Tungsten ve Titanyum Arasındaki Fark

Tungsten

İsimlendirme, köken ve keşif

Tungsten İsveç'ten elde edilir tung sten, veya "ağır taş". Birçok Avrupa ülkesinde Wolfram olarak bilindiği için W sembolü ile temsil edilmektedir. Bu, "kurt köpüğü" için Almanca'dan geliyor, çünkü erken teneke madencileri, wolframit olarak adlandırdıkları bir mineralin kalay cevherinde bulunduğunda teneke verimini azalttığını fark etti, bu nedenle bir kurt koyun gibi yiyip kalay gibi tükendi. [ben]

1779'da Peter Woulfe İsveç'teki sheelite'i inceledi ve yeni bir metal içerdiğini keşfetti. İki yıl sonra, Carl Wilhelm Scheele bu mineralden tungstik asidi azalttı ve asidik beyaz bir oksit izole etti. İki yıl sonra, İspanya ve Vergara'daki Juan ve Fausto Elhuyar, aynı metal oksidi volframitten indirgenmiş aynı asitten izole etti. Metal oksidi karbonla ısıtarak tungsten metaline indirgediler.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Tungsten parlak, gümüşi beyaz bir metaldir ve elementlerin periyodik tablosunda atom numarası 74 ve standart bir atom ağırlığı (A_r[ii]

Tüm elementlerin en yüksek erime noktasına, ultra yüksek yoğunluğa sahiptir ve çok sert ve stabildir. En düşük buhar basıncına, en düşük ısıl genleşme katsayısına ve tüm metallerin en yüksek çekme mukavemetine sahiptir. Bu özellikler, 5d elektronlarının oluşturduğu tungsten atomları arasındaki güçlü kovalent bağlardan kaynaklanmaktadır. Atomlar vücut merkezli bir kübik kristal yapı oluşturur.

Tungsten ayrıca iletken, nispeten kimyasal olarak inert, hipoalerjeniktir ve radyasyon kalkanı özelliklerine sahiptir. En saf tungsten formu kolayca dövülebilir ve dövme, ekstrüzyon, çekme ve sinterleme ile çalışır. Ekstrüzyon ve çekme, sıcak tungstenin bir "kalıp" (kalıp) içinden itilmesi ve çekilmesini içerirken, sinterleme, bir alaşım üretmek için tungsten tozunun diğer toz metallerle karıştırılmasıdır..

Ticari kullanımlar

"Yüksek hız çeliği" oluşturmak için seramiklerle birleştirilen tungsten karbür gibi tungsten alaşımları son derece zordur - bu matkaplar, bıçaklar ve kesme, testere ve freze takımları yapmak için kullanılır. Bunlar metal işleme, madencilik, ağaç işleme, inşaat ve petrol endüstrilerinde kullanılır ve ticari olarak tungsten kullanımının% 60'ını oluşturur.

Tungsten, ısıtma elemanlarında ve yüksek sıcaklık fırınlarında kullanılır. Ayrıca uçak kuyruklarında, yat salmalarında ve yarış arabalarındaki balastlarda, ayrıca ağırlık ve mühimmatta bulunur..

Kalsiyum ve magnezyum tungstatlar bir zamanlar akkor ampullerdeki filamentler için yaygın olarak kullanılmıştır, ancak enerji verimsiz olarak kabul edilir. Bununla birlikte, tungsten alaşımı düşük sıcaklıklı süper iletken devrelerde kullanılır.

Kristal tungstatlar nükleer fizik ve nükleer tıp, X-ışını ve katot ışını tüplerinde, ark kaynağı elektrotlarında ve elektron mikroskoplarında kullanılır. Tungsten trioksit, kömürle çalışan enerji santrallerinde kullanılan gibi katalizörlerde kullanılır. Kimya ve tabaklama endüstrilerinde diğer tungsten tuzları kullanılmaktadır.

Bazı alaşımlar mücevher olarak kullanılırken, birisinin kalıcı mıknatıslar oluşturduğu ve bazı alaşımların aşınmaya dayanıklı kaplamalar olarak kullanıldığı bilinmektedir..

Tungsten biyolojik rolü olan en ağır metaldir, ancak sadece bakteri ve arkadadır. Karboksilik asitleri aldehitlere indirgeyen bir enzim tarafından kullanılır. [III]

Titanyum

İsimlendirme, köken ve keşif

Titanyum, Yunan mitolojisinde Dünya tanrıçasının oğulları olan "Titanlar" kelimesinden türetilmiştir. Amatör bir jeolog olan Rahip William Gregor, 1791'de Cornwall'da bir dere tarafından siyah kumun bir mıknatısa çekildiğini fark etti. Bunu analiz etti ve kumun demir oksit (manyetizmayı açıklayan) içerdiğini ve çıkardığı menakhanit olarak bilinen bir mineralin bilinmeyen bir beyaz metal oksitten yapıldığını öğrendi. Bu Cornwall Kraliyet Jeoloji Derneği'ne bildirdi.

1795'te Boinikli Prusyalı bilim adamı Martin Heinrich Klaproth, Macaristan'dan Schörl olarak bilinen kırmızı bir cevheri araştırdı ve içerdiği bilinmeyen oksit, Titanyum elementini adlandırdı. Ayrıca menakhanitte titanyum varlığını doğruladı.

Bileşik TiO₂ rutil olarak bilinen bir mineraldir. Titanyum ayrıca esas olarak onlardan türetilen magmatik kayalarda ve çökeltilerde bulunan ilmenit ve sfenenlerde de bulunur, ancak aynı zamanda Dünya'nın litosferi boyunca dağıtılır..

Saf titanyum ilk olarak Matthew A. Hunter tarafından 1910 yılında Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde titanyum tetraklorür (titanyum dioksitin klor veya kükürt ile ısıtılmasıyla üretilmiştir) ve şu anda Hunter işlemi olarak bilinen sodyum metal kullanılarak ısıtıldı. William Justin Kroll daha sonra 1932'de titanyum tetraklorürü kalsiyum ile azalttı ve daha sonra işlemi magnezyum ve sodyum kullanarak rafine etti. Bu, titanyumun laboratuvar dışında kullanılmasına izin verdi ve şimdi Kroll işlemi olarak bilinen şey bugün hala ticari olarak kullanılıyor.

Çok yüksek saflıkta titanyum, 1925'te iyotla veya kristal çubuk işleminde Anton Eduard van Arkel ve Jan Hendrik de Boer tarafından titanyumun iyotla reaksiyona sokulması ve sıcak bir filaman üzerinde oluşan buharların ayrılmasıyla az miktarda üretildi. [İv]

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Titanyum, periyodik tablodaki Ti sembolü ile temsil edilen sert, parlak, gümüşi beyaz bir metaldir. Atom numarası 22 ve standart atom ağırlığı (A_r) 47.867. Atomlar, metalin çelik kadar güçlü, ancak çok daha az yoğun olmasına neden olan altıgen yakın paketlenmiş bir kristal yapı oluşturur. Aslında, Titanyum tüm metallerin en yüksek mukavemet / yoğunluk oranına sahiptir.

Titanyum, oksijensiz bir ortamda sünektir ve nispeten yüksek erime noktası nedeniyle aşırı sıcaklıklara dayanabilir. Manyetik değildir ve düşük elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir.

Metal, deniz suyu, asidik su ve klordaki korozyona ve iyi bir kızılötesi radyasyon reflektörüne karşı dayanıklıdır. Bir fotokatalist olarak, bakterileri öldüren serbest radikaller oluşturmak için moleküller ile reaksiyona giren ışık varlığında elektronları serbest bırakır. [H]

Titanyum kemiğe iyi bağlanır ve toksik değildir, ancak ince titanyum dioksit şüpheli bir kanserojendir. En yaygın titanyum izotopu olan zirkonyum, birçok farklı kimyasal ve fiziksel özelliğe sahiptir.

Ticari kullanımlar

Titanyum en yaygın olarak, boya, plastik, emaye, kağıt, diş macunu ve şekerleme, peynir ve kremaları beyazlatan gıda katkı maddesi E171'de bulunan parlak beyaz pigmentin ana bileşeni olan titanyum dioksit formunda kullanılır. Titanyum bileşikleri güneşten koruyucu ve dumansız ekranların bir bileşenidir, piroteknikte kullanılır ve güneş gözlemevlerindeki görünürlüğü artırır. [VI]

Titanyum ayrıca kimya ve petrokimya endüstrilerinde ve lityum pillerin geliştirilmesinde de kullanılır. Bazı titanyum bileşikleri, örneğin polipropilen üretiminde kullanılan katalizör bileşenlerini oluşturur.

Titanyum, tenis raketleri, golf kulüpleri ve bisiklet çerçeveleri gibi spor ekipmanlarında ve cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi elektronik ekipmanlarda kullanımı ile bilinir. Cerrahi uygulamaları ortopedik implantlarda ve tıbbi protezlerde kullanımı içerir.

Alüminyum, molibden, demir veya vanadyum ile alaşımlandığında titanyum, kesme aletlerini ve koruyucu kaplamaları kaplamak için, hatta mücevherlerde veya dekoratif bir kaplama olarak kullanılır. TiO₂ cam veya fayans yüzeyler üzerindeki kaplamalar hastanelerde enfeksiyonları azaltabilir, motorlu taşıtlarda yan aynaların buğulanmasını önleyebilir ve binalar, kaldırımlar ve yollarda kir birikmesini azaltabilir.

Titanyum, deniz suyuna maruz kalan yapıların tuzdan arındırma tesisleri, gemi ve denizaltı gövdeleri ve pervane şaftları ile enerji santrali kondenser boruları gibi önemli bir parçasını oluşturur. Diğer kullanımlar arasında havacılık ve uzay endüstrileri ve uçaklar için uçak, uzay aracı, füzeler, zırh kaplama, motorlar ve hidrolik sistemler gibi bileşenler yapmak yer alıyor. Titanyumun bir nükleer atık depolama kabı malzemesi olarak uygunluğunu belirlemek için araştırmalar yapılmaktadır. iv

Tungsten ve titanyum arasındaki temel farklar

• Tungsten, scheelite ve wolframite minerallerinden kaynaklanır. Titanyum ilmenit, rutil ve sfenen minerallerinde bulunur.
• Tungsten, mineralden tungstik asidi azaltarak, metal oksidi izole ederek ve karbonla ısıtarak metale indirgeyerek üretilir. Titanyum, klorür veya sülfat işlemleri ile titanyum tetraklorür oluşturularak ve magnezyum ve sodyum ile ısıtılarak üretilir..
• Tungsten, göreceli atom ağırlığı 84 ile periyodik tabloda 74 numaradır. Titanyum 22 sayısı, nispi atom ağırlığı 47.867'dir.
• Tungsten atomları vücut merkezli bir kübik kristal yapı oluşturur. Titanyum atomları altıgen bir dolu paket kristal yapı oluşturur.
• Tungsten son derece güçlü, sert ve yoğundur. Titanyum çok güçlü ve serttir ve çok daha düşük yoğunluğa sahiptir.
• Tungsten biraz manyetik ve biraz elektriksel olarak iletken. Titanyum manyetik değildir ve daha az elektrik iletkendir.
• Tungsten, tuzlu suda titanyum kadar korozyona dayanıklı değildir ve titanyum gibi bir fotokatalizör değildir.
• Tungsten biyolojik bir role sahiptir, ancak titanyum yoktur.
• Tungsten en saf haliyle dövülebilir. Titanyum oksijensiz bir ortamda sünektir.

Tungsten, ısıtma elemanları, ağırlıklar, düşük sıcaklıklı süper iletken devrelerde kullanılır ve nükleer fizik ve elektron yayan cihazlarda uygulamalara sahiptir. Titanyum beyaz pigmentlerde, spor ekipmanlarında, cerrahi implantlarda ve deniz yapılarında kullanılır.