டங்ஸ்டனைப் புரிந்துகொள்வோம்: ஒரு வேதியியல் ரீதியாக நெகிழ்வான தனிமம்
டங்ஸ்டன், W என்ற குறியீட்டாலும் அணு எண் 74-ஆலும் குறிப்பிடப்படுகிறது, இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க இடைநிலை உலோகம் ஆகும், இது அதன் விதிவிலக்கான இயற்பியல் பண்புகளுக்காக, குறிப்பாக அதன் மிக அதிக உருகுநிலை மற்றும் அடர்த்தி காரணமாக அறியப்படுகிறது. இதன் ரசாயன வினைத்திறன் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகும், குறிப்பாக சுற்றுப்புற வெப்பநிலைகளில், இது பரவலான தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.
நீருடன் வினைத்திறன்
டங்ஸ்டன் நீருடன் மிகக் குறைந்த வினைத்திறனைக் காட்டுகிறது.
- அறை வெப்பநிலையில், திட டங்ஸ்டன் உலோகம் நீர் அல்லது நீராவியுடன் வினைபுரிவதில்லை. அதன் பாதுகாப்பு ஆக்சைடு அடுக்கு இந்த மந்தத்தன்மைக்கு பங்களிக்கிறது.
- அதிக வெப்பநிலையிலும், டங்ஸ்டனின் நீருடன் வினை குறைந்தபட்சமாகவே இருக்கும். நீராவியால் கணிசமான ஆக்சிஜனேற்றம் பொதுவாக மிக அதிக வெப்பநிலைகள், பெரும்பாலும் 800-900°C க்கு மேல், தேவைப்படுகிறது, இது டங்ஸ்டன் ஆக்சைடுகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது. இந்த உயர்-வெப்பநிலை வினை சாதாரண சூழ்நிலைகளில் எளிதில் அடையப்படுவதில்லை.
காற்று அல்லது ஆக்சிஜனுடன் வினைத்திறன்
டங்ஸ்டன் காற்று அல்லது ஆக்சிஜனுடன் செயல்படுவது வெப்பநிலை மற்றும் உலோகத்தின் வடிவத்தைப் பொறுத்து குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாறுபடும்.
- அறை வெப்பநிலையில்: அறை வெப்பநிலையில் திட டங்ஸ்டன் உலோகம் காற்றில் நிலையானது. இது ஒரு மெல்லிய, பாதுகாப்பு அடுக்கான டங்ஸ்டன் ஆக்சைடை (WO$_3$) உருவாக்குகிறது, இது மேலும் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கிறது. இந்த செயலற்ற அடுக்கு அரிப்புக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது.
- அதிக வெப்பநிலைகளில்: காற்று அல்லது ஆக்சிஜனில் சூடாக்கப்படும் போது, டங்ஸ்டன் கணிசமாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடையத் தொடங்குகிறது. இந்த வினை சுமார் 400°C இல் கவனிக்கத்தக்கதாகிறது, மேலும் 600°C க்கு மேல் வெப்பநிலைகளில், அது விரைவாக ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து மஞ்சள் நிறப் பொடியான டங்ஸ்டன் ட்ரைஆக்சைடை (WO$_3$) உருவாக்குகிறது. இந்த பண்பு ஒளிரும் மின்விளக்குகளில் ஒரு இழை இழையாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில் முக்கியமானது, அங்கு அது மிக அதிக வெப்பநிலையில் செயல்படுகிறது, ஆனால் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கவும் எரிந்து போவதைத் தடுக்கவும் வெற்றிடம் அல்லது மந்த வாயு சூழலில் செயல்படுகிறது.
நச்சுத்தன்மை
உலோக டங்ஸ்டன் பொதுவாக மனிதர்களுக்கும் விலங்குகளுக்கும் மிகக் குறைந்த நச்சுத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதப்படுகிறது. அதன் தூய, திடமான வடிவத்தில் இது ஒரு அபாயகரமான பொருளாக வகைப்படுத்தப்படவில்லை. இருப்பினும், டங்ஸ்டன் சேர்மங்கள் அவற்றின் ரசாயன அமைப்பு மற்றும் கரைதிறன் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மாறுபட்ட அளவிலான நச்சுத்தன்மையைக் கொண்டிருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, சில கரையக்கூடிய டங்ஸ்டன் சேர்மங்கள் அதிக அளவில் உட்கொள்ளப்பட்டால் அல்லது உள்ளிழுக்கப்பட்டால் அதிக நச்சுத்தன்மை கொண்டதாக இருக்கலாம், ஆனால் இவை செயலற்ற உலோக வடிவத்திலிருந்து வேறுபட்டவை. இந்தியாவில், டங்ஸ்டன் முக்கியமாக கலப்புலோகங்கள் அல்லது மின் சாதனங்களின் கூறுகளில் காணப்படுகிறது, இங்கு நச்சு சேர்மங்களுக்கு ஆளாகுவது ஒரு பொதுவான கவலை அல்ல.
கதிரியக்கம்
டங்ஸ்டன் ஒரு கதிரியக்க தனிமம் அல்ல. டங்ஸ்டன்-180, டங்ஸ்டன்-182, டங்ஸ்டன்-183, டங்ஸ்டன்-184, மற்றும் டங்ஸ்டன்-186 போன்ற அதன் இயற்கையாக நிகழும் ஐசோடோப்புகள் நிலையானவை அல்லது மிக நீண்ட அரை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, அவை கதிரியக்க அபாயத்தை ஏற்படுத்துவதில்லை. டங்ஸ்டன்-180 ஆல்பா சிதைவுக்கு உட்படுகிறது, ஆனால் அதன் அரை ஆயுள் வானியல் ரீதியாக மிக நீண்டது (10$^{18}$ ஆண்டுகளுக்கும் மேல்), இது எந்தவொரு நிஜ உலக பயன்பாட்டிற்கும் அல்லது கவலைக்கும் நடைமுறையில் நிலையானது.
எரியக்கூடிய தன்மை
திட உலோக டங்ஸ்டன் எரியக்கூடியது அல்ல. அதன் நம்பமுடியாத அதிக உருகுநிலை (3422°C, அனைத்து உலோகங்களிலும் அதிகமானது) அது எளிதில் எரியவோ அல்லது எரிதலைத் தொடரவோ முடியாது என்பதாகும்.
- இருப்பினும், நுண்ணிய டங்ஸ்டன் பொடி பைரோஃபோரிக் தன்மை கொண்டது, அதாவது அதன் பெரிய மேற்பரப்பு காரணமாக அறை வெப்பநிலையில் காற்றில் தானாகவே எரியும். இது நுணுக்கமாகப் பிரிக்கப்பட்ட வடிவங்களில் உள்ள பல உலோகங்களுக்குப் பொதுவான ஒரு பண்பு ஆகும், மேலும் இது டங்ஸ்டன் பொடியை தொழில்துறை ரீதியாகக் கையாளும் போது ஒரு பாதுகாப்பு கருத்தாகும்.
ரசாயன வினை உதாரணம்
டங்ஸ்டனின் ரசாயன வினைத்திறனுக்கு ஒரு முக்கிய உதாரணம் அதிக வெப்பநிலையில் அதன் ஆக்சிஜனேற்றம் ஆகும். இது பாதுகாக்கப்படாவிட்டால், உயர்-வெப்பநிலை உலைகள் போன்ற பயன்பாடுகளில் இதன் பயன்பாட்டிற்கான அடிப்படையாகும்.
அதிக வெப்பநிலைகளில் டங்ஸ்டனின் ஆக்சிஜனேற்றம்: ஆக்சிஜன் முன்னிலையில் சூடாக்கப்படும் போது, டங்ஸ்டன் வினைபுரிந்து டங்ஸ்டன் ட்ரைஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. $2\text{W(s)} + 3\text{O}_2\text{(g)} \xrightarrow{\text{Heat}} 2\text{WO}_3\text{(s)}$
டங்ஸ்டன் சம்பந்தப்பட்ட தொழில்துறை செயல்முறைகளில், ஒரு மந்தமான சூழ்நிலை அல்லது வெற்றிடம் பொருள் சிதைவைத் தடுக்க அவசியமாக இருக்கும்போது, இந்த வினை கருத்தில் கொள்ள வேண்டியது மிக முக்கியம். எடுத்துக்காட்டாக, பல்வேறு இந்திய தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படும் உயர்-செயல்திறன் கொண்ட கருவிகளின் உற்பத்தியில், டங்ஸ்டன் கார்பைட் (WC) பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதன் சின்டரிங் செயல்முறையின் போது, டங்ஸ்டன் அல்லது அதன் சேர்மங்களின் தேவையற்ற ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்க சூழ்நிலை கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.