Objav: Carl Wilhelm Scheele (1781)
Izolácia: Juan José Elhuyar a Fausto Elhuyar (1783)
Pomenoval: Juan José Elhuyar, Fausto Elhuyar
Kľúčové vlastnosti
Atómová hmotnosť
183.841 u
Atómový polomer
135 pm
Hustota
19250 kg/m³
Elektronegativita
2.36
Ionizačná energia
770 kJ/mol
Elektrónová afinita
78.76 kJ/mol
História objavenia
Švédsky chemik CARL WILHELM SCHEELE v roku 1781 skúmal ťažký biely minerál, ktorý sa vo Švédsku nazýval tungsten, teda ťažký kameň. Zistil, že obsahuje vápnik a novú kyselinu, dnes kyselinu volfrámovú. Minerál sa na jeho počesť nazýva scheelit. Švédsky chemik TORBERN BERGMAN v tom istom roku usúdil, že z kyseliny sa dá získať nový kov.
Kov pripravili v roku 1783 v Bergare španielski chemici, bratia JUAN JOSÉ a FAUSTO ELHUYAROVCI. Rovnakú kyselinu získali z minerálu volframitu a zredukovali ju dreveným uhlím. Nový kov nazvali volfrám podľa minerálu. Nemecký názov volframitu Wolf Rahm možno preložiť ako vlčia špina. Baníci tak nazývali rudu, s ktorou sa pri tavení cínovej rudy strácala časť cínu. Slovenčina prevzala názov volfrám z nemčiny, angličtina prvok nazýva tungsten.
Elektrónová konfigurácia
Výskyt v prírode
Zlúčeniny a minerály
Výskyt a výroba volfrámu link
Volfrám je sivobiely, veľmi tvrdý a ťažký kov. Má najvyššiu teplotu topenia zo všetkých kovov, 3422 °C. Jeho hustota 19,25 g/cm³ je takmer rovnaká ako hustota zlata. Rudami volfrámu sú volframit (Fe,Mn)WO₄ a scheelit CaWO₄. Ruda sa spracuje na oxid volfrámový a ten sa pri vysokej teplote redukuje vodíkom:
\( \ce{WO3 + 3 H2 ->[t] W + 3 H2O} \)
Vzniká kovový prášok, z ktorého sa lisovaním a spekaním vyrábajú tyče a drôty. Roztaviť volfrám by si vyžadovalo teplotu vyššiu ako 3400 °C.
Využitie volfrámu link
Vysoká teplota topenia a malé odparovanie aj pri veľmi vysokej teplote predurčili volfrám na vlákna žiaroviek. Z volfrámu sa vyrábajú aj elektródy na zváranie a anódy röntgenových lámp, ktoré sa pri dopade elektrónov silno zahrievajú.
Ako prísada do ocelí zvyšuje volfrám ich tvrdosť aj pri vysokej teplote. Používa sa v rýchlorezných oceliach na nástroje na obrábanie kovov. Zliatiny volfrámu s niklom a železom majú veľkú hustotu, preto sa z nich vyrábajú závažia a tienenie proti žiareniu. Najviac volfrámu sa však spotrebuje vo forme karbidu volfrámu.
Zlúčeniny volfrámu link
Volfrám tvorí zlúčeniny najmä s oxidačným číslom VI. Chemicky sa veľmi podobá molybdénu.
Oxid volfrámový a volfrámany link
Oxid volfrámový WO₃ je žltá látka a hlavný medziprodukt pri výrobe volfrámu. Je kyselinotvorný, s roztokmi hydroxidov tvorí volfrámany:
\( \ce{WO3 + 2 KOH -> K2WO4 + H2O} \)
Okyslením roztoku volfrámanu sa vyzráža žltá kyselina volfrámová H₂WO₄, ktorá je vo vode nerozpustná.
Tenká vrstva oxidu volfrámového mení farbu pri prechode elektrického prúdu. Pod malým napätím sa časť atómov volfrámu redukuje a žltá vrstva zmodrie, takže prepúšťa menej svetla. Po prepólovaní sa vráti do pôvodného stavu. Na tomto jave, nazývanom elektrochromizmus, fungujú stmievateľné okná budov.
Karbid volfrámu link
Karbid volfrámu WC vzniká zlučovaním volfrámu s uhlíkom pri teplote 1400 až 2000 °C:
\( \ce{W + C ->[t] WC} \)
Tvrdosťou sa vyrovná korundu a odoláva vysokej teplote. Je však krehký. Zrná karbidu volfrámu sa preto spekajú s kobaltom, ktorý ich spojí do pevnejšieho materiálu. Tento spekaný karbid je surovinou na rezné nástroje, vrtáky a frézy, ktoré obrábajú aj kalenú oceľ.
