Разлика между волфрам и титан

волфрам

Номенклатура, произход и откритие

Волфрамът произлиза от шведския tung sten, или "тежък камък". Той е представен със символа W, тъй като е известен като Wolfram в много европейски страни. Това идва от немски език за "вълча пяна", тъй като ранните калайджии забелязали, че минерал, който наричат ​​волфрамит, намалява добива на калай, когато присъства в калаена руда, като по този начин изглежда, че консумира калай като вълк поглъща овца. [Ь]

През 1779 г. Питър Вулф разгледа шеелита от Швеция и откри, че съдържа нов метал. Две години по-късно Карл Вилхелм Шееле намалява волфрамовата киселина от този минерал и изолира кисел бял оксид. Още две години по-късно Хуан и Фаусто Елхуяр във Вергара, Испания, изолират същия метален оксид от идентична киселина, редуцирана от волфрамит. Те нагряват металния оксид с въглерод, като го редуцират до волфрамов метал.

Физични и химични свойства

Волфрамът е лъскав, сребристо-бял метал и има атомно число 74 в периодичната таблица с елементи и стандартно атомно тегло (A_R) от 183,84. [ii]

Той има най-високата точка на топене от всички елементи, ултра висока плътност и е много твърд и стабилен. Той има най-ниското налягане на парата, най-ниския коефициент на топлинно разширение и най-високата якост на опън от всички метали. Тези свойства се дължат на силните ковалентни връзки между волфрамовите атоми, образувани от 5d електрони. Атомите образуват телесно центрирана кубична кристална структура.

Волфрамът също е проводящ, относително химически инертен, хипоалергенен и притежава радиационно-защитни свойства. Най-чистата форма на волфрам е лесно коварна и се обработва чрез коване, екструдиране, изтегляне и синтероване. Екструдирането и изтеглянето включват съответно натискане и издърпване на горещ волфрам чрез „матрица“ (плесен), докато синтероването е смесване на волфрамов прах с други прахообразни метали за получаване на сплав.

Търговски цели

Волфрамовите сплави са изключително твърди, като волфрамов карбид, който се комбинира с керамика за образуване на "високоскоростна стомана" - това се използва за направата на тренировки, ножове и инструменти за рязане, рязане и фрезоване. Те се използват в металообработващата, добивната, дървообработващата, строителната и петролната промишленост и представляват 60% от използването на волфрам в търговската мрежа.

Волфрамът се използва в нагревателни елементи и пещи с висока температура. Среща се и в баласти в опашките на самолети, яхтени кили и състезателни коли, както и в тежести и боеприпаси.

Калциевите и магнезиевите волфрами са били използвани обикновено за нишки в крушки с нажежаема жичка, но се считат за енергийно неефективни. Волфрамовата сплав обаче се използва в нискотемпературни свръхпроводящи вериги.

Кристалните волфрами се използват в ядрената физика и ядрената медицина, рентгеновите и катодни лъчеви тръби, електродъговите заваръчни електроди и електронните микроскопи. Волфрамов триоксид се използва в катализатори, като например този, използван в електроцентралите, които работят на въглища. Други волфрамови соли се използват в химическата и дъбилната промишленост.

Някои сплави се използват като бижута, докато е известно, че образуват постоянни магнити, а някои свръх сплави се използват като устойчиви на износване покрития.

Волфрамът е най-тежкият метал, който има биологична роля, но само в бактериите и археите. Използва се от ензим, който редуцира карбоксилните киселини до алдехиди. [III]

титан

Номенклатура, произход и откритие

Титанът произлиза от думата "титани", синове на земната богиня в гръцката митология. Преподобният Уилям Грегор, любител геолог, забеляза, че черен пясък от поток в Корнуол от 1791 г. е привлечен от магнит. Той го анализира и научи, че пясъкът съдържа железен оксид (обясняващ магнетизма), както и минерал, известен като менаханит, който той е извел, е направен от неизвестен бял метален оксид. Това той докладва на Кралското геоложки общество в Корнуол.

През 1795 г. пруският учен Мартин Хайнрих Клапрот от Бойник изследва червена руда, известна като Schörl от Унгария, и посочва елемента на неизвестния оксид, който съдържа, Титан. Той също така потвърди наличието на титан в менаханит.

Съединението TiO₂ е минерал, известен като рутил. Титанът се среща и в минералите илменит и сфен, намира се главно в магматични скали и утайки, получени от тях, но също така се разпространява в цялата земна литосфера.

Чистият титан е произведен за първи път от Матю А. Хънтър през 1910 г. в Политехническия институт Rensselaer чрез нагряване на тетрахлорид на титан (произведен чрез нагряване на титанов диоксид с хлор или сяра) и натриев метал в това, което сега е известно като Хънтър процес. След това Уилям Джъстин Крол редуцира титаниевия тетрахлорид с калций през 1932 г. и по-късно усъвършенства процеса, използвайки магнезий и натрий. Това позволи титанът да се използва извън лабораторията и това, което сега е известно като процес на Kroll, все още се използва в търговската мрежа.

Титанът с много висока чистота се получава в малки количества от Антон Едуард ван Аркел и Ян Хендрик де Бур при процеса на йодид или кристал през 1925 г. чрез взаимодействие на титан с йод и отделяне на парите, образувани върху гореща нишка. [Iv]

Физични и химични свойства

Титанът е твърд, лъскав, сребристо-бял метал, представен със символа Ti на периодичната таблица. Той има атомно число 22 и стандартно атомно тегло (A_R) от 47.867. Атомите образуват шестоъгълна кристално затворена структура, което води до това, че металът е здрав като стоманата, но много по-малко плътен. Всъщност титанът има най-високото съотношение на якост и плътност от всички метали.

Титанът е пластичен в среда без кислород и може да издържи на екстремни температури поради сравнително високата си точка на топене. Той е немагнитен и има ниска електрическа и топлопроводимост.

Металът е устойчив на корозия в морска вода, кисела вода и хлор, както и добър отражател на инфрачервено лъчение. Като фотокатализатор той освобождава електрони в присъствието на светлина, които реагират с молекулите, за да образуват свободни радикали, които убиват бактериите. [V]

Титанът се свързва добре с костите и е нетоксичен, въпреки че финият титанов диоксид е съмнителен канцероген. Цирконият, най-разпространеният изотоп на титан, има много различни химични и физични свойства.

Търговски цели

Титанът се използва най-често под формата на титанов диоксид, който е основен компонент на ярко бял пигмент, намиращ се в бои, пластмаси, емайли, хартия, паста за зъби и хранителната добавка Е171, която избелва сладкарски изделия, сирена и глазури. Титановите съединения са компонент от слънцезащитни и димни кремове, използват се в пиротехниката и подобряват видимостта в слънчевите обсерватории. [VI]

Титанът се използва също в химическата и нефтохимическата промишленост и разработването на литиеви батерии. Някои титанови съединения образуват катализаторни компоненти, например използвани в производството на полипропилен.

Titanium е известен със своята употреба в спортни уреди като тенис ракети, голф клубове и рамки за велосипеди и електронно оборудване като мобилни телефони и лаптопи. Хирургическите му приложения включват използване в ортопедични импланти и медицински протези.

Когато се легира с алуминий, молибден, желязо или ванадий, титанът се използва за покриване на режещи инструменти и защитни покрития или дори в бижута или като декоративно покритие. титанов двуокис₂ покрития върху стъклени или керемидени повърхности могат да намалят инфекциите в болниците, да предотвратят замъгляване на огледалата за странично виждане в моторните превозни средства и да намалят натрупването на замърсявания върху сгради, настилки и пътища.

Титанът представлява важна част от структурите, изложени на морска вода, като инсталации за обезсоляване, корпуси на кораби и подводници и шахти на витла, както и тръби за кондензатор на електроцентрали. Други приложения включват изработка на компоненти за космическата и транспортната промишленост и военните, като самолети, космически кораби, ракети, броня, двигатели и хидравлични системи. Провеждат се изследвания, за да се определи годността на титан като материал за контейнери за съхранение на ядрени отпадъци. IV

Ключови разлики между волфрам и титан

• Волфрамът произхожда от минералите шеелит и волфрамит. Титанът се намира в минералите илменит, рутил и сфен.
• Волфрамът се получава чрез намаляване на волфрамовата киселина от минерала, изолиране на металния оксид и редуциране до метал чрез нагряване с въглерод. Титанът се получава чрез образуване на тетрахлорид на титан чрез хлоридни или сулфатни процеси и нагряване с магнезий и натрий.
• Волфрамът е номер 74 на периодичната таблица, с относително атомно тегло 84. Титанът е номер 22, с относително атомно тегло 47.867.
• Волфрамовите атоми образуват центрирана в тялото кубична кристална структура. Титановите атоми образуват шестоъгълна кристално затворена структура.
• Волфрамът е изключително силен, твърд и плътен. Титанът е много силен и твърд и има много по-ниска плътност.
• Волфрамът е леко магнитен и слабо електропроводим. Титанът е немагнитен и по-малко електропроводим.
• Волфрамът не е устойчив на корозия в солената вода като титан и не е фотокатализатор като титан.
• Волфрамът има биологична роля, но титанът не го прави.
• Волфрамът е ковък в най-чистата си форма. Титанът е пластичен в среда без кислород.

Волфрамът се използва в нагревателни елементи, тежести, нискотемпературни свръхпроводящи вериги и има приложения в ядрената физика и електрон-излъчващите устройства. Титанът се използва в бели пигменти, спортна екипировка, хирургични импланти и морски структури.