Tungstênio

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right|100px O tungstênio ou volfrâmio ( ou wolfrâmio ) é um elemento químico de símbolo W , número atômico 74 ( 74 prótons e 74 elétrons ) com massa atómica 183,8 u situado no grupo 6 da classificação periódica dos elementos. É um metal de transição que, à temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido.

Metal escasso na crosta terrestre, é encontrado em forma de óxido e de sais em certos minérios tais como wolframita e scheelita, entre outros. De cor branco acinzentado, brilhante, muito duro e denso, tem o ponto de fusão mais alto de todos os elementos.É utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes, em resistências elétricas , e em ligas de aço, na fabricação de ferramentas.

Foi isolado em 1783 pelos irmãos José Elhuyar e Fausto Elhuyar, na Espanha, aos quais é creditado a descoberta do elemento.

Tantálio - Tungstênio - Rênio
Mo W Sg
	Imagem:W-TableImage.png Tabela periódica

Geral

Nome, símbolo, número

Tungstênio, W, 74

Classe , série química

Metal , metal de transição

Grupo, período, bloco

6, 6 , d

Densidade, dureza

19250 kg/m³, 7,5

Cor e aparência

Branco acinzentado brilhante
Imagem:W74-thumb.jpg

Propriedades atômicas

Massa atómica

183,84 u

Raio médio^†

135 picómetro

Raio atómico calculado

193 pm

Raio covalente

146 pm

Raio de van der Waals

Sin datos

Configuração electrónica

[Xe]4f¹⁴ 5d⁴ 6s²

Estados de oxidação (óxido)

6, 5, 4, 3, 2 ( levemente ácido )

Estructura cristalina

Cúbica centrada no corpo

Propiedades físicas

Sólido

3695 K

5828 K

824 kJ/mol

35,4 kJ/mol

4,27 Pa a 3680 K

5174 m/s a 293,15 K

Informações diversas

Electronegatividade

2,36 (Pauling)

Calor específico

130 J/(kg·K)

Condutividade eléctrica

18,9 x 10⁶ m^-1·Ω^-1

Condutividade térmica

174 W/(m·K)

1° Potencial de ionização

770 kJ/mol

2° potencial de ionização

1700 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso.	AN	Meia vida	MD	ED M eV	PD
¹⁸⁰W	0,12%	1,8 x 10¹⁸ a	α	2,516	¹⁷⁶Hf
¹⁸¹W	{sin}	121,2 d	ε	0,188	¹⁸¹Ta
¹⁸²W	26,50%	W é estável com 108 neutrons
¹⁸³W	14,30%	W é estável com 109 neutrons
¹⁸⁴W	30,64%	W é estável com 110 neutrons
¹⁸⁵W	{sin}	75,1 d	β	0,433	¹⁸⁵Re
¹⁸⁶W	28,43%	W é estável com 112 neutrons

Conteúdo

1 Características principais

2 Aplicações

3 História

4 Ação biológica

5 Ocorrência e obtenção

Características principais

O tunstênio puro é um metal duro de aspecto branco a cinza. Quando muito puro pode ser cortado com uma serra de metais , forjado e trefilado ( é frágil e difícil de ser trabalhado quando impuro ). O elemento apresenta o mais elevado ponto de ebulição ( 3422°C ) , a menor pressão de vapor e a mais elevada resistência a tensão em temperaturas acima de 1650°C, entre todos os metais. Sua resistência a corrosão é excelente e só é atacado ligeiramente pela maioria dos ácidos minerais diluidos. O tungstênio quando exposto ao ar forma na sua superfície um óxido protetor, porém pode ser oxidado em alta temperatura. Quando adicionado em pequenas quantidades ao aço eleva consideravelmente a sua dureza.

Aplicações

O tungstênio é um metal com uma enorme gama de usos, largamente utilizado na forma de carbonetos ( W₂C, WC ). Os carbonetos, devido a elevada dureza, são usados para revestir brocas de perfuração de solos utilizados em mineração, indústria petrolífera e indústrias de construção. O tungstênio é extensivamente usado em filamentos de lâmpadas incandescentes e válvulas eletrônicas e, como eletrodos , porque apresenta um ponto de fusão muito elevado e pode ser transformado em fios muito finos. Outros usos:

O ponto de fusão elevado do tungstênio é apropriado para aplicações aeroespaciais, em válvulas de propulsores de mísseis e aeronaves. Por ser resistente a altas temperaturas é usado, também, em calefação, indústrias de fundição e nuclear.
As propriedades dureza e densidade tornam este metal ideal para a fabricação de ligas de metais pesados que são usados em armamentos, dissipadores de calor e , em aplicações de alta densidade tais como pesos e contrapesos.
Ferramentas de aço de alta velocidade ( Hastelloy ®, Stellite ® ) , que exigem condições drásticas de trabalho, são frequentemente combinados com tungstênio.
Superligas contendo este metal são aplicados em lâminas de turbinas, ferramentas de aço e como revestimentos de peças que exigem alta resistência.
Compostos de tungstênio são usados como substitutos do chumbo em projéteis balísticos. ( balas de armas de fogo ) Também usados em pontas de lanças e dardos.
Compostos de tungstênio são usados em catalisadores, pigmentos inorgânicos, e o dissulfeto de tungstênio como lubrificante para atuar em altas temperaturas, pois é estável até 500°C.
Como apresenta expansão térmica semelhante ao vidro de borosilicato ( pirex ), é usado para selar a união vidro-metal.
É usado em munição como penetrador cinético de energia ( APFSDS ) como uma alternativa ao urânio esgotado ( DU ).
Os óxidos são usados em esmaltes cerâmicos e os tungstatos de cálcio/magnésio são extensivamentes usados em lâmpadas fluorescentes.
O metal é usado como alvo em tubos de raio-X em radiologia geral e como elemento aquecedor ( resistência } em fornalhas elétricas.
Sais que contém tungstênio são usados em indústrias de produtos químicos e de curtumes
"Bronzes" de tungstênio ( assim chamados os óxidos de tungstênio devido a cor bronzeada ) juntamente com outros compostos são usados em tintas.
O carbeto de tunstênio tem sido utilizado recentemente para a confecção de jóias devido a sua natureza hipoalérgica e ao fato de não perder o brilho como os demais metais.

História

thumb|left|Tungsten powder A previsão da existência do tungstênio ( do sueco tung sten que significa “pedra pesada” ) foi proposta, pela primeira vez, por Peter Woulfe em 1779 examinando a wolframita, concluindo que este mineral continha uma nova substância. Em 1781 Carl Wilhelm Scheele verificou que um novo ácido poderia ser obtido da tungstenita, mineral conhecido atualmente por scheelita. Daí, Scheele e Torbern Bergman sugeriram que poderia ser possível obter um novo metal reduzindo o ácido tungstico. Em 1783 José Elhuyar e Fausto Elhuyar encontraram um ácido na wolframita que era idêntico ao ácido tungstico. No mesmo ano, na Espanha, os irmãos Elhuyar conseguiram isolar o tungnstênio a partir da redução do ácido com carvão vegetal. Aos irmãos Elhuyar foi creditado a descoberta do novo elemento.

Ação biológica

Enzimas chamadas oxiredutases usam o tungstênio de maneira similar ao molibdênio para a formação do complexo pterina- tungstênio, quimicamente semelhante a molibnopterina ( MPT }.

Em 20 de agosto de 2002 representantes do Centro para o Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos anunciaram que testes de urina de pacientes com leucemia e familiares, residentes em Fallon ( Nevada ), tinham mostrados níveis elevados de metal tungstênio no organismo. Recentemente, 16 casos de cancer em crianças foram descobertos na área de Falloon, que agora é identificada coma “área de risco de câncer”. O Dr. Carol H. Rubin, um chefe da filial do CDC, diz que os dados que indicam uma ligação entre o tungstênio e a leucemia não estão avaliados até o presente.

Ocorrência e obtenção

O tungstênio é encontrado nos minerais wolframita ( tungstato de ferro-manganês , FeWO₄/MnWO₄ ) , scheelita ( tungstato de cálcio , CaWO₄), ferberita, stalzita e huebnerita. Importantes depósitos destes minerais estão na Bolívia, na Califórnia e Colorado ( Estados Unidos ) , na China, na Áustria, em Portugal, na Rússia, e na Coréia do Sul ( com a China produzindo aproximadamente 75% da demanda mundial ). O metal é produzido comercialmente a partir da redução do óxido de tungstênio com hidrogênio ou carbono.

Compostos

O estado de oxidação mais comum do tungstênio e +6, porém exibe todos os estados de oxidação desde −2 até +6. A combinação típica do tungstênio é com o oxigênio produzindo óxido de tungstênio amarelo, WO₃, que dissolve soluções aquosas alcalinas originando íons tungstato, WO₄^2-.

A partir dos óxidos de tungstênio:

Óxidos mistos com metais alcalinos ou alcalino terrosos

Óxidos azuis, de valência mista, que são preparados por redução suave, e

Bronzes de tungstênio, de valência mista e não estequiométrico, com certa proporção de sódio.

Outros compostos de tungstênio:

Tungstatos simples

Iso e heteropoliácidos e seus sais, polioxometalatos de grande riqueza e variedade estrutural

Sulfetos e halogenetos.

Isótopos

O tungstênio tem 5 isótopos naturais, 4 dos quais são estáveis: W-182, W-183, W-184, W-186. W-180 tem meia-vida absurdamente longos e, para finalidades práticas, podem ser considerados estáveis. Outros 27 radioisótopos foram identificados, dos quais os mais estáveis são o W-181, com uma meia-vida de 121,2 dias, o W-185 com uma meia-vida de 75,1 dias, o W-188 com uma meia-vida de 69,4 dias e o W-178 com uma meia-vida de 21,6 dias. Todos os isótopos radiativos restantes tem meias-vida com menos de 24 horas, e maioria destes com menos de 8 minutos. O tungstênio apresenta também 4 metaestáveis , sendo o mais estável o W-179m ( meia-vida de 6.4 minutos ). As massas atómicas dos isótopos de tungstênio variam de 157,974 u ( W-158 ) até 189,963 u ( W-190 ).

Referências

Los Alamos National Laboratory - Tungsten

links externos

categoria:elementos químicos