டங்ஸ்டன் (W) ஆய்வு வழிகாட்டி - பண்புகள், வினைகள் மற்றும் பயன்கள்

அறிமுகம்: டங்ஸ்டனின் முக்கியத்துவம்

டங்ஸ்டன் (W) என்பது “tung sten” என்ற ஸ்வீடிஷ் சொற்களிலிருந்து பெறப்பட்டது, அதாவது “கனமான கல்” என்று பொருள்படும். இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க இடைநிலை உலோகம் ஆகும், இது அதன் விதிவிலக்கான பண்புகளுக்குப் பெயர்பெற்றது. அறியப்பட்ட அனைத்து உலோகங்களிலும் மிக உயர்ந்த உருகுநிலை, அதிக வெப்பநிலையில் சிறந்த இழுவிசை வலிமை மற்றும் சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன் ஆகியவற்றை இது கொண்டுள்ளது. இந்த பண்புகள் ஒளிரும் மின்விளக்கு இழை முதல் அதிவேக வெட்டும் கருவிகள் மற்றும் சிறப்பு கலப்புலோகங்கள் வரை பல உயர் செயல்திறன் பயன்பாடுகளில் இதை அவசியமாக்குகின்றன.

CBSE/JEE விரைவு மறுசீராய்வு குறிப்புகள்

குறியீடு: W
அணு எண்: 74
அணு நிறை: 183.84 u
தொகுதி: 6
தொடர்: 6
தொகுதி: d-தொகுதி (இடைநிலை உலோகம்)
இயல்பு: கடினமான, உடையக்கூடிய, வெள்ளி-வெள்ளை உலோகம்
உருகுநிலை: 3422 °C (அனைத்து உலோகங்களிலும் மிக உயர்ந்தது)
கொதிநிலை: 5930 °C
அடர்த்தி: 19.25 g/cm³ (மிக அதிகம்)
பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள்: +2, +3, +4, +5, +6 (மிகவும் நிலையானது மற்றும் பொதுவானது +6)
படிக அமைப்பு: உடல்-மைய கனசதுர (BCC)

எலக்ட்ரான் அமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு நடத்தை

எலக்ட்ரான் அமைப்பு

டங்ஸ்டனின் எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Xe] 4f^14 5d^4 6s^2

பிணைப்பு நடத்தை

டங்ஸ்டன் இடைநிலை உலோகங்களின் சிறப்பியல்புக்கு ஏற்ப மாறுபட்ட ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளைக் காட்டுகிறது, இதில் +6 மிகவும் பொதுவானது மற்றும் நிலையானது. அதன் உயர் ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகள் 5d மற்றும் 6s எலக்ட்ரான்கள் பிணைப்பில் பங்கேற்பதன் விளைவாகும். டங்ஸ்டன் சேர்மங்கள், குறிப்பாக உயர் ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளில் உள்ளவை, பெரும்பாலும் குறிப்பிடத்தக்க சகப்பிணைப்பு தன்மையைக் காட்டுகின்றன. இது நிலையான ஆக்சைடுகள் (WO₃ போன்றவை), ஹாலைடுகள் (WF₆ போன்றவை) மற்றும் டங்ஸ்டேட்டுகள் (டங்ஸ்டிக் அமிலத்தின் உப்புகள், H₂WO₄) ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. அதன் உலோகப் பிணைப்புகளின் வலிமை அதன் அசாதாரணமான உயர் உருகுநிலைக்கு பங்களிக்கிறது.

முக்கியமான வேதியியல் வினைகள்

டங்ஸ்டன் அறை வெப்பநிலையில் ஒப்பீட்டளவில் மந்தமானது, ஆனால் அதிக வெப்பநிலையில் வினைபுரியும்.

ஆக்சிஜனுடன் வினை

அதிக வெப்பநிலையில் டங்ஸ்டன் ஆக்சிஜனில் எரிந்து டங்ஸ்டன்(VI) ஆக்சைடு (டங்ஸ்டன் ட்ரை ஆக்சைடு) உருவாகிறது. 2W(s) + 3O₂(g) --(heat)--> 2WO₃(s)

ஹாலோஜன்களுடன் வினை

டங்ஸ்டன் ஹாலோஜன்களுடன் வினைபுரிந்து பல்வேறு டங்ஸ்டன் ஹாலைடுகளை உருவாக்குகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஃவுளூரின் உடன் வினைபுரிந்து, ஆவியாகும் சேர்மமான டங்ஸ்டன்(VI) ஃவுளூரைடை உருவாக்குகிறது. W(s) + 3F₂(g) --(heat)--> WF₆(g) குளோரின் உடன், இது டங்ஸ்டன்(VI) குளோரைடை உருவாக்க முடியும்: 2W(s) + 6Cl₂(g) --(heat)--> 2WCl₆(s)

அமிலங்களுடன் வினை

அறை வெப்பநிலையில் பெரும்பாலான அமிலங்களால் டங்ஸ்டன் தாக்கப்படுவதை பொதுவாக எதிர்க்கிறது.

ஆக்ஸிஜனேற்றப் பண்பில்லாத அமிலங்கள் (எ.கா., HCl, நீர்த்த H₂SO₄): டங்ஸ்டன் பெரும்பாலும் வினைபுரியாது.
வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற அமிலங்கள் (எ.கா., சூடான அடர் HNO₃): டங்ஸ்டன் வினைபுரிந்து டங்ஸ்டிக் அமிலம் (H₂WO₄) உருவாகிறது, இது கரையாதது. W(s) + 6HNO₃(conc) --(heat)--> H₂WO₄(s) + 6NO₂(g) + 2H₂O(l)
ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் மற்றும் நைட்ரிக் அமில கலவை (HF/HNO₃): இந்த கலவையானது டங்ஸ்டனைக் கரைத்து, ஹெக்ஸாஃப்ளூரோடங்ஸ்டிக் அமிலத்தை உருவாக்கும். W(s) + 10HF(aq) + 2HNO₃(aq) --> H₂[WF₆](aq) + 2NO(g) + 6H₂O(l)

காரங்களுடன் வினை

டங்ஸ்டன் பொதுவாக காரக் கரைசல்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும், ஆனால் உருகிய காரங்களில் மெதுவாகக் கரைந்து டங்ஸ்டேட்டுகளை உருவாக்கும். WO₃(s) + 2NaOH(l) --(heat)--> Na₂WO₄(l) + H₂O(g)

தொழில் மற்றும் உயிரியல் முக்கியத்துவம்

தொழில் முக்கியத்துவம்

டங்ஸ்டனின் தனித்துவமான பண்புகள் பல தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு இதை அவசியமாக்குகின்றன:

இழைகள்: அதன் உயர் உருகுநிலை மற்றும் வலிமை காரணமாக, ஒளிரும் மின்விளக்கு இழைகள், வெற்றிட குழாய் இழைகள் மற்றும் எக்ஸ்-ரே குழாய் இலக்குகளுக்கு இது சிறந்தது.
கலப்புலோகங்கள்: கடினமான, வெப்ப-எதிர்ப்பு கலப்புலோகங்களை உருவாக்க டங்ஸ்டன் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- அதிவேக எஃகு: கடினத்தன்மை, வலிமை மற்றும் தேய்மான எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது, மேலும் இந்த பண்புகளை அதிக வெப்பநிலையிலும் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது (எ.கா., வெட்டும் கருவிகளுக்கு).
- மீஉயர் கலப்புலோகங்கள்: ஜெட் எஞ்சின் பாகங்கள், ராக்கெட் முனைகள் மற்றும் பிற உயர் வெப்பநிலை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
டங்ஸ்டன் கார்பைடு (WC): இது ஒரு விதிவிலக்கான கடினமான பொருள், பெரும்பாலும் கோபால்ட்டுடன் (சிமென்ட் கார்பைடு) கலக்கப்பட்டு, வெட்டும் கருவிகள் (துளையிடும் கருவிகள், அரைக்கும் கருவிகள்), சிராய்ப்புகள், கவசத்தை ஊடுருவும் வெடிமருந்துகள் மற்றும் சுரங்க உபகரணங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மின்முனைகள்: TIG (டங்ஸ்டன் மந்த வாயு) வெல்டிங்கில் அதன் உயர் உருகுநிலை மற்றும் மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.
மின் தொடர்புகள்: சுவிட்சுகள் மற்றும் சர்க்யூட் பிரேக்கர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
எதிர் எடைகள் மற்றும் பேலாஸ்ட்கள்: அதன் அதிக அடர்த்தி காரணமாக, விமானம், கோல்ஃப் கிளப்புகள் மற்றும் கதிர்வீச்சுத் தடுப்புகளில் எதிர் எடைகளுக்கு ஏற்றது.
வேதியியல் தொழில்: டங்ஸ்டன் ஆக்சைடுகள் மற்றும் சல்பைடுகள் பல்வேறு வேதியியல் வினைகளில் வினையூக்கிகளாக செயல்படுகின்றன.

உயிரியல் முக்கியத்துவம்

டங்ஸ்டன் சில நுண்ணுயிரிகளுக்கு (சில பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் ஆர்க்கியாக்கள்) ஒரு அத்தியாவசிய நுண்ணூட்டச்சத்து ஆகும், அங்கு அது குறிப்பிட்ட நொதிகளில், குறிப்பாக ஆக்ஸிடோரிடக்டேஸ்களில் (எ.கா., ஆல்டிஹைட் ஃபெர்ரிடாக்சின் ஆக்ஸிடோரிடக்டேஸ்) ஒரு சக காரணியாக செயல்படுகிறது. இருப்பினும், இது மனிதர்களுக்கோ அல்லது உயர் விலங்குகளுக்கோ அத்தியாவசிய தனிமமாகக் கருதப்படவில்லை. பொதுவாக நச்சுத்தன்மை குறைவாக இருந்தாலும், அதிக செறிவுகள் அவற்றின் வேதியியல் ஒற்றுமைகள் காரணமாக மாலிப்டினம் வளர்சிதை மாற்றத்தில் தலையிடலாம்.