Differenza tra tungsteno e titanio

DIFFERENZA TRA TUNGSTENO E TITANIO

Tungsteno

Nomenclatura, origini e scoperta

Il tungsteno deriva dallo svedesepietra pesante, o 'pietra pesante'. È rappresentato dal simbolo W, come è noto come Wolfram in molti paesi europei. Questo deriva dal tedesco per 'schiuma di lupo', poiché i primi minatori di stagno notarono che un minerale che chiamavano wolframite riduceva la resa di stagno quando era presente nel minerale di stagno, quindi sembrava consumare stagno come un lupo divora le pecore. [io]



Nel 1779, Peter Woulfe esaminò la sheelite dalla Svezia e scoprì che conteneva un nuovo metallo. Due anni dopo, Carl Wilhelm Scheele ridusse l'acido tungstico da questo minerale e isolò un ossido bianco acido. Altri due anni dopo, Juan e Fausto Elhuyar a Vergara, in Spagna, isolarono lo stesso ossido di metallo da un acido identico ridotto dalla wolframite. Hanno riscaldato l'ossido di metallo con il carbonio, riducendolo a metallo di tungsteno.



Proprietà fisiche e chimiche

Il tungsteno è un metallo bianco-argenteo lucido e ha il numero atomico 74 sul periodico tabella degli elementi e un peso atomico standard (Ar) di 183.84. [Ii]

Ha il punto di fusione più alto di tutti gli elementi, densità ultraelevata ed è molto duro e stabile. Ha la più bassa pressione di vapore, il più basso coefficiente di espansione termica e la più alta resistenza alla trazione di tutti i metalli. Queste proprietà sono dovute ai forti legami covalenti tra atomi di tungsteno formati da elettroni 5d. Gli atomi formano una struttura cristallina cubica centrata sul corpo.



Il tungsteno è anche conduttivo, relativamente chimicamente inerte, ipoallergenico e possiede proprietà di schermatura dalle radiazioni. La forma più pura di tungsteno è facilmente malleabile e lavorata mediante forgiatura, estrusione, trafilatura e sinterizzazione. L'estrusione e l'estrusione comportano rispettivamente la spinta e la trazione del tungsteno caldo attraverso uno 'stampo' (stampo), mentre la sinterizzazione è la miscelazione della polvere di tungsteno con altri metalli in polvere per produrre una lega.

Usi commerciali

Le leghe di tungsteno sono estremamente dure, come il carburo di tungsteno, che viene combinato con la ceramica per formare '' acciaio ad alta velocità '- questo è Usato per realizzare trapani, coltelli e utensili per tagliare, segare e fresare. Questi sono utilizzati nelle industrie di lavorazione dei metalli, mineraria, lavorazione del legno, edilizia e petrolifera e rappresentano il 60% dell'uso commerciale del tungsteno.

Il tungsteno viene utilizzato negli elementi riscaldanti e nei forni ad alta temperatura. Si trova anche nelle zavorre nelle code degli aerei, nelle chiglie degli yacht e nelle auto da corsa, nonché nei pesi e nelle munizioni.



I tungstati di calcio e magnesio una volta erano comunemente usati per i filamenti nelle lampadine a incandescenza, ma sono considerati inefficienti dal punto di vista energetico. Le leghe di tungsteno sono, tuttavia, utilizzate nei circuiti superconduttori a bassa temperatura.

I tungstati di cristallo sono utilizzati nella fisica nucleare e nella medicina nucleare, nei tubi a raggi X e catodici, negli elettrodi per saldatura ad arco e nei microscopi elettronici. Il triossido di tungsteno è usato nei catalizzatori, come quello usato in energia impianti che funzionano a carbone. Altri sali di tungsteno sono utilizzati nelle industrie chimiche e conciarie.

Alcune leghe sono utilizzate come gioielli, mentre una è nota per formare magneti permanenti e alcune superleghe sono utilizzate come rivestimenti resistenti all'usura.

Il tungsteno è il metallo più pesante ad avere un ruolo biologico, ma solo nei batteri e negli archaea. È usato da un enzima che riduce gli acidi carbossilici ad aldeidi. [iii]

Titanio

Nomenclatura, origini e scoperta

Il titanio deriva dalla parola 'Titani', figli della dea della Terra nella mitologia greca. Il reverendo William Gregor, un geologo dilettante, notò che la sabbia nera vicino a un ruscello in Cornovaglia, 1791, era attratta da una calamita. Lo analizzò e apprese che la sabbia conteneva ossido di ferro (spiegando il magnetismo), oltre a un minerale noto come menachanite, che dedusse era costituito da un ignoto ossido di metallo bianco. Lo riferì alla Royal Geological Society of Cornwall.

Nel 1795, lo scienziato prussiano Martin Heinrich Klaproth di Boinik studiò un minerale rosso noto come Schörl dall'Ungheria e chiamò l'elemento dell'ossido sconosciuto che conteneva, Titanio. Ha anche confermato la presenza di titanio nella menachanite.

Il composto TiO2è un minerale noto come rutilo. Il titanio si trova anche nei minerali ilmenite e sfene, che si trovano principalmente nelle rocce ignee e nei sedimenti da esse derivati, ma sono anche distribuiti in tutta la litosfera terrestre.

Il titanio puro fu prodotto per la prima volta da Matthew A. Hunter nel 1910 presso il Rensselaer Polytechnic Institute riscaldando il tetracloruro di titanio (prodotto riscaldando il biossido di titanio con cloro o zolfo) e sodio metallico in quello che ora è noto come il processo Hunter. William Justin Kroll ha quindi ridotto il tetracloruro di titanio con il calcio nel 1932 e successivamente ha perfezionato il processo utilizzando magnesio e sodio. Ciò ha permesso di utilizzare il titanio al di fuori del laboratorio e quello che oggi è noto come il processo Kroll è ancora utilizzato in commercio oggi.

Il titanio ad altissima purezza è stato prodotto in piccole quantità da Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer nel processo di ioduro o barra di cristallo nel 1925 facendo reagire il titanio con lo iodio e separando i vapori formati su un filamento caldo. [iv]

Proprietà fisiche e chimiche

Il titanio è un metallo duro, lucido, bianco-argenteo rappresentato dal simbolo Ti sulla tavola periodica. Ha il numero atomico 22 e un peso atomico standard (Ar) di 47.867. Gli atomi formano una struttura cristallina esagonale compatta che fa sì che il metallo sia forte come l'acciaio, ma molto meno denso. In effetti, il titanio ha il più alto rapporto resistenza / densità di tutti i metalli.

Il titanio è duttile in un ambiente privo di ossigeno e può resistere a temperature estreme grazie al suo punto di fusione relativamente alto. Non è magnetico e ha una bassa conducibilità elettrica e termica.

Il metallo è resistente alla corrosione in acqua di mare, acido acqua e cloro, oltre che un buon riflettore della radiazione infrarossa. Come fotocatalizzatore, rilascia elettroni in presenza di luce, che reagiscono con le molecole per formare radicali liberi che uccidono i batteri. [v]

Il titanio si collega bene con l'osso ed è non tossico, sebbene il biossido di titanio fine sia un sospetto cancerogeno. Lo zirconio, l'isotopo del titanio più comune, ha molte proprietà chimiche e fisiche diverse.

Usi commerciali

Il titanio è più comunemente usato sotto forma di biossido di titanio, che è un componente principale di un pigmento bianco brillante che si trova in vernici, plastica, smalti, carta, dentifricio e l'additivo alimentare E171 che sbianca dolciumi, formaggi e glasse. I composti di titanio sono un componente dei filtri solari e delle cortine fumogene, sono utilizzati nella pirotecnica e migliorano la visibilità negli osservatori solari. [noi]

Il titanio è utilizzato anche nelle industrie chimiche e petrolchimiche e nello sviluppo di batterie al litio. Alcuni composti di titanio formano componenti catalitici, ad esempio quello utilizzato nella produzione di polipropilene.

Il titanio è noto per il suo utilizzo in attrezzature sportive come tennis racchette, Golf mazze e telai di biciclette e apparecchiature elettroniche come telefoni cellulari e laptop. Le sue applicazioni chirurgiche includono l'uso in impianti ortopedici e protesi mediche.

Quando è legato con alluminio, molibdeno, ferro o vanadio, il titanio viene utilizzato per rivestire utensili da taglio e rivestimenti protettivi o anche nei gioielli o come finitura decorativa. TiO2i rivestimenti su superfici in vetro o piastrelle possono ridurre le infezioni negli ospedali, prevenire l'appannamento degli specchietti laterali dei veicoli a motore e ridurre l'accumulo di sporco su edifici, marciapiedi e strade.

Il titanio costituisce una parte importante delle strutture esposte all'acqua di mare, come gli impianti di desalinizzazione, gli scafi di navi e sottomarini e gli alberi dell'elica, nonché i tubi dei condensatori delle centrali elettriche. Altri usi includono la realizzazione di componenti per l'industria aerospaziale, dei trasporti e militare, come aerei, veicoli spaziali, missili, corazze, motori e sistemi idraulici. Sono in corso ricerche per determinare l'idoneità del titanio come materiale per contenitori di stoccaggio di scorie nucleari. iv

Differenze chiave tra tungsteno e titanio

  • Il tungsteno proviene dai minerali scheelite e wolframite. Il titanio si trova nei minerali ilmenite, rutilo e sfene.
  • Il tungsteno viene prodotto riducendo l'acido tungstico dal minerale, isolando l'ossido di metallo e riducendolo a metallo riscaldando con il carbonio. Il titanio viene prodotto formando tetracloruro di titanio tramite processi di cloruro o solfato e riscaldandolo con magnesio e sodio.
  • Il tungsteno è il numero 74 della tavola periodica, con peso atomico relativo 84. Il titanio è il numero 22, con peso atomico relativo 47,867.
  • Gli atomi di tungsteno formano una struttura cristallina cubica centrata sul corpo. Gli atomi di titanio formano una struttura cristallina esagonale compatta.
  • Il tungsteno è estremamente forte, duro e denso. Il titanio è molto forte e duro e ha una densità molto inferiore.
  • Il tungsteno è leggermente magnetico e leggermente conduttivo. Il titanio è amagnetico e meno elettricamente conduttivo.
  • Il tungsteno non è resistente alla corrosione in acqua salata come il titanio e non è un fotocatalizzatore come il titanio.
  • Il tungsteno ha un ruolo biologico, ma il titanio no.
  • Il tungsteno è malleabile nella sua forma più pura. Il titanio è duttile in un ambiente privo di ossigeno.

Il tungsteno è utilizzato in elementi riscaldanti, pesi, circuiti superconduttori a bassa temperatura e trova applicazioni nella fisica nucleare e nei dispositivi che emettono elettroni. Il titanio è utilizzato nei pigmenti bianchi, nelle attrezzature sportive, negli impianti chirurgici e nelle strutture marine.

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