Tungstênio

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O tungstênio, tungsténio, volfrâmio ou wolfrâmio é um elemento químico de símbolo W , número atômico 74 ( 74 prótons e 74 elétrons ) com massa atómica 183,8 u situado no grupo 6 da classificação periódica dos elementos. É um metal de transição que, à temperatura ambiente, encontra-se no estado sólido.

Metal escasso na crosta terrestre, é encontrado em forma de óxido e de sais em certos minérios tais como wolframita e scheelita, entre outros. De cor branca acinzentada, brilhante, muito duro e denso, tem o ponto de fusão mais alto de todos os elementos. É utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes, em resistências elétricas, em ligas de aço e na fabricação de ferramentas.

Foi isolado em 1783 pelos irmãos José Elhuyar e Fausto Elhuyar, na Espanha, aos quais é creditada a descoberta do elemento.

Tantálio - Tungstênio - Rênio
Mo W Sg
	Tabela periódica

Geral

Nome, símbolo, número

Tungstênio, W, 74

Classe , série química

Metal , metal de transição

Grupo, período, bloco

6, 6 , d

Densidade, dureza

19250 kg/m³, 7,5

Cor e aparência

Branco acinzentado brilhante

Propriedades atômicas

Massa atómica

183,84 u

Raio médio^†

135 picómetro

Raio atómico calculado

193 pm

Raio covalente

146 pm

Raio de van der Waals

Sin datos

Configuração electrónica

[Xe]4f¹⁴ 5d⁴ 6s²

Estados de oxidação (óxido)

6, 5, 4, 3, 2 ( levemente ácido )

Estructura cristalina

Cúbica centrada no corpo

Propiedades físicas

3695 K

5828 K

824 kJ/mol

35,4 kJ/mol

4,27 Pa a 3680 K

5174 m/s a 293,15 K

Informações diversas

Electronegatividade

2,36 (Pauling)

Calor específico

130 J/(kg·K)

Condutividade eléctrica

18,9 x 10⁶ m^-1·Ω^-1

Condutividade térmica

174 W/(m·K)

1° Potencial de ionização

770 kJ/mol

2° potencial de ionização

1700 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso.	AN	Meia vida	MD	ED M eV	PD
¹⁸⁰W	0,12%	1,8 x 10¹⁸ a	α	2,516	¹⁷⁶Hf
¹⁸¹W	{sin}	121,2 d	ε	0,188	¹⁸¹Ta
¹⁸²W	26,50%	W é estável com 108 nêutrons
¹⁸³W	14,30%	W é estável com 109 nêutrons
¹⁸⁴W	30,64%	W é estável com 110 nêutrons
¹⁸⁵W	{sin}	75,1 d	β	0,433	¹⁸⁵Re
¹⁸⁶W	28,43%	W é estável com 112 nêutrons

[editar] Características principais

O tungstênio puro é um metal duro de aspecto branco a cinza. Quando muito puro pode ser cortado com uma serra de metais, forjado e trefilado (é frágil e difícil de ser trabalhado quando impuro). O elemento apresenta o mais elevado ponto de ebulição (5657° C), a menor pressão de vapor e a mais elevada resistência a tensão em temperaturas acima de 1650°C, entre todos os metais. Sua resistência à corrosão é excelente e só é atacado ligeiramente pela maioria dos ácidos minerais diluídos. O tungstênio, quando exposto ao ar, forma na sua superfície um óxido protetor, porém pode ser oxidado em alta temperatura. Quando adicionado em pequenas quantidades ao aço eleva consideravelmente a sua dureza.

[editar] Aplicações

O tungstênio é um metal com uma enorme gama de usos, largamente utilizado na forma de carbonetos (W₂C, WC). Os carbonetos, devido à elevada dureza, são usados para revestir brocas de perfuração de solos utilizados em mineração, indústria petrolífera e indústrias de construção. O tungstênio é extensivamente usado em filamentos de lâmpadas incandescentes e válvulas eletrônicas e, como eletrodos, porque apresenta um ponto de fusão muito elevado e pode ser transformado em fios muito finos.

Outros usos:

O ponto de fusão elevado do tungstênio é apropriado para aplicações aeroespaciais, em válvulas de propulsores de mísseis e aeronaves. Por ser resistente a altas temperaturas, é usado também em calefação, indústrias de fundição e nuclear.
As propriedades dureza e densidade tornam este metal ideal para a fabricação de ligas de metais pesados que são usados em armamentos, dissipadores de calor e em aplicações de alta densidade tais como pesos e contrapesos.
Ferramentas de aço de alta velocidade (Hastelloy ®, Stellite ®), que exigem condições drásticas de trabalho, são frequentemente combinadas com tungstênio.
Superligas contendo este metal são aplicadas em lâminas de turbinas, ferramentas de aço e como revestimentos de peças que exigem alta resistência.
Compostos de tungstênio são usados como substitutos do chumbo em projéteis balísticos (balas de armas de fogo). Também usados em pontas de lanças e dardos.
Compostos de tungstênio são usados em catalisadores, pigmentos inorgânicos, e o dissulfeto de tungstênio como lubrificante para atuar em altas temperaturas, pois é estável até 500°C.
Como apresenta expansão térmica semelhante ao vidro de borosilicato (pirex), é usado para selar a união vidro-metal.
É usado em munição como penetrador cinético de energia (APFSDS) como uma alternativa ao urânio esgotado (DU).
Os óxidos são usados em esmaltes cerâmicos e os tungstatos de cálcio/magnésio são extensivamente usados em lâmpadas fluorescentes.
O metal é usado como alvo em tubos de raio-X em radiologia geral e como elemento aquecedor (resistência) em fornalhas elétricas.
Sais que contêm tungstênio são usados em indústrias de produtos químicos e de curtumes
"Bronzes" de tungstênio (assim chamados os óxidos de tungstênio devido à cor bronzeada) juntamente com outros compostos são usados em tintas.
O carbeto de tunstênio tem sido utilizado recentemente para a confecção de jóias devido à sua natureza hipoalérgica e ao fato de não perder o brilho como os demais metais.

[editar] História

Pó de tungstênio

A previsão da existência do tungstênio (do sueco tung sten que significa “pedra pesada” ) foi proposta, pela primeira vez, por Peter Woulfe em 1779, examinando a volframite e concluindo que este mineral continha uma nova substância. Em 1781 Carl Wilhelm Scheele verificou que um novo ácido poderia ser obtido da tungstenita, mineral conhecido atualmente por scheelite. Daí, Scheele e Torbern Bergman sugeriram que poderia ser possível obter um novo metal reduzindo o ácido túngstico. Em 1783 José Elhuyar e Fausto Elhuyar encontraram um ácido na volframite que era idêntico ao ácido túngstico. No mesmo ano, na Espanha, os irmãos Elhuyar conseguiram isolar o tungstênio a partir da redução do ácido com carvão vegetal. Aos irmãos Elhuyar foi creditada a descoberta do novo elemento.

[editar] Ação biológica

Enzimas chamadas oxiredutases usam o tungstênio de maneira similar ao molibdênio para a formação do complexo pterina- tungstênio, quimicamente semelhante à molibnopterina (MPT).

Em 20 de agosto de 2002 representantes do Centro para o Controle e Prevenção de Doenças dos Estados Unidos anunciaram que testes de urina de pacientes com leucemia e familiares, residentes em Fallon (Nevada), tinham mostrado níveis elevados de metal tungstênio no organismo. Recentemente, 16 casos de câncer em crianças foram descobertos na área de Fallon, que agora é identificada coma “área de risco de câncer”. O Dr. Carol H. Rubin, um chefe da filial do CDC, diz que os dados que indicam uma ligação entre o tungstênio e a leucemia não estão avaliados até o presente.

[editar] Ocorrência e obtenção

O tungstênio é encontrado nos minerais volframite (tungstato de ferro-manganês , FeWO₄/MnWO₄) , scheelite (tungstato de cálcio , CaWO₄), ferberite, stalzite e hubnerite. Importantes depósitos destes minerais estão na Bolívia, na Califórnia e Colorado (Estados Unidos), na China, na Áustria, em Portugal, na Rússia e na Coréia do Sul (com a China produzindo aproximadamente 75% da demanda mundial). O metal é produzido comercialmente a partir da redução do óxido de tungstênio com hidrogênio ou carbono.

[editar] Compostos

O estado de oxidação mais comum do tungstênio é +6, porém exibe todos os estados de oxidação desde −2 até +6. A combinação típica do tungstênio é com o oxigênio, produzindo óxido de tungstênio amarelo, WO₃, que dissolve soluções aquosas alcalinas originando íons tungstato, WO₄^2-.

A partir dos óxidos de tungstênio:

Óxidos mistos com metais alcalinos ou alcalino terrosos

Óxidos azuis, de valência mista, que são preparados por redução suave, e

Bronzes de tungstênio, de valência mista e não estequiométrico, com certa proporção de sódio.

Outros compostos de tungstênio:

Tungstatos simples

Iso e heteropoliácidos e seus sais, polioxometalatos de grande riqueza e variedade estrutural

Sulfetos e halogenetos.

[editar] Isótopos

O tungstênio tem 5 isótopos naturais, 4 dos quais são estáveis: W-182, W-183, W-184, W-186. W-180 têm meia-vida absurdamente longa e, para finalidades práticas, podem ser considerados estáveis. Outros 27 radioisótopos foram identificados, dos quais os mais estáveis são o W-181, com uma meia-vida de 121,2 dias, o W-185 com uma meia-vida de 75,1 dias, o W-188 com uma meia-vida de 69,4 dias e o W-178 com uma meia-vida de 21,6 dias. Todos os isótopos radiativos restantes têm meias-vida de menos de 24 horas, e maioria destes com menos de 8 minutos. O tungstênio apresenta também 4 metaestáveis, sendo o mais estável o W-179m (meia-vida de 6.4 minutos). As massas atómicas dos isótopos de tungstênio variam de 157,974 u (W-158) até 189,963 u (W-190).