آشنایی با ویژگیها و کاربردهای جالب فلز تنگستن

تنگستن (Tungsten) یکی از سخت ترین است فلزاتی است که در طبیعت یافت می شود، این ترکیب فوق العاده متراکم  است و ذوب کردن آن تقریباً غیرممکن است. تنگستن خالص یک فلز سفید نقره ای است و وقتی به پودر تبدیل می شود قابل احتراق است و می تواند خود به خود شعله ور شود. تنگستن طبیعی حاوی پنج ایزوتوپ پایدار و ۲۱ ایزوتوپ ناپایدار دیگر است.

از تنگستن به روش های مختلفی استفاده می شود زیرا بسیار محکم و بادوام است. این فلز در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و بیشترین نقطه ذوب و بیشترین مقاومت کششی را نسبت به سایر عناصر دارد. قدرت آن وقتی بیشتر می شود که با عناصر دیگر ترکیب شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این رابطه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید.

تنگستن  یا ولفرام عنصری شیمیایی با نماد W و عدد اتمی ۷۴  ، جزء فلزات نادر است که به طور طبیعی در زمین یافت می شود و تقریباً همیشه در ترکیب با عناصر دیگر یافت می شود. این ماده در سال ۱۷۸۱ به عنوان یک عنصر جدید شناسایی شد و اولین بار در سال ۱۷۸۳ به عنوان فلز جدا شد. سنگ معدن های مهم آن شامل ولفرامیت و شلیت هستند.

کاربردهای تنگستن

یکی از رایج ترین و سخت ترین ترکیبات  Tungsten ، کاربید تنگستن است. از این فلز به دلیل استحکام برای سفت کردن تیغه های اره و ایجاد قطعه های مته استفاده می شود. برخی از جواهرسازها از کاربید تنگستن برای ساختن حلقه های عروسی و حلقه های دیگر استفاده می کنند.

یکی دیگر از ترکیبات به ویژه مفید این فلز دی سولفید تنگستن است. طبق آزمایشگاه جفرسون از این ماده به عنوان روان کننده خشک در دمای بالای ۹۳۲ درجه فارنهایت (۵۰۰ درجه سانتیگراد) استفاده می شود.

برخی دیگر از کاربردهای این فلز  شامل کارهای تبخیر فلز ، ساخت رنگ ، ساخت مهر و موم شیشه به فلز و ایجاد لامپ های الکترون و تلویزیون است.

در ارتش از این فلز برای ساخت گلوله و موشک برای بمباران جنبشی استفاده می شود. در این نوع حمله از ماده ای فوق العاده متراکم برای شکستن زره پوش ها به جای مواد منفجره استفاده می شود.

مقاومت این ترکیب در برابر گرما هنگام استفاده از آن در عناصر گرمایشی برای کوره های الکتریکی ، کاربردهای فضاپیما ، جوشکاری و سایر کاربردها در دمای بالا مفید است. به همین دلیل در ساخت انواع لامپ ها نیز مورد استفاده قرار گرفت. هرچه رشته های حاوی این عنصر بدون ذوب شدن داغ شوند ، لامپ روشن تر می شود.

جالب است بدانید:

در سال ۱۹۰۸ ، ویلیام دی کولیج کشف کرد که این فلز در حالت رشته ای یک ماده ایده آل برای تولید لامپ است. امروزه ، بیشتر لامپ ها از مواد کم مصرف استفاده می کنند. با این حال هنوز در فیلامنت های اشعه ایکس و در تماس های الکتریکی دستگاه های مختلف الکترونیکی از این ماده استفاده می شود.

در بیولوژی برخی از باکتریها از Tungsten برای کاهش اسیدهای کربوکسیلیک به آلدئید ها استفاده می کنند. در خاک ، این فلز به آنیون تنگستات اکسید می شود. شیمی خاک نحوه پلیمری شدن این فلز را تعیین می کند. خاک های قلیایی باعث ایجاد تنگستات های مونومر می شود و خاکهای اسیدی باعث ایجاد تنگستاتهای پلیمری می شود.

سدیم تنگستات و سرب برای تأثیر آنها بر کرم های خاکی مورد مطالعه قرار گرفته اند. مشخص شد که سرب در سطوح پایین کشنده است و سدیم تنگستات بسیار سمی است اما تنگستات توانایی تولید مثل آنها را کاملاً مهار می کند.

این ترکیب به عنوان یک آنتاگونیست متابولیکی مس بیولوژیکی ، در نقشی شبیه به عملکرد مولیبدن مورد مطالعه قرار گرفته است. مشخص شده است که نمک های تتراتیوتنگستات می توانند به عنوان مواد شیمیایی کلاتاسیون بیولوژیکی مس  مشابه تتراتیومولیبداتها استفاده شوند.

عوارض و خطرات تنگستن

از آنجا که تنگستن یک فلز نادر است  و ترکیبات آن به طور کلی بی اثر هستند ، اثرات آن بر محیط زیست محدود است. تصور می شود که میزان فراوانی این فلز در پوسته زمین حدود ۱.۵ قسمت در میلیون باشد.

در ابتدا اعتقاد بر این بود که این فلز نسبتاً بی اثر بوده و کمی سمی است  اما از سال ۲۰۰۰  تحقیقات مختلف خطر آلیاژهای تنگستن ، گرد و غبار و ذرات آن برای القا سرطان و چندین اثر سوء دیگر را در حیوانات و همچنین انسانها نشان داده اند.

دوز متوسط ​​کشنده LD50 به شدت به حیوان و روش تجویز آن بستگی دارد و بین ۵۹ میلی گرم در کیلوگرم (داخل وریدی ، خرگوش) و ۵۰۰۰ میلی گرم در کیلوگرم (پودر فلز تنگستن ، داخل صفاقی ، موش) متفاوت است.

همچنین افراد می توانند در محیط کار با تنفس ، بلعیدن  ، تماس با پوست و تماس چشمی در معرض این فلز قرار بگیرند. موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) حد مجاز قرارگیری در معرض این فلز را  ۵ میلی گرم در متر مکعب را برای یک روز کاری ۸ ساعته و محدودیت کوتاه مدت را ۱۰ میلی گرم در متر مکعب تعیین کرده است.