الجدول الدوري والعناصر الكيميائيةالعلومالكيمياء

اكتشاف عنصر التنجستن

اقرأ في هذا المقال:

في الكيمياء يعد عنصر التنجستن أحد العناصر الكيميائية برمز W ورقم ذري مقداره 74 في الجدول الدوري، كما ويصنف معدن التنجستن كأحد المعادن الانتقالية، وهو يكون على شكل مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

 

اكتشاف عنصر  التنجستن

 

اسم التنجستن مشتق من التنجستن السويدي “للحجر الثقيل”، حيث يُشتق الرمز W من حرف (wolfram) الألماني والذي تم العثور عليه مع معدن القصدير وتداخل مع صهر القصدير، قيل أن يأكل القصدير كما يأكل الذئب الخراف، كما واكتشف الصيدلاني والكيميائي السويدي كارل فيلهلم شيل (Carl-Wilhelm Scheele) العنصر في عام 1781 ميلادي، كما وقد تم عزل التنجستن ميتال لأول مرة بواسطة الكيميائيين الإسبان فاوستو الحيار وشقيقه خوان خوسيه في عام 1783 ميلادي.

 

لقد تم اكتشاف عنصر التنجستن من قبل الكيميائيين والإخوة الإسبان خوان خوسيه وفاوستو إلهيار  في عام 1783 ميلادي في عينات من معدن الولفراميت ((Fe ، Mn) WO4)، أما اليوم يتم الحصول على التنجستن بشكل أساسي من معدن ولفراميت ومعدن سكيليت (CaWO4) باستخدام نفس الطريقة الأساسية التي طورها خوسيه والحيار.

 

كما أنه يتم سحق خامات التنجستن وتنظيفها ومعالجتها بالقلويات؛ وذلك لتكوين ثالث أكسيد التنغستن (WO3)، ثم يتم بعد ذلك تسخين ثالث أكسيد التنغستن مع الكربون أو غاز الهيدروجين (H2)، مكونًا معدن التنغستن بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو معدن التنغستن وبخار الماء (H2O).

 

في عام 1779 ميلادي فحص بيتر وولف المعدن المعروف الآن باسم الولفراميت، حيث توصل إلى أنه يجب أن يحتوي على مادة جديدة، وجد سكيل في عام 1781 ميلادي، أنه يمكن تصنيع حمض جديد من التنجستن، وقد اقترح شيل وبيرمان إمكانية الحصول على معدن جديد عن طريق اختزال هذا الحمض.

 

وجد الأخوان دي إلهيار حمضًا في ولفراميت عام 1783 ميلادي مطابقًا لحمض التنجستن (حمض التنجستيك) لشيل، وفي ذلك العام نجحوا في الحصول على العنصر عن طريق عملية اختزال هذا الحمض بالفحم، يظهر عنصر التنغستن في الولفراميت وشيليت وهويبنيرتي وفربريت.

 

توجد رواسب مهمة من التنجستن في كاليفورنيا وكولورادو وكوريا الجنوبية وبوليفيا وروسيا والبرتغال، كما ويقال إن الصين لديها حوالي نسبة 75 ٪ من موارد التنغستن في العالم، إذ يحتوي التنغستن الطبيعي على خمسة نظائر مستقرة، كما وقد تم التعرف على واحد وعشرين نظيرًا آخر غير مستقر.

 

يتم الحصول على معدن التنجستن تجاريًا من خلال عملية اختزال أكسيد التنغستن بالهيدروجين أو الكربون، بالنسبة للتنغستن النقي هو عبارة عن معدن يكون من الصلب الرمادي إلى معدن القصدير الأبيض، ويمكن أن يتم قطع التنغستن النقي جدًا باستخدام منشار وتزوي ونسج ورسم وبثق.

 

التنغستن النقي هو عبارة عن معدن رمادي فاتح أو أبيض ناعم بدرجة كافية ليتم قطعه بمنشار وقابل للدكت بما يكفي لسحبها إلى سلك أو بثقها في أشكال مختلفة، أما إذا كانت ملوثة بمواد أخرى فإنه يصبح التنجستن هشًا ويصعب التعامل معه.

 

معدن التنجستن غير النقي يكون هش ولا يمكن أن يتم تشغيله إلا بصعوبة، إذ يتمتع معدن التنجستن بأعلى نقطة انصهار بين جميع المعادن، وعند درجات حرارة تزيد عن 1650 درجة مئوية تكون أعلى مقاومة للشد، إذ يتأكسد المعدن في الهواء ويجب حمايته في درجات حرارة مرتفعة، كما ويتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل ولا يتعرض للهجوم إلا بشكل طفيف من قبل معظم الأحماض المعدنية، كما ويكون التمدد الحراري هو نفسه تقريبًا مثل زجاج البورسليكات، مما يجعل المعدن مفيدًا في موانع التسرب من الزجاج إلى المعدن.

 

يحتوي التنجستن على أعلى نقطة انصهار لجميع العناصر المعدنية وتقارب ال 3500 درجة مئوية تقريبا ويستخدم في صنع خيوط لمصابيح الإضاءة المتوهجة ومصابيح الإضاءة الفلورية وأنابيب التلفزيون، كما وأنه يتمدد التنجستن بنفس معدل زجاج البورسليكات تقريبًا ويستخدم في صناعة المعادن إلى أختام الزجاج، ويستخدم التنجستن أيضًا كهدف لإنتاج الأشعة السينية، كما ويستخدم كعناصر تسخين في الأفران الكهربائية ولأجزاء من المركبات الفضائية والصواريخ التي يجب أن تتحمل درجات حرارة عالية.

 

يتم خلط معدن التنغستن بالفولاذ لتشكيل معادن صلبة مستقرة في درجات حرارة عالية، كما تُستخدم سبائك التنغستن والصلب في صنع أشياء مثل أدوات القطع عالية السرعة وفوهات محرك الصواريخ، كربيد التنجستن (WC) وهو أحد مركبات التنجستن شديد الصلابة، يتم استخدامه في رؤوس لقم الثقب وأدوات القطع عالية السرعة وفي آلات التعدين.

 

ثاني كبريتيد التنجستن (WS2) هو عبارة عن مادة تشحيم جافة يمكن استخدامها في درجات حرارة تصل إلى 500 درجة مئوية، كما ويشكل التنجستن مركبات بالكالسيوم والمغنيسيوم لها خصائص فسفورية وتستخدم في المصابيح الفلورية.

المصدر
INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author). ‘Inorganic Chemistry’ by Catherine .E. Housecroft and Alan.G. Sharpe Pearson, 5th ed. 2018‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى