Tungsten At Titanium

Tungsten

Nomenclature, pinagmulan at pagtuklas

Ang Tungsten ay nagmula sa Suweko tung sten, o '' mabigat na bato ''. Ito ay kinakatawan ng simbolo W, dahil ito ay kilala bilang Wolfram sa maraming mga bansa sa Europa. Ito ay nagmula sa Aleman para sa '' foam ng lobo '', nang maunawa ng mga naunang minero na ang isang mineral na tinawag nilang wolframite ay nabawasan ang pag-aanak ng lata kapag naroon sa lata ng mineral, kaya tila kumakain ng lata tulad ng isang lobo na umuubos ng mga tupa. [i]

Noong 1779, sinuri ni Peter Woulfe ang sheelite mula sa Sweden at natuklasan na naglalaman ito ng isang bagong metal. Pagkalipas ng dalawang taon, inalis ni Carl Wilhelm Scheele ang tungstic acid mula sa mineral na ito at naghiwalay ng acidic white oxide. Pagkaraan ng dalawa pang dalawang taon, sina Juan at Fausto Elhuyar sa Vergara, Espanya, na ihiwalay ang parehong metal oksido mula sa isang identical acid na nabawasan mula sa wolframite. Pinainit nila ang metal oksido na may carbon, na binabawasan ito sa metal na tungsten.

Pisikal at kemikal na mga katangian

Tungsten ay isang makintab, kulay-pilak-puting metal at may atomic number 74 sa periodic table ng mga elemento at isang karaniwang atomic weight (A_r) ng 183.84. [ii]

Ito ay may pinakamataas na temperatura ng pagkatunaw ng lahat ng mga elemento, ultra-high density at napakahirap at matatag. Ito ay may pinakamababang presyon ng singaw, pinakamababang coefficient ng thermal expansion at pinakamataas na lakas ng tensile ng lahat ng riles. Ang mga katangian na ito ay dahil sa malakas na mga covalent bond sa pagitan ng mga tungsten atoms na nabuo ng 5d na mga electron. Ang mga atoms ay bumubuo ng katawan na nakasentro ng kubiko na kristal na istraktura.

Tungsten din kondaktibo, relatibong chemically hindi gumagalaw, hypoallergenic at nagtataglay ng radiation shielding properties. Ang purest form ng Tungsten ay madaling malleable at nagtrabaho sa pamamagitan ng forging, extruding, pagguhit at sintering. Ang pagpasok at pagguhit ay kinabibilangan ng pagtulak at paghila, ayon sa pagkakabanggit, ng mainit na Tungsten sa pamamagitan ng isang "mamatay" (amag), habang ang sintering ay ang paghahalo ng Tungsten pulbos sa iba pang mga pulbos na metal upang makabuo ng isang haluang metal.

Mga paggamit ng komersyal

Ang mga haluang metal ng Tungsten ay napakahirap, tulad ng tungsten carbide, na sinamahan ng mga keramika upang bumuo ng '' high speed steel '' - ginagamit ito upang magamit ang mga drills, kutsilyo at paggupit, paglalagari at mga tool sa paggiling. Ang mga ito ay ginagamit sa mga metal-working, mining, woodworking, construction at petroleum industries at account para sa 60% ng paggamit ng tungsten komersyal.

Ang Tungsten ay ginagamit sa mga elemento ng pag-init at mataas na temperatura na mga hurno. Nakikita rin ito sa mga ballast sa mga buntot ng sasakyang panghimpapawid, yacht keel at karera ng kotse, pati na rin ang mga timbang at bala.

Ang kaltsyum at magnesium tungstates ay karaniwang ginagamit para sa mga filament sa mga bombilya na maliwanag na maliwanag, ngunit itinuturing na walang kakayahang enerhiya. Gayunpaman, ang alloy ng Tungsten ay ginagamit sa mababang-temperatura superconducting circuits.

Ang Crystal tungstates ay ginagamit sa nuclear physics at nuclear medicine, X-ray at cathode ray tubes, arc-welding electrodes at microscopes ng elektron. Ang Tungsten trioxide ay ginagamit sa mga catalyst, tulad ng ginagamit sa mga planta ng kuryente na tumatakbo sa karbon. Ang iba pang mga tungsten asing-gamot ay ginagamit sa industriya ng kemikal at pangungulti.

Ang ilang mga haluang metal ay ginagamit bilang alahas, habang ang isa ay kilala na bumubuo ng permanenteng magneto at ang ilang mga superalloy ay ginagamit bilang wear-resistant coatings.

Ang Tungsten ay ang heaviest metal na may biological na papel, ngunit lamang sa bakterya at archaea. Ito ay ginagamit ng isang enzyme na binabawasan ang carboxylic acids sa aldehydes. [iii]

Titan

Nomenclature, pinagmulan at pagtuklas

Ang titan ay nagmula sa salitang '' Titans '', mga anak ng diyosang Daigdig sa mga mitolohiyang Griyego. Ang kagalang-galang na si William Gregor, isang amateur geologist, ay napansin na ang itim na buhangin sa pamamagitan ng isang stream sa Cornwall, 1791, ay naakit sa magnet. Sinuri niya ito at natutunan na ang buhangin ay naglalaman ng iron oxide (nagpapaliwanag ng pang-akit), pati na rin ang isang mineral na kilala bilang menachanite, na nakuha niya na ginawa ng isang hindi kilalang puting metal na oksido. Ito ang iniulat niya sa Royal Geological Society ng Cornwall.

Noong 1795, sinaliksik ng siyentipikong Prussian na si Martin Heinrich Klaproth mula sa Boinik ang isang pulang mineral na kilala bilang Schörl mula sa Hungary at pinangalanan ang elemento ng hindi kilalang oksido na nilalaman nito, Titanium. Kinumpirma rin niya ang pagkakaroon ng titan sa menachanite.

Ang tambalang TiO₂ ay isang mineral na kilala bilang rutile. Ang titan ay nangyayari rin sa mga mineral na ilmenite at sphene, na matatagpuan sa pangunahing mga igneous rock at sediments na nagmula sa kanila, ngunit ay ipinamamahagi din sa buong lithosphere ng Daigdig.

Ang dalisay na titan ay unang ginawa ni Matthew A. Hunter noong 1910 sa Rensselaer Polytechnic Institute sa pamamagitan ng pag-init ng titan tetrachloride (ginawa ng pagpainit ng titan dioxide na may murang luntian o asupre) at sosa metal sa tinatawag na ngayon bilang proseso ng Hunter. Pagkatapos ay binawasan ni William Justin Kroll ang titan tetrachloride na may calcium noong 1932 at pagkatapos ay pinuhin ang proseso gamit ang magnesium at sodium. Pinapayagan nito ang titan na magamit sa labas ng laboratoryo at kung ano ang kilala ngayon bilang proseso ng Kroll ay ginagamit pa rin sa komersyo ngayon.

Ang napakataas na kadalisayan ng titan ay ginawa sa mga maliliit na dami ng Anton Eduard van Arkel at Jan Hendrik de Boer sa iodide o kristal na proseso sa 1925 sa pamamagitan ng pagtugon sa titan sa yodo at paghihiwalay ng mga singaw na nabuo sa isang mainit na filament. [Iv]

Pisikal at kemikal na mga katangian

Titan ay isang hard, makintab, kulay-pilak-puting metal na kinakatawan ng simbolo Ti sa periodic table. Ito ay may atomic number 22 at isang karaniwang atomic weight (A_r) ng 47.867.Ang mga atoms ay bumubuo ng isang hexagonal na istrakturang istraktura ng kristal na nagreresulta sa metal na kasing lakas ng bakal, ngunit mas mababa ang siksik. Sa katunayan, ang Titanium ay may pinakamataas na lakas-sa-density ratio ng lahat ng mga metal.

Ang titan ay malagkit sa isang kapaligiran na walang oksiheno at maaaring mapaglabanan ang matinding temperatura dahil sa mataas na lebel ng pagkatunaw nito. Ito ay di-magnetic at may mababang electrical at thermal conductivities.

Ang metal ay lumalaban sa kaagnasan sa tubig-dagat, acidic na tubig at kloro, pati na rin ang isang mahusay na reflector ng infrared radiation. Bilang isang photocatalyst, naglalabas ito ng mga elektron sa pagkakaroon ng liwanag, na tumutugon sa mga molecule upang bumuo ng mga libreng radical na pumatay ng bakterya. [v]

Ang titan ay nagkokonekta ng mabuti sa buto at hindi nakakalason, bagaman ang pinong titan dioxide ay pinaghihinalaang pukawin ang kanser. Ang zirconium, ang pinakakaraniwang titan isotope, ay may maraming iba't ibang kemikal at pisikal na katangian.

Mga paggamit ng komersyal

Ang titan ay karaniwang ginagamit sa anyo ng titan dioxide, na isang pangunahing bahagi ng isang maliwanag na puting pigment na natagpuan sa paints, plastik, enamels, papel, toothpaste at ang pagkaing additive na E171 na whitens confectionary, cheeses at icings. Ang mga titan compounds ay isang bahagi ng sunscreens at smokescreens, ay ginagamit sa pyrotechnics at mapabuti ang kakayahang makita sa solar observatories. [vi]

Ginagamit din ang titan sa industriya ng kemikal at petrochemical at pag-unlad ng mga baterya ng lithium. Ang ilang mga titan compound ay bumubuo ng mga bahagi ng katalista, halimbawa na ginagamit sa produksyon ng polypropylene.

Ang titan ay kilala para sa paggamit nito sa pampalakasan lansungan tulad ng tennis rackets, golf club at bisikleta frame at elektronikong kagamitan tulad ng mga mobile phone at laptops. Kasama sa mga kirurhiko aplikasyon ang paggamit sa mga implant sa ortopedik at medikal na mga prosteyt.

Kapag pinahiran ng aluminyo, molibdenum, bakal o vanadium, ginamit ang titan upang magsuot ng mga tool sa paggupit at proteksiyon na pintura o kahit na sa mga alahas o bilang pandekorasyon. TiO₂ Ang mga coatings sa salamin o tile ibabaw ay maaaring mabawasan ang mga impeksiyon sa mga ospital, maiwasan ang pag-fog ng mga salamin ng side-view sa mga sasakyang de-motor at bawasan ang dumi na build-up sa mga gusali, mga pavement at mga kalsada.

Ang titan ay isang mahalagang bahagi ng mga istruktura na nakalantad sa tubig-dagat, tulad ng mga halaman ng desalination, barko at submarine hulls at propeller shafts, pati na rin ang mga planta ng pampalapot ng power plant. Kabilang sa iba pang gamit ang paggawa ng mga bahagi para sa mga aerospace at transportasyon industriya at militar, tulad ng sasakyang panghimpapawid, spacecraft, missiles, armor plating, engine at haydroliko system. Ang pananaliksik ay isinasagawa upang matukoy ang pagiging angkop ng titan bilang isang nuclear waste storage material na lalagyan. iv

Mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng tungsten at titan

• Ang Tungsten ay nagmula sa mga mineral na scheelite at wolframite. Ang titan ay matatagpuan sa mga mineral na ilmenite, rutile at sphene.
• Ang Tungsten ay ginawa ng pagbawas ng tungstic acid mula sa mineral, paghihiwalay sa metal oksido at pagbawas nito sa metal sa pamamagitan ng pag-init sa carbon. Ang titan ay ginawa sa pamamagitan ng pagbubuo ng titan tetrachloride sa pamamagitan ng proseso ng chloride o sulphate at pagpainit ito sa magnesium at sodium.
• Ang Tungsten ay bilang 74 sa periodic table, na may kamag-anak atomic weight 84. Ang titan ay numero 22, na may kamag-anak atomic weight 47.867.
• Ang mga atomo ng Tungsten ay bumubuo ng isang body-centered na kubiko na kristal na istraktura. Ang mga atomo ng titan ay bumubuo ng isang heksagonal na istraktura ng istereklado na kristal.
• Tungsten ay lubhang malakas, mahirap at siksik. Ang titan ay napakalakas at mahirap at may mas mababang density.
• Ang Tungsten ay bahagyang magnetic at bahagyang electrically kondaktibo. Ang titan ay di-magnetic at mas mababa electrically kondaktibo.
• Ang Tungsten ay hindi tulad ng kaagnasan-lumalaban sa tubig-alat bilang titan at hindi isang photocatalyst tulad ng titan.
• Tungsten ay may isang biological papel, ngunit titan ay hindi.
• Tungsten ay malleable sa kanyang purest form. Ang titan ay ductile sa isang kapaligiran na walang oksiheno.

Ang Tungsten ay ginagamit sa mga elemento ng heating, weights, mababang temperaturang superconducting circuits at may mga application sa nuclear physics at elektron na nagpapalabas ng mga aparato. Ang titan ay ginagamit sa mga puting pigment, sports equipment, surgical implants at marine structures.