Плотность вольфрама
Плотность вольфрама и другие его физические свойства
На механические свойства вольфрама сильно сильное влияние оказывает наличие примесей: чистый металл – пластичный, а содержащий даже небольшую долю примесей азота и кислорода – хрупкий и ломкий.
Рис. 1. Вольфрам. Внешний вид.
Основные константы вольфрама приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность вольфрама.
|
Плотность, г/см3 |
19,30 |
|
Температура плавления, oС |
3410 |
|
Температура кипения, oС |
5700 |
|
Тип кристаллической решетки |
объемно-центрированная кубическая |
Нахождение вольфрама в природе
Вольфрам относят к редким и рассеянным металлам: его содержание в земной коре составляет 1×10-4% (масс.). Основная форма нахождения вольфрама в природе – полевые шпаты, пироксены. Важнейшие минералы вольфрама – шеелит CaWO4 и вольфрамит (Fe, Mn)WO4, однако среднее содержание вольфрама в рудах крайне низко – не более 0,5% (масс.).
Краткое описание химических свойств и плотность вольфрама
Несмотря на то, что вольфрама в ряду напряжений стоит левее водорода, он подобно другим тяжелым переходным металлам не взаимодействует с кислотами-неокислителями. Однако, семь концентрированных азотной и плавиковой кислот переводит его в раствор:
W + 8HF + 2HNO3 = H2WF8 + 2NO↑ + 4H2O.
Вольфрам не растворяется в горячих концентрированных растворах азотной или серной кислоты, а также в царской водке. Он устойчив в щелочных растворах, но в присутствии окислителей (KNO3, KClO3) растворяется в расплавах щелочей:
W + 3KNO3 + 2KOH = K2WO4 + 3KNO2 + H2O (t, oC).
При нагревании вольфрам вступает в реакции с неметаллами: в большинстве случаев вольфрам окисляется до степени окисления +6. Так, порошок металла при нагревании в кислороде примерно до 800oС воспламеняется, сгорая до оксида WO3. В атмосфере фтора вольфрам превращается в высший фторид WF6, при хлорировании образуется MoCl5. Серой вольфрам окисляется до дисульфида WS2. С азотом и углеродом он образует высокотвердые и жаропрочные нитриды (W2N, W5N2, WN и др.) и карбиды (W2C, WC и т.д.).
W + 3F2 = WF6;
2W + 5Cl2 = 2WCl5;
2W + 3O2 = 2WO3;
W + 2S = WS2.
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте относительные плотности по водороду, кислороду и воздуху газа этана C2H6. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
DO2(C2H6) = Mr(C2H6) / Mr(O2); DO2(C2H6) = 30 / 32 = 0,9375. Mr(C2H6) = 2 ×Ar(C) + 6×Ar(H) = 2 × 12 + 6× 1 = 24 + 6 = 30. Mr(O2) = 2 ×Ar(O) = 2 × 16 = 32. DH2(C2H6) = Mr(C2H6) / Mr(H2); DH2(C2H6) = 30 / 2 = 15. Mr(H2) = 2 ×Ar(H) = 2 × 1 = 2. |
| Ответ | Относительные плотности этана по кислороду и водороду равны 0,9375 и 15 соответственно. |
| Задание | Определите относительную плотность по воздуху газа этилена C2H4. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Dair(C2H4) = Mr(C2H4) / Mr(air); Dair(C2H4) = 28 / 29 = 0,9655. Mr(C2H4) = 2 ×Ar(C) + 4×Ar(H) = 2 × 12 + 4× 1 = 24 + 4 = 28. |
| Ответ | Относительная плотность по воздуху газа этилена равна 0,9655. |
