giorni) e178W (21,6 giorni). Tutti gli altri isotopi hanno emivite inferiori alle 24 ore e la maggior parte di essi inferiore a 8 minuti. Il tungsteno ha inoltre 4stati metastabili, di cui il più stabile è179 mW (emivita: 6,4 minuti).Gli isotopi del tungsteno hannopesi atomici compresi tra157,974 u (158W) e 189,963 u (190W).
L'acido tungstico è utilizzato in laboratorio per generare crisi convulsive.
Benché i suoi composti siano sospetti di tossicità, una relazione tra il tungsteno e l'insorgere dellaleucemia non è stata ancora dimostrata. È invece stato provato da almeno uno studio scientifico condotto su cavie animali il collegamento tra ilrabdomiosarcoma e l'amalgama di tungsteno depositato nei muscoli, eventualità possibile nel caso di contatto con armi e proiettili speciali.[12]
^abTungsteno, sutavolaperiodica.altervista.org.URL consultato il 18 agosto 2016.
^Alessandro Giraudo,Storie straordinarie delle materie prime, 2019, pag.220Il tungsteno: dal "fior di pesco" a metallo essenziale per la guerra, trad. Sara Principe, add editore, Torino,ISBN 978 88 6783 236 1
