Sự khác biệt giữa Tungsten và Titanium Sự khác nhau giữa
Tungsten
Danh mục, nguồn gốc và phát hiện
Tungsten có nguồn gốc từ Thụy Điển tung sten cục đá". Nó được đại diện bởi biểu tượng W, vì nó được gọi là Wolfram ở nhiều nước châu Âu. Điều này xuất phát từ tiếng Đức là "bọt sói", vì thợ mỏ thiếc đầu tiên nhận thấy rằng một loại khoáng chất mà họ gọi là wolframite làm giảm sản lượng thiếc khi có trong quặng thiếc, do đó nó tiêu thụ thiếc như một con sói ăn cừu. [i]
Năm 1779, Peter Woulfe kiểm tra sheelite từ Thụy Điển và phát hiện ra rằng nó chứa một kim loại mới. Hai năm sau, Carl Wilhelm Scheele giảm axit tungstic từ khoáng chất này và cô lập một oxit axit màu trắng. Hai năm sau, Juan và Fausto Elhuyar ở Vergara, Tây Ban Nha, đã cô lập cùng một oxit kim loại từ một axit giống nhau giảm từ wolframit. Họ làm nóng oxit kim loại bằng cacbon, giảm nó thành kim loại tungsten.Tungsten là kim loại bóng loáng, màu trắng bạc và có số nguyên tử 74 trên bảng tuần hoàn các nguyên tố và trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn (A
r) >) của 183. 84. [ii]Nó có điểm nóng chảy cao nhất của tất cả các yếu tố, mật độ cực kỳ cao và rất cứng và ổn định. Nó có áp suất hơi thấp nhất, hệ số giãn nở nhiệt thấp nhất và cường độ kéo cao nhất của tất cả các kim loại. Các tính chất này là do các liên kết cộng hóa trị mạnh giữa các nguyên tử vonfram được hình thành bởi các điện tử 5d. Các nguyên tử tạo thành một cấu trúc tinh thể khối trung tâm.
Các hợp kim Tungsten cực kỳ cứng, như cacbua vonfram, được kết hợp với gốm sứ để tạo thành "thép tốc độ cao" - dùng để chế tạo các máy khoan, dao và dụng cụ cắt, xẻ và xay xát. Chúng được sử dụng trong công nghiệp luyện kim, khai thác mỏ, chế biến gỗ, xây dựng và dầu khí và chiếm 60% vonfram sử dụng thương mại.
Tungsten được sử dụng trong các bộ phận làm nóng và lò nung nhiệt độ cao. Nó cũng được tìm thấy trong ballast trong đuôi máy bay, du thuyền keels và đua xe, cũng như trọng lượng và đạn dược.Calcium và magnesium tungstates thường được sử dụng cho sợi filament trong bóng đèn sợi đốt, nhưng được coi là năng lượng không hiệu quả. Tuy nhiên, hợp kim Tungsten được sử dụng trong các mạch siêu dẫn nhiệt độ thấp.
Tungstat tinh thể được sử dụng trong vật lý hạt nhân và y học hạt nhân, tia X và tia catot, điện cực hàn hồ quang và kính hiển vi điện tử. Tungsten trioxit được sử dụng trong các chất xúc tác, như một loại được sử dụng trong các nhà máy điện chạy bằng than. Muối vonfram khác được sử dụng trong công nghiệp hóa chất và thuộc da.
Một số hợp kim được sử dụng làm đồ trang sức, trong khi một chiếc được biết là tạo ra nam châm vĩnh cửu và một số siêu hợp chất được sử dụng như lớp phủ chống ăn mòn.
Tungsten là kim loại nặng nhất có vai trò sinh học, nhưng chỉ có trong vi khuẩn và archaea. Nó được sử dụng bởi một enzyme làm giảm các axit cacboxylic thành aldehyde. Titanium được bắt nguồn từ từ "Titans", con của nữ thần của Trái Đất trong thần thoại Hy Lạp. [999] Mục sư William Gregor, một nhà địa chất học nghiệp dư, nhận thấy rằng cát đen bởi một dòng suối ở Cornwall, 1791, bị thu hút bởi một nam châm. Ông đã phân tích nó và học được rằng cát chứa oxit sắt (giải thích từ tính), cũng như một khoáng chất được biết đến như menachanite, mà ông suy luận được làm bằng một oxit kim loại trắng không rõ. Điều này ông báo cáo với Hội Địa lý Hoàng gia của Cornwall.
Năm 1795, nhà khoa học Prussian Martin Heinrich Klaproth từ Boinik điều tra một quặng đỏ được biết đến như Schörl từ Hungary và đặt tên cho phần tử oxyt chưa biết nó chứa, Titanium. Ông cũng xác nhận sự hiện diện của titanium menachanite.
Hợp chất TiO
2
là một khoáng chất được gọi là rutile. Titanium cũng xảy ra trong khoáng chất ilmenite và sphene, chủ yếu được tìm thấy trong đá lửa và trầm tích có nguồn gốc từ chúng, nhưng cũng được phân bố trong thạch quyển của Trái đất.
Titanium tinh khiết lần đầu tiên được thực hiện bởi Matthew A. Hunter năm 1910 tại Học viện Bách khoa Rensselaer bằng cách đốt nóng titanium tetrachloride (được sản xuất bằng cách đốt nóng titanium dioxide với clo hoặc lưu huỳnh) và kim loại natri trong quá trình hiện nay được gọi là quá trình Hunter. William Justin Kroll sau đó giảm tetrachlorua titan với canxi vào năm 1932 và sau đó tinh chế quá trình sử dụng magiê và natri. Điều này cho phép titan được sử dụng bên ngoài phòng thí nghiệm và cái mà bây giờ được gọi là quá trình Kroll vẫn được sử dụng thương mại ngày nay.
Tiens tinh khiết rất cao đã được sản xuất với số lượng nhỏ bởi Anton Eduard van Arkel và Jan Hendrik de Boer trong quá trình thanh iodide hoặc tinh thể vào năm 1925 bằng cách phản ứng titan với iod và tách các hơi tạo thành trên sợi nóng. Thuộc tính lý hóa
Titan là kim loại cứng, bóng và bạc trắng biểu hiện bằng biểu tượng Ti trên bảng tuần hoàn. Nó có số nguyên tử 22 và trọng lượng nguyên tử tiêu chuẩn (A
r) là 47. 867. Các nguyên tử tạo thành một cấu trúc tinh thể đóng gói hình lục giác, kết quả là kim loại mạnh bằng thép, nhưng ít hơn nhiều dày đặc. Trong thực tế, Titanium có tỷ lệ sức mạnh-to-mật độ cao nhất của tất cả các kim loại. Titanium có tính dẻo trong môi trường không ôxy và có thể chịu được nhiệt độ cực cao do điểm nóng chảy tương đối cao. Nó không có từ tính và có độ dẫn điện và nhiệt thấp. Kim loại có khả năng chống ăn mòn trong nước biển, nước có tính axit và clo, cũng như phản xạ hồng ngoại tốt. Là một chất xúc tác quang học, nó giải phóng các electron trong sự hiện diện của ánh sáng, phản ứng với các phân tử để hình thành các gốc tự do diệt vi khuẩn. [v]
Titanium kết nối tốt với xương và không độc hại, mặc dù titanium dioxit tinh chế là một chất gây ung thư nghi ngờ. Zirconium, đồng vị titan phổ biến nhất, có nhiều đặc tính hóa học và vật lý khác nhau.
Sử dụng thương mại
Titanium được sử dụng phổ biến nhất ở dạng titanium dioxide, là thành phần chính của sắc tố trắng sáng được tìm thấy trong các loại sơn, nhựa, men, giấy, kem đánh răng và phụ gia thực phẩm E171 làm trắng bánh kẹo, phô mai và icings. Các hợp chất titan là một thành phần của kem chống nắng và thuốc lá, được sử dụng trong pháo hoa và cải thiện khả năng hiển thị trong các đài quan sát mặt trời. Titanium cũng được sử dụng trong công nghiệp hoá chất và hóa dầu và phát triển pin lithium. Một số hợp chất titan tạo thành các bộ phận chất xúc tác, ví dụ như được sử dụng trong sản xuất polypropylene.
Titanium được biết đến với mục đích sử dụng trong các thiết bị thể thao như vợt quần vợt, gậy đánh gôn và khung xe đạp và các thiết bị điện tử như điện thoại di động và máy tính xách tay. Các ứng dụng phẫu thuật của nó bao gồm sử dụng trong cấy ghép chỉnh hình và y tế giả. Khi hợp kim với nhôm, molypden, sắt hoặc vanadium, titan được sử dụng để phủ các dụng cụ cắt và lớp phủ bảo vệ hoặc thậm chí trong đồ trang sức hoặc như là một kết cấu trang trí. TiO 2 lớp phủ trên bề mặt kính hoặc ngói có thể làm giảm các bệnh nhiễm trùng ở bệnh viện, ngăn ngừa sương mù gương soi trong xe cơ giới và giảm bớt bụi bẩn trên các tòa nhà, vỉa hè và đường xá.
Titanium tạo thành một phần quan trọng của các cấu trúc bị phơi nhiễm với nước biển, như các nhà máy lọc nước, thân tàu và vỏ tàu ngầm và trục cánh quạt, cũng như ống ngưng tụ của nhà máy điện. Các ứng dụng khác bao gồm tạo ra các thành phần cho ngành công nghiệp hàng không và vận tải và quân đội, như máy bay, tàu vũ trụ, tên lửa, lớp vỏ giáp, động cơ và hệ thống thủy lực. Nghiên cứu đang được tiến hành để xác định tính phù hợp của titan như là vật liệu chứa chất thải hạt nhân. iv
Những điểm khác biệt chính giữa vonfram và titanium
Tungsten có nguồn gốc từ các khoáng chất scheelite và wolframit. Titanium được tìm thấy trong khoáng ilmenit, rutile và sphene.
Tungsten được sản xuất bằng cách giảm axit tungstic từ khoáng chất, cách ly oxit kim loại và giảm nó thành kim loại bằng cách nung bằng carbon. Titanium được sản xuất bằng cách tạo thành tetrachlorua titan bằng quá trình clorua hoặc sunfat và làm nóng nó bằng magiê và natri.
Tungsten là số 74 trên bảng định kỳ, với trọng lượng nguyên tử tương đối 84. Titan là số 22, có trọng lượng nguyên tử tương đối 47. 867.
Các nguyên tử Tungsten tạo thành cấu trúc tinh thể khối trung tâm. Các nguyên tử Titan tạo thành một cấu trúc tinh thể đóng khung lục giác.
Tungsten cực kỳ mạnh, cứng và dày đặc.Titanium rất mạnh và cứng và có mật độ thấp hơn nhiều.
Tungsten hơi có tính từ và dẫn điện nhẹ. Titanium không có tính từ và ít dẫn điện. Tungsten không phải là chống ăn mòn trong nước biển như titan và không phải là chất xúc tác quang như titan. Tungsten có vai trò sinh học, nhưng titan không.
Tungsten có thể dẻo dai ở dạng tinh khiết nhất. Titanium dễ bay hơi trong môi trường không ôxy.
