Forskel Mellem Tungsten Og Titanium Forskel mellem
Tungsten
Nomenklatur, oprindelse og opdagelse
Tungsten er afledt af den svenske tungsten eller "tung sten". Det er repræsenteret af symbolet W, som det er kendt som Wolfram i mange europæiske lande. Dette kommer fra tysk til "ulvskum", da tidlige tin minearbejdere bemærkede, at et mineral de kaldte wolframit reduceret tin udbytte, når de findes i tin malm, så det syntes at forbruge tin som en ulv fortærer får. [I]
I 1779 undersøgte Peter Woulfe sheelit fra Sverige og opdagede, at den indeholdt et nyt metal. To år senere reducerede Carl Wilhelm Scheele wolframsyre fra dette mineral og isolerede en sur hvid oxid. Yderligere to år senere isolerede Juan og Fausto Elhuyar i Vergara, Spanien, det samme metaloxid fra en identisk syre reduceret fra wolframit. De opvarmede metaloxidet med kulstof og reducerede det til wolframmetal.
Fysiske og kemiske egenskaber
Tungsten er et skinnende sølvfarvet metal og har atomnummeret 74 på det periodiske elementets tabel og en standard atomvægt (A r999 >) af 183. 84. [ii] Det har det højeste smeltepunkt af alle elementer, ultrahøjt tæthed og er meget hårdt og stabilt. Den har det laveste damptryk, den laveste varmeudvidelseskoefficient og højeste trækstyrke af alle metaller. Disse egenskaber skyldes de stærke kovalente bindinger mellem wolframatomer dannet af 5 d elektroner. Atomerne danner en kropscentreret kubisk krystalstruktur.
Kommercielle anvendelser
Tungsten legeringer er ekstremt hårde, såsom wolframcarbid, som kombineres med keramik til at danne "high speed steel" - dette bruges til at lave boremaskiner, knive og skær, sav- og fræseværktøjer. Disse anvendes til metalbearbejdning, minedrift, træbearbejdning, byggeri og olieindustrien og tegner sig for 60% af wolframbrug i kommercielt omfang.
Tungsten bruges i varmeelementer og høj temperaturovne. Det findes også i ballaster i flyhaler, yachtkøler og racerbiler samt vægte og ammunition.
Kul- og magnesiumvolfatater blev engang almindeligt anvendt til filamenter i glødelamper, men betragtes som energideffektive. Wolfram legering anvendes dog i lavtemperatur superledende kredsløb.
Krystalwolfater anvendes i kernefysik og nuklearmedicin, røntgen- og katodestrålerør, buesvejselektroder og elektronmikroskop. Wolframtrioxid anvendes i katalysatorer, som f.eks. En, der anvendes i kraftværker, der kører på kul. Andre wolframsalte anvendes i kemi- og garvningsindustrien.
Nogle legeringer anvendes som smykker, mens man vides at danne permanente magneter, og nogle superlegeringer anvendes som slidbestandige belægninger.
Tungsten er det tyngste metal, der har en biologisk rolle, men kun i bakterier og arkæer. Det bruges af et enzym, der reducerer carboxylsyrer til aldehyder. [iii]
Titanium
Nomenklatur, oprindelse og opdagelse
Titanium er afledt af ordet "Titans", jordgudindees sønner i græsk mytologi. Reverend William Gregor, en amatørgeolog, bemærkede, at sorte sand ved en strøm i Cornwall, 1791, blev tiltrukket af en magnet. Han analyserede det og lærte at sandet indeholdt jernoxid (forklarer magnetismen) såvel som et mineral kendt som menachanit, som han udledte var lavet af et ukendt hvidmetaloxid. Dette rapporterede han til det kongelige geologiske samfund i Cornwall.
I 1795 undersøgte den preussiske videnskabsmand Martin Heinrich Klaproth fra Boinik en rødmalm kendt som Schörl fra Ungarn og hedde elementet af det ukendte oxid, det indeholdt, Titanium. Han bekræftede også forekomsten af titanium i menachanit.
Forbindelsen TiO
2 er et mineral kendt som rutil. Titanium forekommer også i mineralerne ilmenit og sphene, der hovedsagelig findes i stenede klipper og sedimenter afledt af dem, men er også fordelt over hele jordens litosfære. Ren titanium blev først fremstillet af Matthew A. Hunter i 1910 ved Rensselaer Polytechnic Institute ved opvarmning af titantetrachlorid (produceret ved opvarmning af titandioxid med chlor eller svovl) og natriummetal i det, der nu er kendt som Hunter-processen. William Justin Kroll reducerede derefter titantetrachlorid med calcium i 1932 og senere raffinerede processen ved anvendelse af magnesium og natrium. Dette tillod titanium at blive brugt uden for laboratoriet, og det, der nu er kendt som Kroll-processen, anvendes stadig i dag kommercielt.
Titan af meget høj renhed blev produceret i små mængder af Anton Eduard van Arkel og Jan Hendrik de Boer i iodid- eller krystalbearbejdningsprocessen i 1925 ved at omsætte titan med iod og adskille dampene dannet over et varmt filament. [iv]
Fysiske og kemiske egenskaber
Titanium er et hårdt, skinnende, sølvfarvet metal repræsenteret af symbolet Ti på det periodiske bord. Det har atomnummeret 22 og en standard atomvægt (A
r) på 47. 867. Atomerne danner en hexagonal tætpakket krystalstruktur, hvilket resulterer i, at metallet er så stærkt som stål, men meget mindre tæt. Faktisk har Titanium den højeste styrke-til-densitet forholdet for alle metaller. Titanium er duktilt i et iltfri miljø og kan modstå ekstreme temperaturer på grund af dets relativt høje smeltepunkt. Det er ikke-magnetisk og har lave elektriske og termiske ledninger. Metalet er modstandsdygtigt overfor korrosion i havvand, surt vand og klor samt en god reflektor af infrarød stråling. Som fotokatalysator frigiver det elektroner i nærværelse af lys, som reagerer med molekyler for at danne frie radikaler, der dræber bakterier. [v]
Titanium forbinder godt med knogler og er giftfri, selv om fint titandioxid er et mistænkt kræftfremkaldende stof. Zirconium, den mest almindelige titaniumisotop, har mange forskellige kemiske og fysiske egenskaber.
Kommercielle anvendelser
Titanium bruges mest i form af titandioxid, som er en hovedkomponent i et lyst hvidt pigment, der findes i maling, plast, emaljer, papir, tandpasta og fødevaretilsætningsstoffet E171, som hvidter konfekture, oste og glasur. Titanforbindelser er en komponent af solbeskyttelsesmidler og røgskærme, der anvendes i pyroteknologi og forbedrer synligheden i solobservatorier. [vi]
Titanium anvendes også i den kemiske og petrokemiske industri og udviklingen af lithium batterier. Visse titanforbindelser danner katalysatorkomponenter, for eksempel der anvendes til fremstilling af polypropylen.
Titanium er kendt for brug i sportsudstyr som tennisrackete, golfklubber og cykelrammer og elektronisk udstyr som mobiltelefoner og bærbare computere. Dens kirurgiske anvendelser omfatter anvendelse i ortopædiske implantater og medicinske proteser.
Når legeret med aluminium, molybdæn, jern eller vanadium, titanium bruges til at belægge skæreværktøjer og beskyttende belægninger eller endda i smykker eller som dekorative finish. TiO
2
belægninger på glas eller fliser kan reducere infektioner på hospitaler, forhindre tåge af sidespejle i motorkøretøjer og reducere snavsopbygning på bygninger, fortove og veje. Titanium udgør en vigtig del af strukturer udsat for havvand, såsom afsaltningsanlæg, skibs- og ubådskrog og propelleraksler samt kraftværkerens kondensatorrør. Andre anvendelser omfatter fremstilling af komponenter til flyindustrien og transportindustrien og militæret, såsom fly, rumfartøjer, missiler, rustningslister, motorer og hydrauliske systemer. Forskning gennemføres for at bestemme titans egnethed som et materiale til opbevaring af kerneaffald. iv Nøgleforskelle mellem wolfram og titanium
Tungsten stammer fra mineralet scheelite og wolframit. Titanium findes i mineralerne ilmenit, rutile og sphene.
Wolfram fremstilles ved at reducere wolframsyre fra mineralet, isolere metaloxidet og reducere det til metal ved opvarmning med carbon. Titan fremstilles ved dannelse af titantetrachlorid via chlorid- eller sulfatprocesser og opvarmning med magnesium og natrium.
- Tungsten er nummer 74 på det periodiske bord med en relativ atomvægt 84. Titan er nummer 22 med en relativ atomvægt 47. 867.
- Tungstenatomer danner en kropscentreret kubisk krystalstruktur. Titanatomer danner en sekskantet tæt pakket krystalstruktur.
- Tungsten er ekstremt stærk, hård og tæt.Titanium er meget stærk og hård og har meget lavere densitet.
- Tungsten er lidt magnetisk og lidt elektrisk ledende. Titanium er ikke-magnetisk og mindre elektrisk ledende.
- Tungsten er ikke så korrosionsbestandig i saltvand som titanium og er ikke en fotokatalysator som titanium.
- Tungsten har en biologisk rolle, men titanium gør det ikke.
- Tungsten er formbar i sin reneste form. Titanium er duktilt i et iltfri miljø.
- Tungsten bruges i varmelegemer, vægte, superledende kredsløb med lav temperatur og har anvendelser inden for kernefysik og elektronemitterende anordninger. Titanium bruges i hvide pigmenter, sportsudstyr, kirurgiske implantater og marine strukturer.
